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1 钢中硫含量要求
钢中硫通常被认为是有害的夹杂,原因是它对钢的性能不利,如降低塑性、尤其是低温冲击韧性、抗腐蚀性能和焊接性。因此,几乎所有类型钢都对硫含量做出限制,但不同钢种硫含量限制不同。如螺纹钢筋、型材和线材等普碳钢,通常要求低于200ppm。对如LC、ULC、电工钢、镀锡板和大多数长材,规范是小于50-100ppm的限制。而对ULS钢,规范要求低于10-20ppm。这些钢种基本上都是氢致裂纹(HIC)钢种和用作装甲板、液化天然气罐的高强度钢。
二次精炼中与脱硫处理带来的另一效果是钢水和炉渣的脱氧程度非常高(也即非常低的氧含量)、钢水洁净度好。因此,钢厂对硫含量做出低于60ppm的内控技术要求限制,这通常是用来保证高的钢水洁净度。由于对塑性不利,高强度钢、HSLA和包晶钢(0.09-0.12%C)中硫含量要求低于30ppm,以避免在连铸的弯曲和反弯过程中裂纹形成。
图1给出5种不同钢种对碳和硫的要求。无间隙原子(IF)钢是典型的ULC钢,基本上用于深冲领域,在大多数应用中,IF钢需要表面涂层(镀锌),最突出的就是汽车结构。这类钢最关键的应用是汽车暴露件。电工钢是另一类ULC钢,主要用作变压器和电机制造。由于硅含量高,在使用电工钢时,电损最低。紧凑式板带生产线(CSP)生产的钢基本上都是结构用低碳钢,如车轮钢、滚筒、焊接管、农业应用等。在这种情况下,厚板是抗HIC的钢,用作大口径管线钢管,而100Cr6是典型的高碳、高强钢,用作滚子轴承。为了改善这类钢的机加工性能,硫含量控制在一定范围。
由此可以清楚地看出,根据技术规范不同,所有类型的钢要求不同的硫含量水平,从而需要特殊处理。
图1 不同钢种对C和S的要求
图2 不同钢种在生产过程中硫的变化
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