Il problema degli elementi residui nell'acciaio è uno dei problemi più importanti nell'industria metallurgica. Nel processo di produzione dell'acciaio, le materie prime (compresi metallo caldo, rottami e ferroleghe) porteranno molti elementi di impurità nella fornace. Alcuni degli elementi di impurità possono essere rimossi, ma alcuni elementi di impurità rimarranno nell'acciaio, che sono indicati collettivamente come elementi residui.

Questi elementi residui sono uno dei principali fattori di instabilità della qualità dell'acciaio. Alcuni elementi residui sono facilmente separabili, anche se il loro contenuto è molto basso, avrà un forte effetto negativo sulle proprietà dell'acciaio.

Ad esempio, il titanio residuo nell'acciaio per cuscinetti è un caso tipico. Ti è facile reagire con n per produrre inclusioni di elevata durezza, che influiscono notevolmente sulla durata dell'acciaio per cuscinetti.

1. Classificazione degli elementi residui

Alcuni elementi residui noti nell'acciaio possono essere suddivisi in tre categorie in base al loro potenziale di ossidazione, come mostrato nella tabella seguente. Sono completamente trattenute, parzialmente trattenute e raramente trattenute nel processo di produzione dell'acciaio.

Nella tabella sopra, il potenziale di ossidazione del primo gruppo di elementi è inferiore a quello del ferro e non partecipano alla reazione di ossidazione durante la produzione dell'acciaio e quasi tutti si accumulano nei prodotti siderurgici. Il potenziale di ossidazione del secondo tipo di elementi residui è vicino a quello del ferro. Nel processo di produzione dell'acciaio, solo una parte di essi viene rimossa per ossidazione e il grado di rimozione è correlato alle caratteristiche degli elementi stessi. Il potenziale di ossidazione del terzo tipo di elementi è superiore a quello del ferro. Nel processo di soffiatura dell'acciaio fuso, vengono prima ossidati nelle scorie da rimuovere e solo una piccola parte di esse entra nel prodotto. Pertanto, ci sono solo 15 elementi nella prima e nella seconda categoria di acciaio. Tra questi, 8 elementi sono elementi completamente riservati e 7 elementi sono elementi parzialmente riservati.

2. Fonte di elementi residui in acciaio

La Cina è un paese con un gran numero di minerali di ferro intrecciati, inclusi V, Ti, P, as, Sn, Sb, re (elementi di terre rare), ecc., che vengono portati nell'acciaio durante la fusione. Oltre agli elementi residui introdotti nel ferro fuso dal minerale di ferro primario, la più grande fonte di elementi residui nell'acciaio fuso è il rottame di acciaio

(1) Acciaio legato in rottame. Al momento, non esiste una tecnologia economica ed efficace per separare l'acciaio legato e l'acciaio al carbonio ordinario, ma ci sono molti tipi di elementi in lega in alcuni acciai medio e alto legati. Nel riciclaggio dell'acciaio, questi elementi di lega entreranno nell'acciaio come elementi residui;

(2) Rivestimento superficiale o rivestimento in rottami di acciaio. Tra questi, la banda stagnata è quella più problematica, che entra nel riciclaggio dei rottami come una scatola di lattine, e altri rivestimenti includono rame, nichel e cromo; anche la lamiera zincata è ampiamente utilizzata, ma lo zinco può essere sostanzialmente rimosso nella produzione dell'acciaio senza considerazione; (3) metalli non ferrosi avvolti in rottami di materie prime. Il più importante è il rottame di acciaio, che contiene alcuni micro motori, l'impurità principale è il rame. Sul mercato, il contenuto di elementi più residui è il rame, che proviene principalmente dai rottami di automobili nei forni per la produzione dell'acciaio. Si stima che il contenuto medio di rame nei rottami di acciaio sia di circa 0,3%, che dipende dalla fonte e dalla proporzione di acciaio legato. Il residuo sb e come nell'acciaio provengono principalmente dal minerale di ferro primario. quando i rottami contenenti queste impurità vengono riciclati, possono essere diluiti, ma la quantità residua si accumulerà gradualmente nell'acciaio. Il contenuto di H e N nell'acciaio deriva principalmente dall'atmosfera nell'officina di produzione dell'acciaio e il suo contenuto dipende principalmente dalla diversa composizione dell'acciaio e dal processo di produzione dell'acciaio.

3. Segregazione di elementi residui in acciaio

Molti elementi residui esistono e svolgono un ruolo nell'acciaio sotto forma di segregazione. La maggior parte degli elementi residui ha una forte capacità di segregazione nell'acciaio; il processo di segregazione di questi elementi può avvenire non solo nel processo di solidificazione dell'acciaio liquido, ma anche nella successiva trasformazione in fase solida, ma necessita di un lungo tempo di diffusione. I principali elementi di segregazione nella colonna montante del lingotto sono s, P e C, seguiti da sb, N, as, h e Sn. La durezza di questa parte di materiale è superiore a quella di altre parti di lingotto dopo la segregazione. Rispetto alla segregazione per solidificazione, gli elementi residui produrranno la segregazione del bordo del grano durante la trasformazione o il riscaldamento in fase solida. Ad esempio, la seconda fragilità da rinvenimento dell'acciaio è principalmente causata dalla segregazione del bordo del grano di P, Sn, as e sb.

4. La funzione degli elementi residui

① Otto elementi completamente conservati

Ni, Co, W e Mo possono migliorare la temprabilità dell'acciaio, che sono elementi benefici. Da un lato, il Cu può causare l'infragilimento del rame durante la lavorazione a caldo ad alta temperatura, ma dall'altro può migliorare la resistenza alla corrosione atmosferica dell'acciaio; gli elementi residui Sn, as e Sb sono elementi nocivi, che non solo rafforzano la fragilità del rame nell'acciaio, ma portano anche alla seconda fragilità da rinvenimento dell'acciaio legato; SN è uno degli elementi residui più dannosi nell'acciaio, che può ridurre notevolmente le proprietà meccaniche ad alta temperatura di acciaio e leghe.

② 7 elementi di ritenzione parziale

C. Mn, se P sono gli elementi di controllo convenzionali; Il Cr può migliorare la resistenza all'ossidazione dell'acciaio, aumentare la resistenza alla corrosione e la temprabilità dell'acciaio, ma anche aumentare la fragilità del temperamento dell'acciaio; n è utile per controllare la granulometria dell'austenite, ma può anche causare l'invecchiamento per deformazione dell'acciaio; h nell'acciaio è una sorta di elemento dannoso e dannoso, che porterà a macchie bianche e crepe nell'acciaio bassolegato ad alta resistenza.