低硫鋼

低硫鋼是指硫含量<0.01%的鋼。硫含量<0.005%為超低硫鋼。採用鐵水脫硫、鋼包噴粉(脫硫劑)加以吹氬強攪拌等工藝可使鋼中硫含量大大低於常規水平。這類鋼的成坯率高，表面質量好，定徑率高，其橫向延性、Z向性能、缺口韌性及低溫衝擊韌性均優於常規鋼。抗點蝕性好，耐氫誘裂紋及硫化物應力腐蝕能力優於常規含硫鋼。冷成型廢品率低，冷鐓開裂傾向小。可作為酸性腐蝕氣體下的油、氣管線鋼，鑽探鋼管及海洋平台結構件用鋼，低溫鋼、壓力容器鋼、船艦、鋼軌鋼。在低合金超高強度鋼、不鏽鋼中也有重要意義。

基本介紹

• 中文名：低硫鋼
• 外文名：Low sulfur steel
• 硫含量：<0.01%
• 製備方法：鐵水脫硫、鋼包噴粉加以吹氬
• 特點：成坯率高，表面質量好，定徑率高
• 套用：油、氣管線鋼，鑽探鋼管

低硫鋼的性能

由鋼製造的高負荷結構件，多套用模鍛件作為毛坯材料。套用微合金化AFP鋼來實現構件質量的改善。這些材料通過極其簡單、成本較低的BY處理(BY-鍛造餘熱控制冷卻)達到調質鋼的水平。BY處理的主要特點是套用鍛造熱，溫度和時間由加熱和空氣元件控制。它使鍛件生產成本降低5~18%。

與熱處理相比，切削加工節約的可能性更大。典型汽車部件總成本可以節約46~69%就是證明。因此，模鍛件用鋼發展的重要目標是改善切削性能，改善鍛件切削性能的冶金措施在於材料中非金屬夾雜物的影響，硫含量提高使之與錳在鋼中形成硫化錳，它影響切屑的形成從而改善斷屑狀況，硫、鈣處理降低鍛件切削工具的磨損，鈣處理使鋼中有磨料作用的Al₂O₃改變成硬度較低的Ca-Al化合物。

低硫鋼的生產

硫在絕大多數鋼中都是有害元素(除易切削鋼外)。較低硫含量的鋼種，如輸油氣管、海上採油平台用鋼、厚船板、航空用鋼等要求高的衝擊韌性、均勻的力學性能，矽鋼要求良好的磁性，薄板鋼要求良好的深沖性能，故對於這些鋼的含硫量要求低於0.005%。對高壓容器等超低硫鋼種，其含硫量要求為0.0005%~0.0010%。生產超低硫鋼的工藝主要有爐渣精煉法和噴粉法兩大類。這兩種工藝都可以把鋼中硫降到0.0020%或更低。噴射冶金法具有一定的優勢，但噴粉法設備占地面積大，投資成本較高，大多數鋼廠已形成了以LF精煉為主要手段的生產低硫鋼工藝。

特點

在LF內可以創造極為優越的脫硫熱力學和動力學條件，適合於生產低硫、超低硫鋼，主要體現在以下四個方面：(1)高鹼度還原渣，渣量可增大；(2)電弧加熱，爐渣溫度高，可補償由於精煉導致的溫降；(3)可以較強烈攪拌鋼水；(4)過程穩定，易於控制。

我國本鋼煉鋼廠利用LF-IR爐開發了深脫硫生產技術，LF-IR爐是一座雙工位處理站，即LF(鋼包爐)工位和IR工位(噴粉精煉)。該技術嚴格控制精煉前各工藝環節的操作，控制精煉前[s]<0.015%；在精煉過程中，採用LF爐大渣量、大氣量底吹氬攪拌、造還原渣及IR噴吹矽鈣粉相結合進行深脫硫。在嚴格控制各工藝環節的前提下，在精煉工序採用這種方法可達到將鋼與電爐冶煉配套的爐外精煉技術中硫含量控制在0.0010%以下的極低硫效果。

低硫鋼關鍵技術要點

造還原渣脫硫要點包括：

(1)造渣前要完成對鋼水的脫氧，控制AI>0.03%。

(2)造渣材料(預熔型、埋弧型精煉渣和活性石灰)的加入量按每爐1400~2000kg控制(鋼水量100t)，其中預熔型精煉渣和活性石灰的加入量應根據鋼包頂渣的流動性做適當調整。

(3)供電造渣階段，前期採用低檔電壓起弧，起弧穩定後採用高檔電壓升溫化渣，後期採用適中電壓進行調溫，完成爐渣精煉。

(4)供電3~5min爐渣基本熔化後開始加入鋁屑、電石等擴散脫氧劑。擴散脫氧劑要小批量連續加入，直到爐渣顏色轉為黃白色或淺綠色，若需深脫硫則爐渣顏色應為白色並持續保持。

(5)在不供電期間要加強底吹氬氣攪拌，尤其是在爐渣顏色轉為黃白色以後，以利於鋼、渣充分接觸，加快脫硫速度。

(6)在LF爐造渣處理過程中，要蓋嚴爐蓋及爐蓋上的開口，以保持較高的還原性氣氛並減少鋼水增氮。

遣渣法深脫硫

深脫硫時，造渣材料加入量增加，按2000~2500kg控制，根據爐氣和爐渣顏色及時添加擴散脫氧劑，處理後期注意保持爐蓋密封防止二次氧化，加石灰前要注意觀察爐渣的流動性，若流動性不好應改加預熔渣或補加螢石化渣，保證爐渣具有良好的流動性；抓住供電化渣後、加入合金及還原渣形成後的時機進行強吹氬攪拌，尤其要保證還原渣造好的強吹氬攪拌時間，以達到理想的深脫硫效果。