15 zvyškových prvkov v oceli

Problém zvyškových prvkov v oceli je jedným z dôležitých problémov, ktorým čelí metalurgia 

priemyslu. Počas procesu výroby ocele sa suroviny na výrobu ocele (vrátane roztaveného železa, oceľového šrotu 

a ferozliatina atď.) prinesie do pece na výrobu ocele veľké množstvo nečistôt. Niektorí 

prvkov nečistôt možno odstrániť, ale niektoré prvky nečistôt v oceli zostanú. 

Táto časť nečistôt (zámerne nepridané prvky zliatiny) sa súhrnne označuje ako zvyšková 

prvkov.

Tieto zvyškové prvky sú jedným z hlavných faktorov nestability kvality ocele. Určité zvyšky 

prvky sú náchylné na segregáciu a dokonca aj pri nízkej úrovni môžu mať silný negatívny vplyv na oceľ 

vlastnosti.

Typickým prípadom je zvyškový titán v ložiskovej oceli. Ti je ľahko reagovať s N na výrobu 

inklúzie s vysokou tvrdosťou, čo výrazne ovplyvňuje životnosť ložiskovej ocele.

1. Klasifikácia zvyškových prvkov

Známe zvyškové prvky v oceli sú rozdelené do troch kategórií podľa ich oxidačného potenciálu, 

ako je uvedené v nasledujúcej tabuľke. Sú zobrazené ako úplná retencia, čiastočná retencia a minimálna 

zadržiavanie v procese výroby ocele.

Vo vyššie uvedenej tabuľke je oxidačný potenciál prvého typu prvkov nižší ako oxidačný potenciál železa a 

nezúčastňujú sa oxidačnej reakcie pri výrobe ocele a takmer všetky sú 

nakoniec nahromadené v oceľových výrobkoch.

Oxidačný potenciál druhého typu zvyškových prvkov je blízky potenciálu železa. Počas 

fúkacieho procesu pri výrobe ocele sa oxiduje a odstraňuje len časť a stupeň odstránenia je 

súvisí s charakteristikami samotných prvkov.

Oxidačný potenciál tretieho typu prvkov je vyšší ako u železa. Počas fúkania 

procesom roztavenej ocele sa najprv oxidujú na trosku na odstránenie, a to len malá časť z nichvstupuje do produktu.

Preto problém zvyškových prvkov v oceli je v skutočnosti iba 15 prvkov obsiahnutých v prvom 

a druhá kategória. Medzi nimi je 8 druhov prvkov plne vyhradených prvkov a 7 druhov prvkov 

prvky sú čiastočne vyhradené prvky.

2. Zdroj zvyškových prvkov v oceli

moja krajina je krajinou s mnohými symbiotickými železnými rudami, medzi ktoré patria V, Ti, P, As, Sn, Sb, Re (vzácne zeminy 

prvky) atď., ktoré sa do ocele vnášajú pri tavení.

Okrem zvyškových prvkov prinesených do roztaveného železa primárnou železnou rudou, najväčším zdrojom o 

zvyškové prvky v roztavenej oceli je oceľový šrot, ktorý sa delí hlavne na:

(1) Legovaná oceľ v oceľovom šrote. V súčasnosti neexistuje žiadna nákladovo efektívna technológia pre oceliarne na triedenie zliatin 

oceľ a obyčajná uhlíková oceľ a niektoré stredne a vysoko legované ocele obsahujú širokú škálu zliatin 

prvkov. Pri recyklácii ocele sa tieto legujúce prvky dostanú do ocele ako zvyškové prvky;

(2) Povrchová úprava alebo pokovovanie v oceľovom šrote. Najproblematickejší je pocínovaný plech, ktorý sa dostáva do šrotu 

oceľový cyklus ako krabica od plechovky. Ďalšie povlaky zahŕňajú meď, nikel a chróm atď.; pozinkované plechy sú 

tiež široko používaný, ale zinok možno v podstate odstrániť pri výrobe ocele bez uváženia;

(3) Neželezné kovy zabalené do oceľového šrotu. Najdôležitejšia vec je automobil

 oceľový šrot, ktorý obsahuje niektoré mikromotory a hlavnou nečistotou je meď.

Na trhu má meď najväčší obsah zvyškových prvkov a hlavne do nej vstupuje meď 

oceliarske pece z automobilového šrotu. Odhaduje sa, že priemerný obsah medi v 

zmiešaného oceľového šrotu v oceliarňach je asi 0,3 %, pričom konkrétny obsah závisí od zdroja a 

podiel legovanej ocele.

Zvyškové Sb a As v oceli pochádzajú hlavne z primárnej železnej rudy. Keď oceľový šrot obsahuje tieto 

nečistoty vstupujú do recyklácie, môžu sa riediť, ale zvyškové množstvo sa postupne hromadí v 

oceľ.

H a N v oceli pochádzajú hlavne z dielenskej atmosféry počas výroby ocele a ich 

obsah závisí hlavne od zloženia rôznych druhov ocele a procesu výroby ocele.

3. Segregácia zvyškových prvkov v oceli

Mnoho zvyškových prvkov existuje a funguje vo forme segregácie v oceli. Väčšina zvyškových prvkov 

majú silnú schopnosť segregácie v oceli; segregačný proces tohto prvku môže nastať nielen v 

procesom tuhnutia roztavenej ocele, ale aj pri následnej premene tuhej fázy, ale to

 difúzia trvá dlho.

Hlavnými segregovanými prvkami v stúpacej časti ingotu sú S, P a C, po ktorých nasledujú Sb, N, As, H, 

a prvky Sn. Po segregácii tvorí inklúzie, tvrdosť tejto časti materiálu je tiež 

vyššia ako u iných častí ingotu.

V porovnaní so segregáciou tuhnutia budú reziduálne prvky produkovať segregáciu na hranici zŕn 

počas transformácie tuhej fázy alebo zahrievania. Napríklad druhý typ popúšťacej krehkosti 

ocele je spôsobená najmä segregáciou hraníc zŕn P, Sn, As a Sb.

4. Stručný popis úlohy zvyškových prvkov

① 8 druhov plne vyhradených prvkov

Ni, Co, W, Mo môžu zlepšiť kaliteľnosť ocele a sú užitočnými prvkami;

Na jednej strane môže Cu spôsobiť skrehnutie medi pri vysokoteplotnom tepelnom spracovaní 

oceľ, ale na druhej strane môže zlepšiť schopnosť ocele odolávať atmosférickej korózii;

Zvyškové prvky Sn, As a Sb sú škodlivé prvky, ktoré nielen posilňujú lámavosť medi

 v oceli, ale čo je dôležitejšie, spôsobí druhý typ popúšťacej krehkosti legovanej ocele;

Sn je jedným z extrémne škodlivých zvyškových prvkov v oceli a Sn výrazne znižuje ich 

vysokoteplotné mechanické vlastnosti ocele a zliatin.

② 7 čiastočne vyhradených prvkov

C, Mn, S, P sú konvenčné ovládacie prvky;

Cr môže zlepšiť odolnosť ocele proti oxidácii, zvýšiť odolnosť proti korózii a vytvrditeľnosť ocele 

ocele, ale tiež zvyšujú popúšťaciu krehkosť ocele;

N je prospešný na kontrolu veľkosti zŕn austenitu, ale súčasne spôsobuje aj napätie 

starnutie ocele;

H v oceli je škodlivý a neužitočný prvok, ktorý môže spôsobiť biele škvrny, praskliny v nízkom množstvevysokopevnostná oceľ atď.