特种钢也叫合金钢,是在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素,使钢的组织结构发生变化,从而使钢具有各种不同的特殊性能。
如强度、硬度大,抗极端高低温性能高,可塑性、韧性好,耐磨,耐腐蚀,以及其他许多优良性能。
这个世界最好的钢材莫过于航天用钢和潜艇用钢,一种是深海,一种是太空,这两种极端环境最能考验钢材的综合性能。
而高强度钛钢,则能完美的满足这两种环境的需求。
潜艇用钢的冶炼不像水面舰艇用钢,可以采用转炉 LH炉外精炼工艺冶炼出来,冶炼潜艇用钢的设备基本是电弧炉和炉外精炼炉双联才能完成。
之所以要用电弧炉而不是通常使用的转炉,因为电是“二次能源”本身没有杂质,并且电供应稳定,而电弧加热方式产生的发热值也大大高于氧气,这样可以更好的融化钢水里的其它需要加入的有色难融金属,比如说钛。
目前全世界普遍使用的电弧炉都是采用三相交流式,使用三根石墨电极,由卡头和齿调控制它在炉内部分的高度……
电弧加热时,电极周围产生的温度高达6000度!任何难溶解的金属都会被融化,这样才能更好的与钢水融合,使钢材合金成分均匀而不至于出现“偏析”这样的炼钢缺陷。
钢水在电弧炉中温度合适、基本合金成分在限内就可以出钢,
盛在钢水包内的钢水还不能直接浇铸,需要在VOD炉内进行二次冶炼和二次合金化,也就是通常所说的炉外精炼,
要将钢水包稳定的放置在VOD炉内进行真空脱气和去夹渣作业,就是将钢水在电弧炉内冶炼过程中出现的有害气体、氧化夹杂等物去除掉,使钢水更加纯净,
同时还要使用氩气等“惰性气体”将钢水内的夹渣带到钢水面渣面内……
这一个过程非常必要,因为现代潜艇潜深都在200米以下,要承受极大的海水压力,如果钢水不纯净势必会出现:气泡、夹渣、白点……等冶炼缺陷,
这将严重的影响后续的板材或型材生产,有缺陷的钢材要是用在潜艇则极有可能会出现艇毁人亡等惨重事故。
另外,潜艇用钢材大部分都是模铸生产工艺,而非连铸生产。
按照现在世界通用的开坯标准,要把钢水模铸成13.1吨的扁钢锭和8.3吨的方锭,而且模铸钢锭在轧制过程前需要反复的开坯工序,这样板坯和板材压缩比才大,最终的钢板内部才会更加致密!
这个道理就和我们平时吃的面条一样,机器压出来的切面,肯定没有擀面杖擀出来的面条劲道。
而且模铸锭可以进行保温缓冷,否则会出现钢锭冷却温度不均匀出现拉裂现象,
潜艇钢都是高档钢材,因为拉裂造成了损失将是巨大的。所以,潜艇钢这类的舰船用高级钢材仍然采用钢锭摸铸锭这样的传统工艺,虽然费时费力,但是质量有保障。
所以,没有先进的钢铁冶炼设备根本没法生产钛钢。