鋼鐵中殘余元素的控制標(biāo)準(zhǔn)及對(duì)應(yīng)措施

來(lái)源：津鈉儀器（上海）有限公司 2025年07月30日 07:48

在不同鋼種中，殘余元素的控制標(biāo)準(zhǔn)不能一概而論。本文簡(jiǎn)單整理了部分廠家對(duì)于殘余元素的控制標(biāo)準(zhǔn)和控制措施，作為鋼鐵產(chǎn)品相關(guān)企業(yè)的參考資料。由于目前還沒(méi)有專門的殘余元素相關(guān)國(guó)家或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，所以具體的控制指標(biāo)，就需要各廠家依據(jù)自身及終端客戶的要求來(lái)制定了。

一、殘余元素的控制標(biāo)準(zhǔn)
國(guó)外有關(guān)鋼廠主要靠嚴(yán)格控制鋼中殘余銅、錫、銻和砷等元素的含量來(lái)降低或消除鋼材表面網(wǎng)狀裂紋(即熱脆)。生產(chǎn)中一般按照1200℃等溫截面上的銅和錫含量近似關(guān)系(Cu+6Sn=9/E)，并假設(shè)鋼中的銻與錫為等效來(lái)進(jìn)行控制，即：Cu+6×(Sn+Sb)<9/E

其中

① E為鋼坯表面銅、錫、銻等的富集系數(shù)，E=(Cu、Sn、Sb等富集后的含量)/(鋼中Cu、Sn、Sb等的原始含量);

② 鋼中有殘鎳存在時(shí)，可用E=(富集后的鎳含量)/(鋼中原始鎳含量)來(lái)表示;

③ E值是與生產(chǎn)廠鋼坯加熱時(shí)氧化程度有關(guān)的數(shù)值，大致取值范圍波動(dòng)在20～50之間，氧化程度越大，E值越高。

英國(guó)某鋼廠的研究發(fā)現(xiàn)，鋼中殘余銅、錫等按式：Cu+6×(Sn+Sb)≤0.4%進(jìn)行控制時(shí)，可以有效預(yù)防網(wǎng)狀裂紋的發(fā)生(E值為20～25)。

德國(guó)曼內(nèi)斯曼無(wú)縫鋼管廠對(duì)鋼中殘余元素銅、錫等元素按式：Cu+6×(Sn+Sb)≤0.3%進(jìn)行控制(E值為30左右)。

國(guó)外某些鋼廠對(duì)鋼中殘余有害元素含量的限制標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。日本的片山鋼廠提出各類鋼材中銅、錫的限制含量如表2所示。

表1. 國(guó)外一些鋼廠對(duì)鋼中殘余元素含量的限制標(biāo)準(zhǔn)

表2. 日本片山鋼廠各類鋼材中Cu、Sn的限制含量(%)

國(guó)內(nèi)某鋼鐵公司技術(shù)中心在《 As、Cu、Pb、Sn等殘余元素對(duì)冷軋板產(chǎn)品的影響及控制研究項(xiàng)目階段》中總結(jié)，薄板坯鋼材中殘余元素總量應(yīng)控制在0.20%以下。

不同薄板產(chǎn)品所允許的*大殘余元素值(Cu、Ni、Cr、Mo與Sn的總含量)：飲料罐板材為0.18%;深沖板材為0.26%;低碳板材為0.30%;普通板材為0.315%。

據(jù)珠鋼的資料介紹，珠鋼殘余元素含量控制為：[Cu]<0.****，[Sn]<0.015%，[As]<0.030%。

二、殘余元素的控制措施
目前，有以下幾種方法可以降低殘余元素含量或其影響。
1.添加抑制元素
添加抑制元素(B、Ti等)是減輕銅對(duì)鋼性能不利影響較為有效的方法。它們或與銅在晶界形成合金，或增加銅在奧氏體中的溶解度，來(lái)減少或消除銅含量超標(biāo)所造成的熱脆性。
添加稀土元素(La、Ce等)可有效抑制Sn、Sb等“五害元素”對(duì)鋼性能的影響，如La、Ce分別能有效抑制Sn和Sb的偏聚。
2.固態(tài)廢鋼預(yù)處理技術(shù)
固態(tài)廢鋼預(yù)處理是降低或消除殘余有害元素不利影響的有效方法之一。常用處理技術(shù)主要有機(jī)械挑選法、含銅廢鋼冷凍處理、選擇性熔化、鉛浴或鋁浴法、電化學(xué)方法、氯化法、氨浸出法、硫化渣法等多種方法。
3.鋼液脫除技術(shù)
根據(jù)殘余元素在煉鋼中的行為不同，Zn、Pb、Sb等為易去除元素，Cu、Sn、Ni、Mo 等特別是Cu、Sn為難去除元素。近年來(lái)研究開發(fā)的鋼液脫除技術(shù)包括熔體過(guò)濾法和反過(guò)濾法、蒸發(fā)法(銨鹽法等)。對(duì)不同元素去除難易不同，采取相應(yīng)不同方法。
4.配料稀釋法
這是我國(guó)電弧爐煉鋼生產(chǎn)中普遍采用的一種處理方法。生產(chǎn)中常用DRI、碳化鐵、高爐鐵水等廢鋼代用品來(lái)稀釋鋼液，逐漸形成良性循環(huán)來(lái)控制鋼的純凈度。

意大利GNR公司是一家專業(yè)的光譜分析儀器研發(fā)、制造企業(yè)，成立于1942年，總部位于意大利米蘭。GNR公司的發(fā)展史就是一部濃縮的光譜儀發(fā)展史，當(dāng)代的GNR公司在直讀光譜儀、X射線熒光光譜儀、油料光譜儀等領(lǐng)域繼續(xù)開創(chuàng)著新的技術(shù)。

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