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宝山钢厂废铁回收平台,宝山钢厂废铁回收平台电话

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  1. 核潜艇耐压壳体钢材是怎样生产出来的?

潜艇耐压壳体钢材是怎样生产出来的?

潜艇外壳在深海水中航行时需要承受水压所造成的静压力,因此也被称为耐压壳。潜艇耐压壳的生产首先要做的就是确定使用何种配方的钢材原料,因为耐压壳除了具备承受压力的高屈服度,还要求具备各种温差变化下承受热胀冷缩的高韧性,耐受***攻击时冲击波的高抗爆性,承受不同深度海水压力变化的抗周期疲劳强度,耐受海水腐蚀的抗腐蚀性,而在满足这些条件之下,还必须拥有良好的焊接性能以满足大规模制造的现实要求!可以说潜艇钢材在各项性能近乎苛刻的条件下,又人为的设置了各种限制,这是对考验一个国家钢铁冶炼工业功底的最强考验!(俄罗斯北风之神核潜艇耐压壳,直径13米)

现代潜艇耐压壳钢材多使用高强度的低碳合金钢,合金钢内主要添加镍(提高低温韧性和抗爆性)、铬(提高耐腐蚀性和淬透性)、钼(提高强度和冶炼时的高温稳定性)、钒(提高韧性和抗疲劳性)、铜(提高回火时的沉淀强化性)、铌(细化奥氏体晶粒,增加致密度和强度)以及各类稀土元素(全属性提升)。碳元素能够有效提升钢的强度,但是潜艇耐压壳钢中的碳元素比例一般在在0.06%—0.18%之间,最佳比例为0.1%左右,从分类属于低碳钢,目的就是在保持一定强度的情况下,获得更优良的韧性以及焊接性能!

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(图片来源网络,侵删)

在各种原料比例确定完毕后,就要开始选材,耐压壳的炼钢原料通常相当严格,一般***用的是经过去硫、去磷、去除其他杂质处理后的高纯度铁水作为原料,如果原料短缺,也可以用二次回收利用废钢进行。不过废钢有一个坏处就是本身内部有诸多添加元素,如果把握不好,就可能对最后的成品性能造成影响。选材完毕后要开始冶炼,耐压壳钢一般不使用常用的转炉冶炼,转炉温度过低,不适于精炼。通常***用一次电弧炉冶炼加二次精炼炉炉外精炼完成,电弧炉温度高达6000℃,可以熔化各种高熔点金属,而且电本身属于清洁能源,不会产生附属的残渣和气体对炉内钢水造成污染,并且电温能够进行精准把控和调节,能够使炉内各种添加成分与钢水本身均匀融合稀释,不会出现结晶过程中元素分布不均匀的偏析现象。

(小型电弧炉)

在经过电弧炉高温冶炼得到初炼钢液之后,还要将钢水倒入精炼炉进行二次精炼,如果说一次电弧炉冶炼主要是进行熔化和合金化,那么二次冶炼则是为了去除杂质,让钢材进一步纯净。精炼炉通常处于内部通常会注满还原性气体,将钢水反复转动,用还原性气体对其中残留的硫化物、氧化物以及各类一次冶炼的有害性气体进行去除。如果在一次冶炼中检测出成分出现偏差,还还可以对钢水中的成分进行微调,最后得到配比完美的钢水。(炉外精炼)

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(图片来源网络,侵删)

钢水冶炼完成后,再将其倒入金属模具中就能得到一个十几吨乃至几十吨的钢锭,但是这个钢钉是肯定不能直接拿去做潜艇耐压壳的,因此需要将钢锭在初轧机或者水压机之下进行开坯,将其压缩加工成更小的坯料,这些坯料在经过抗氧化处理后就可以进入二次轧制阶段,使用大型轧制机进行擀面条似的反复轧制压缩,内部结构不断紧密,厚度减少,面积增加,最后就可以得到初步的尺寸合适的潜艇耐压壳板材

(冷轧设备

这些板材在经过二次表面抗氧化处理和超声波探伤等一系列程序后,就可以使用大型卷板机卷制成弧形,卷制完后再进行接缝焊接,然后才能得到合格的潜艇耐压壳壳体。潜艇耐压壳过程看似复杂,实际上更复杂,其中包括大型电弧炉、高压水压机、大型卷板机在内的一系列设备在内,目前除了几个发达国家之外,就只有中国和俄罗斯能够生产,印度之所以搞不出自己合格的核潜艇,和钢材工业的落后有很大的关系!(大型卷板机)

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(图片来源网络,侵删)

(潜艇耐压壳的分段焊接)

潜艇钢生产是一个复杂的过程,不是我们业界外人士想象的那样,有炼钢炉、有轧钢设备……就能生产出来的,这需要在设备上有巨大的投资,还需要有丰富的冶炼工艺沉淀。

潜艇用钢的冶炼不似水面舰艇用钢,可以***用转炉+LH炉外精炼工艺冶炼出来的,冶炼潜艇用钢的设备基本上是电弧炉和炉外精炼炉双联才能完成。

什么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,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。图片上就是目前普遍使用的电弧炉,***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。

潜艇钢冶炼的关键设备:钢包炉外精炼炉,也叫:VOD。是目前大规模生产高档钢材的先进设备。

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上渣面内……这是一个必要的过程,现代潜艇潜深都在300~600米,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/型材生产,有缺陷的钢材要是用在潜艇上会出现艇毁人亡!

潜艇用钢材大部分都是模铸生产工艺,而非连铸生产。也就是说要模铸成13.1吨的扁钢锭(板材用)和8.3吨的方锭(球扁钢用)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。

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