42CrMo—1冶煉生產(chǎn)實(shí)踐

王剛

摘 要：42CrMo-1鋼屬于超高強(qiáng)度鋼，具有高強(qiáng)度和韌性，淬透性也較好，調(diào)質(zhì)處理后有較高的疲勞極限和抗多次沖擊能力，低溫沖擊韌性良好。該鋼適宜制造要求一定強(qiáng)度和韌性的大、中型塑料模具。該鋼種的生產(chǎn)難點(diǎn)是鋼中的S含量比較高，澆鑄過(guò)程易堵水口，要求鋼水純凈度高、化學(xué)成份和性能穩(wěn)定，產(chǎn)品表面質(zhì)量好。本文從生產(chǎn)實(shí)踐的角度，對(duì)42CrMo-1的冶煉、精煉、連鑄工藝控制進(jìn)行了闡述，對(duì)生產(chǎn)此鋼種的難點(diǎn)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：高強(qiáng)度；42CrMo-1；純凈度

1 前言

近幾年，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。42CrMo-1鋼屬于合金結(jié)構(gòu)鋼，具有高強(qiáng)度和韌性。42CrMo-1為含硫含鋁鋼種，澆注過(guò)程容易結(jié)瘤堵水口。本鋼針對(duì)此鋼種的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)技術(shù)人員共同努力，制定了適生產(chǎn)本鋼種的生產(chǎn)工藝流程及工藝方法，解決了生產(chǎn)中存在的難點(diǎn)，使該產(chǎn)品達(dá)到了客戶的使用要求。

2 特性分析

（1）化學(xué)成份分析。根據(jù)用戶要求，要求S含量控制在0.02%-0.03%。這么高的S含量要求使得成份難以準(zhǔn)確控制，而且S高會(huì)與鋼水中的鈣反應(yīng)生成硫化鈣堵塞水口，給澆注過(guò)程帶來(lái)不利。

（2）生產(chǎn)過(guò)程難點(diǎn)分析。由于我廠大部分采用頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼，使得煉鋼終點(diǎn)控制較難，鋼中氧含量較高，給提高鋼水純凈度帶來(lái)很大困難。鋼中含S高，與鋼水中的Ca生成CaS夾雜物和鋁氧反應(yīng)生成的三氧化二鋁將雜物一起給澆注過(guò)程帶來(lái)很大影響，經(jīng)常出現(xiàn)粘結(jié)水口現(xiàn)象。 根據(jù)此鋼種的特性，S的合金化的時(shí)期不同，我廠制定了符合生產(chǎn)本鋼種的工藝流程，并通過(guò)特殊的工藝手段解決了以上的困難。

3 生產(chǎn)工藝

（1）生產(chǎn)工藝流程。本鋼生產(chǎn)該鋼種工藝流程為：180噸轉(zhuǎn)爐→180噸LF鋼包精煉爐→180噸RH真空精煉爐→350*470mm方坯連鑄機(jī)。

（2）S的合金化工藝。由于本鋼采用頂吹工藝煉鋼，鐵水含S較低。試制階段采用兩種S的合金化工藝。第一種S的合金化工藝在LF鋼包精煉爐進(jìn)行，RH工藝循環(huán)結(jié)束以后進(jìn)行鈣處理；第二種LF處理結(jié)束時(shí)進(jìn)行鈣處理，S的合金化工藝在RH真空精煉爐進(jìn)行，RH復(fù)壓以后進(jìn)行軟吹10～15min后，再喂S線。

（3）LF精煉工藝。出鋼后通過(guò)LF爐精煉，使鋼水成份控制更加準(zhǔn)確、均勻，為連鑄生產(chǎn)提供合適的澆注溫度，控制澆注過(guò)程的過(guò)熱度。通過(guò)造還原性渣系，可以降低鋼水中夾雜物，提高鋼水純凈度。

精煉LF爐造還原渣，要求爐渣顏色轉(zhuǎn)白或淺綠色；Al球前期加足，避免多次加Al球。石灰加入量大于1300kg/爐控制，視渣況使用螢石調(diào)整渣流動(dòng)性。精煉過(guò)程第一批加入造渣劑：精煉石灰600-800kg ；第二批加入造渣劑：精煉石灰400-600kg。精煉時(shí)間控制在70min以上，加熱完畢進(jìn)行軟吹氬10min。通過(guò)LF爐精煉工藝，使鋼水成份穩(wěn)定、均勻。通過(guò)造還原性渣系，鋼中溶解氧含量降低，由原來(lái)的40ppm-50ppm降低到20ppm以下，進(jìn)一步減少了鋼種夾雜物，提高了鋼水純凈度。

（4）RH精煉工藝。鋼水在進(jìn)入RH以后，采用最低真空泵對(duì)鋼水進(jìn)行循環(huán)脫氣處理。處理過(guò)程中由于鋼水成分的燒損，對(duì)某些合金元素進(jìn)行微調(diào)，待合格以后復(fù)壓進(jìn)行軟吹和鈣處理以及硫的合金化。對(duì)于第一種硫的合金化工藝來(lái)說(shuō)，RH只進(jìn)行鈣處理。對(duì)第二種工藝，RH首先進(jìn)行軟吹鈣處理，等鋼水中的夾雜物基本上浮以后，再喂流線合金化。等氬后樣合格以后上連鑄機(jī)進(jìn)行澆鑄。

（5）不同工藝的澆鑄情況。對(duì)第一種工藝的S的合金化來(lái)說(shuō)，實(shí)踐數(shù)據(jù)如表2所示，S平均的燒損為0.0034%，Ca的平均燒損為0.0011%。對(duì)第二種工藝的S的合金化來(lái)說(shuō)，實(shí)踐數(shù)據(jù)如表3所示，S平均的燒損為0.0007%，Ca的平均燒損為0.0001%。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以直觀的看出，第二種工藝相比較與第一種工藝來(lái)說(shuō)，Ca和S的燒損少，說(shuō)明鋼水中生成的夾雜物Ca含量少，鋼水的可澆性好。實(shí)踐結(jié)果也正好驗(yàn)證了數(shù)據(jù)分析的結(jié)果。在第一種情況下，水口堵塞嚴(yán)重，經(jīng)常出現(xiàn)死流和斷澆現(xiàn)象，而第二種情況下的水口基本保持穩(wěn)定，無(wú)特殊情況的發(fā)生。

（6）連鑄工藝。為了保證鑄坯質(zhì)量，連鑄密封保護(hù)澆注，保證大包長(zhǎng)水口氬氣壓力≥0.3Mpa、中包無(wú)鋼液面裸露，中包開澆前采用氬氣吹掃，防止鋼水二次氧化，保證鋼水純凈度，鋼坯中氧含量由原來(lái)的70ppm-100ppm降低為40ppm-60ppm，避免了堵水口。鑄機(jī)控制好保護(hù)澆注，二次冷卻采用自動(dòng)配水，液面自動(dòng)控制系統(tǒng)，拉速控制在0.45-0.55m/min，，通過(guò)這些手段保證鑄坯的表面和內(nèi)部質(zhì)量，并使用結(jié)晶器電磁攪拌，避免鑄坯中心偏析、中心疏松的缺陷。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于高S含量的42CrMo-1的超強(qiáng)鋼，通過(guò)調(diào)整S和Ca的合金化的順序控制，合理的脫氧制度，RH精煉過(guò)程超低的真空度，降低了氫和氮含量，減少了夾雜物CaS生成，提高了鋼水純凈度和可澆性，降低了生產(chǎn)成本。澆注過(guò)程密封保護(hù)防止二次氧化，能夠生產(chǎn)出成份均勻、性能合格的產(chǎn)品，此冶煉工藝比較合理，符合本鋼生產(chǎn)特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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