S08A自耗電極電渣重熔工藝試制

黃宇彬(北滿特殊鋼有限責(zé)任公司，黑龍江161041)

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S08A自耗電極電渣重熔工藝試制

黃宇彬
(北滿特殊鋼有限責(zé)任公司，黑龍江161041)

摘要:采用優(yōu)化電爐配料、精選優(yōu)質(zhì)石灰和螢石、電爐出鋼換渣，以及電渣重熔時(shí)使用四元渣系、選用提純的螢石、重熔過(guò)程全程氬氣保護(hù)、重熔過(guò)程采用鋁粒脫氧等工藝，生產(chǎn)出低碳、低硅、低氮及殘余元素、五害元素符合要求的自耗電極以及電渣錠。經(jīng)軋制成材后其低倍組織及非金屬夾雜物檢驗(yàn)結(jié)果符合技術(shù)要求。

關(guān)鍵詞:S08A鋼;電渣重熔;成分控制

S08A是軍品用電渣鋼軋材。由于使用特殊，其成分要求低碳、低硅、低氮(［C］≤0．10%、［Si］≤0．05%、［N］≤80×10－6)，且成品對(duì)殘余鋁的要求為(［Al］≤0．01%～0．08%，同時(shí)要求非金屬夾雜物A、B、C、D及DS各類(lèi)夾雜物合格級(jí)不大于2級(jí)。由于冶煉工藝指定為電爐冶煉+電渣重熔，鋼液純潔度不是問(wèn)題?？刂齐y點(diǎn)是低碳、低硅情況下自耗電極的脫氧、電渣重熔鋁回收率的穩(wěn)定性及自耗電極冶煉、電渣重熔冶煉中控制氮的問(wèn)題。

1　主要技術(shù)指標(biāo)

1．1熔煉化學(xué)成分及成品化學(xué)成分符合表1規(guī)定。

1．2鋼中五害元素應(yīng)符合表2規(guī)定。

1．3低倍組織符合表3規(guī)定。

鋼材橫截面酸浸低倍組織試片上不應(yīng)有目視可見(jiàn)的縮孔、分層、裂紋、夾雜、翻皮、白點(diǎn)。

1．4高倍組織符合表4規(guī)定。

2　試制工藝

2．1試制工藝流程

電爐冶煉+ LF + VD→澆注自耗電極→電渣

表1　S08A化學(xué)成分要求(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table 1　Chemical composition requirements of S08A( mass fraction，%)

表2　五害元素要求(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table 2　Five harmful elements requirements ( mass fraction，%)

表3　低倍組織要求Table 3　Macrostructure requirements

表4　高倍組織要求Table 4　Microstructure requirements

重熔→電渣錠加熱→軋制→精整→檢驗(yàn)、檢查→入庫(kù)。

2．2試制工藝實(shí)施的難點(diǎn)

2．2．1自耗電極冶煉難點(diǎn)

( 1)成分控制

S08A屬低碳、低硅、低氮鋼，且對(duì)殘余元素及五害元素有嚴(yán)格要求，易出現(xiàn)碳、硅、氮超標(biāo)。

( 2)自耗電極脫氧

低碳、低硅冶煉時(shí)，電爐出鋼過(guò)氧化重。低碳、低硅鋼擴(kuò)散脫氧不能使用Fe-Si脫氧，同時(shí)要控制C粉使用量，易脫氧不良。在電渣重熔過(guò)程容易出現(xiàn)鋁過(guò)量燒損及重熔過(guò)程中渣中氣體過(guò)量造成翻花等不良現(xiàn)象。

2．2．2電渣重熔難點(diǎn)

( 1)重熔過(guò)程坯料中鋁將渣中的SiO2還原，造成鋼中Si超標(biāo)。

( 2)坯料中的鋁一方面極易將渣中的SiO2還原，另一方面屬活潑元素，和氧的親和力強(qiáng)，重熔過(guò)程易自身氧化損失，易出現(xiàn)鋁燒損超標(biāo)。

( 3)重熔過(guò)程控制氮的增長(zhǎng)。

2．3工藝控制要點(diǎn)

2．3．1自耗電極化學(xué)成分符合表5規(guī)定。

2．3．2自耗電極試制工藝要點(diǎn)

( 1)電爐配入生鐵(或鐵水)≥40%，其余配入廢鋼，廢鋼中不得有電鍍件。

( 2)電爐碳、磷合適后將氧化渣放凈，重新造渣，整個(gè)氧化期大量供氧，氧化末期深吹氧≥8 min。

( 3)電爐出鋼前［C］≤0．05%，［Si］≤0．01%，出鋼溫度≥1 590℃。

( 4)出鋼完畢壓鋼換包，壓鋼水時(shí)不下渣。

( 5) LF爐選用冶金一級(jí)白灰( CaO≥90%，SiO2≤2．0%)，精選螢石( CaF2≥98%，SiO2≤1．5%)。

( 6)澆注全程采取氬氣保護(hù)澆注。2．3．3電渣重熔試制工藝

( 1)采用CaF2/ Al2O3/ CaO/MgO四元渣系，并使用提純螢石( SiO2≤0．5%)。

( 2)采用TiO2引弧劑，在保證引弧的情況下盡量少用。

( 3)采用本鋼種底墊。

( 4)自耗電極進(jìn)入到補(bǔ)縮結(jié)束，全程采用氬氣保護(hù)，流量≥25 L/min。

( 5)重熔過(guò)程全程分階段加Al粒進(jìn)行脫氧。第一組自耗電極進(jìn)入后每10 min加鋁粒15 g～30 g，120 min后每10 min加鋁粒25 g～30 g。

3　試制結(jié)果

3．1自耗電極化學(xué)成分

試制自耗電極共6爐，過(guò)程嚴(yán)格按試制工藝要點(diǎn)控制，熔煉化學(xué)成分及五害元素符合自耗電極內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。熔煉化學(xué)成分及五害元素分析結(jié)果見(jiàn)表6、表7。

3．2電渣錠化學(xué)成分

6爐自耗電極電渣重熔成68支電渣錠，重熔過(guò)程按重熔試制要點(diǎn)控制，電渣成分符合技術(shù)要求。電渣錠主要化學(xué)成分見(jiàn)表8。

表5　自耗電極化學(xué)成分控制要求(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table 5　Chemical composition control requirements of consumable electrode( mass fraction，%)

表6　自耗電極化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table 6　Chemical composition of consumable electrode( mass fraction，%)

表7　自耗電極五害元素(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table 7　Five harmful elements of consumable electrode( mass fraction，%)

表8　電渣錠化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table 8　Chemical composition of electroslag ingot( mass fraction，%)

表9　低倍組織Table 9　Macrostructure

表10　非金屬夾雜物Table 10　Non-metallic inclusions

3．3鋼材檢驗(yàn)

電渣錠經(jīng)加熱軋制成?60 mm、?100 mm兩規(guī)格，并進(jìn)行低倍和高倍檢驗(yàn)，符合技術(shù)要求。

3．3．1低倍檢驗(yàn)

3．3．2非金屬夾雜物檢驗(yàn)

4　結(jié)論

通過(guò)采用優(yōu)化電爐配料、精選優(yōu)質(zhì)石灰和螢石、電爐出鋼換渣工藝，以及電渣重熔時(shí)使用四元渣系、選用提純螢石、重熔過(guò)程全程氬氣保護(hù)、重熔過(guò)程鋁粒脫氧等工藝，生產(chǎn)出低碳、低硅、低氮及殘余元素、五害元素符合要求的自耗電極以及電渣錠。電渣錠經(jīng)軋制后，其低倍組織及非金屬夾雜物檢驗(yàn)結(jié)果符合技術(shù)要求，試制取得成功。S08A自耗電極以及電渣錠的試制成功為今后低碳、低硅、低氮鋼的脫氧、控氮積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

編輯李韋螢

Electroslag Remelting Process for S08A Consumable Electrode

Huang YuBin

Abstract:The consumable electrode and electroslag ingot with low carbon，low silicon，low nitrogen and residual elements and five harmful elements meeting requirements can be manufactured by optimizing electric furnace burdening，selecting high quality of lime and fluorite，changing slag when electric furnace steel tapping，using quadruple slag series when electroslag remelting，selecting purified fluorite，adopting entire argon protection and aluminum particle deoxidization process during remelting process．The test results of macroscopic structure and non-metallic inclusion after finishing rolling can meet the technical requirements．

Key words:S08A steel; electroslag remelting; composition control

收稿日期:2014—08—11

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B

中圖分類(lèi)號(hào):TF14