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100t DC EAF-LF-VD-CC流程硫易切削钢SAE1144的生产实践
发布时间: 2016-03-28 来源:东北茗彩 浏览人数:5459
 

 

  硫系易切削钢SAE1144生产难点在于:硫成分的稳定控制;钢中高硫含量降低钢液的表面张力,钢渣分离困难易造成钢渣混卷,形成表面和皮下缺陷,甚至造成漏钢。
  1 SAE1144钢工艺流程和技术要求
  苏信茗彩采用的工艺流程为:100t DC EAF→出钢脱氧合金化、增碳及加渣料→100t LF精炼→100t VD精炼→5机5流280×320mm、240×240mm、160×160mm R10连铸机浇铸。
  SAE1144初轧坯化学成分、非金属夹杂物要求见表1和表2。
表1 SAE1144钢的化学成分/%
C
Si
Mn
P
S
0.42~0.47
0.15~0.30
1.45~1.65
≤0.025
0.24~0.30
 
表2 SAE1144钢的非金属夹杂物/级

项目
A
B
C
D
技术要求
-
-
≤1.5
≤2.5
≤1.5
≤2.5
≤1.5
≤2.0
实测值
1.5~2.5
3.0
0
0.5
0
0
0.5
1.0

 
  2 生产实践
  2.1 100t 超高功率直流电弧炉
  配加85%热装铁水+15%优质废钢,全程高碱度泡沫渣操作,电弧炉出钢碳含量0.10%~0.30%,出钢温度1620~1680℃,出钢钢包温度≥1000℃,偏心炉底出钢严禁带渣出钢,炉内余钢20~25t;出钢过程加入合金、脱氧剂、增碳剂及渣料,加入200kg硅铁,过程辅以钢包底吹氩搅拌。
  2.2 100t钢包精炼炉(LF)
  钢包自由空间800~1000mm,升温速率3~5℃/min;加入硅铁粉、碳化硅粉予以渣面脱氧还原(表3),全程钢包底双透气砖搅拌工艺,精炼时间≥45min;采用少渣量及专用精炼渣系;45%~55%(CaO),15%~25%(Al2O3),15%~25%(SiO2),精炼中期按0.1%的[S]喂入硫磺线(前未限定钢水[O]),以达到炉渣中(S)接近饱和(未测硫回收率),精炼后期少脱硫或不脱硫,待精炼钢水温度、成分达到基本要求后,在调往VD真空处理前按钢中[S]0.28%喂入硫磺线。
表3 脱氧剂的主要成分
脱氧方式
脱氧剂
主要成分/%
Si
SiC
Al
沉淀脱氧
硅铁
72.6
-
2.61
扩散脱氧
硅铁粉
72.5
-
1.21
氧化硅
-
95.0
-
 
  2.3 100t VD真空精炼
  66.7Pa真空下操作≥15min,钢包底吹氩压力0.15~0.25MPa,真空处理完毕弱搅拌≥12min。
  2.4 连铸
  浇铸铸坯断面280×320mm,连铸采用低过热度、弱冷、全程保护浇铸技术、液面自动控制技术等,中间包采用镁质涂料并预热烘烤,中间包液面加碱性中间包覆盖剂+碳化稻壳;涉及中间包功能件全部采用Al-C质材料;钢水过热度20~35℃,拉速0.45~0.55m/min,二冷比水量0.18L/kg,采用结晶器电磁搅拌+凝固末端电磁搅拌技术。
  3 效果及铸坯质量分析
  3.1 钢中硫含量控制
  VD后硫含量一次命中率100%,钢中硫含量及渣系控制见表4。
表4 SAE1144钢中硫含量及精炼渣系组成和碱度
[S]%
精炼渣系/%
碱度(R)
VD
VD
成品
CaO
Al2O3
SiO2
MgO
0.27~0.28
0.245~0.265
0.245~0.265
45~55
15~25
15~25
5~8
1.80~2.50
 
  3.2 钢水可浇性
  钢水浇铸过程整体正常,结晶器液面稳定,塞棒曲线基本平稳,稍有上升;钢水具有可浇性,浇铸过程曲线见图1。
 
 
 
 
图1 SAE1144钢水浇铸曲线
  3.3 铸坯质量
  SAE1144钢铸坯低倍组织均匀致密,疏松和缩孔均小于1.5级,未出现裂纹、皮下气泡、宏观夹杂等缺陷,铸坯经锻打成Φ40mm试样进行高倍检测,钢中氧含量、氢含量、各非金属夹杂物控制均满足协议要求。实测值见表2和表5。
表5 SAE1144钢铸坯低倍、气体含量
低倍组织/级
气体含量/10-6
中心疏松
缩孔
中心偏析
裂纹
皮下气泡
夹杂
[O]
[H]
1.5
0.5~1.5
0.5
0
0
0
14~15
1.3~1.5
 
  4 结论
  (1)采用少渣量,适当低碱度渣、高还原性、流动性好的精炼顶渣条件下,通过LF精炼过程的钢液增硫,使炉渣(S)达到饱和,VD处理后钢液硫含量控制稳定,避免了VD后钢液的再次增硫。
  (2)严格控制钢水过热度、浇铸速度,采用弱冷实现慢速浇铸,采用复合电磁搅拌技术、全程保护浇铸、液面自动控制技术等,可获得质量良好的含硫SAE1144易切削钢连铸坯。
 
 
 
 
摘选自《特殊钢》2016年第2期
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