低合金钢AOD冶炼初探.docVIP

AOD炉精练低合金钢初探 威兰阀门（苏州）有限公司 李纪宏 郑州海特机械有限公司 余健 申少辉 谷新波 薛振华 前言 近几年，随着我国国民经济的快速稳定发展，钢铁业生产能力的快速增长和铝合金产量的急剧增长，拉动了冶金，采矿设备的强劲需求，这些行业是铸钢件的最大用户。铁路部门是铸钢件的第二大用户，从铁路客运车辆的多次提速，到高铁客运专线的快速建设，大中型城市地铁项目的全面开工，高速重载货运机车的需求；整个轨道交通基础设施建设投资必将加大对铸钢件的需求；还有电站设备，船舶制造和工程机械行业也是铸钢件的重要用户。此外，随着石油钻井和炼油设备的增加及管道输送的发展，对阀门和泵用铸钢件的需求与日俱增。类似的应用优质高附加值，铸钢件的场合极多，不胜枚举。国内外市场对高附加值铸钢件需求十分可观。 我公司近年来致力于石油化工泵，阀类；工程机械及轨道交通等高品质铸钢件的研发取得了一定的进展。 一.高品质铸钢件的基本概念： 如前所述现代高品质铸钢件主要应用于冶金，采矿，轨道交通，电站，石油化工等重要领域，为保证铸钢件高可靠性，高保安性，高稳定性要求，从化学成分，机械性能；表面质量；内在质量，夹杂物级别，焊修历程，热处理历程等提出全面细致的要求；另外铸件唯一标示和可追朔性（关键件要永久保存档案资料）。 化学成分； P，S超标准限定 CSN18；（ P〈0.016 S〈0.015 ) 力学性能；本体性能要求，本体动态撕裂 表面粗糙度；GB/T6060.1(ISO 2632/III);MASS-SP-55 气孔，砂孔，冷隔，芯撑，水纹，气割表面，打磨表面 湿法荧光磁粉（MPI）100% GB/T9444-2007(ISO 4986:1992) 渗透探伤 （PT）GB/T9443-2007（ISO 4987：1992） 全身或关键区域RT GB/T5677-2007（ISO 4993：1987）常用ASTM E446 E186 E280 E192 超声波探伤（UT）GB/T7233 （ASTMA609A；EN12680-1/2） 热处理原始记录 定期的炉温的均匀性测定 缺陷修补 有严格要求（必须做焊接工艺评定；重大缺陷要客户批准）；关键件热处理后不许任何包括焊接在内的热历程。 二.一般纯净铸钢（碳钢和低合金钢）应控制在[S]+[O]（或[N]）总量小于150×10-6 的水平，[O]小于60×10-6，夹杂物GB/10561-89（A硫化物，B氧化物，C硅酸盐，D球状和点状氧化物）一般认为要小于8微米。 显然普通电炉冶炼已不能满足高品质铸钢件要求；获得高纯净钢液可采用钢包吹氩净化，钢包喂线净化，感应炉氩气净化（炉底吹氩和炉口氩气保护），真空感应炉精炼，氩氧炉AOD（Argon Oxygen Decarburization）））） 图1 碳钢和低合金钢精炼工艺控制示意 AOD精练操作过程的控制是精炼的关键，要完成钢液的去气、去夹杂、脱氧、升温、微合金化等任务。 兑钢前先开冷却气体主N2付N2全部打开，混气包压力达到0.45Mp左右。预装3%生石灰；烘炉≥3h，确保工作层烤红。 兑入钢水后，摇平炉体停主N2，测温取样。温度控制范围1540-1570℃。 旋转炉体到-5～7回倾角，开主O2起炉开吹（混气包压力至少0.3Mp才能起炉，否则有烧枪危险），此时混气包压力为0.8~0.9Mp。这样吹炼5~10分钟。 根据化学成分和温度按下式计算用氧量： [(SiT%）×W×0.0148]-[(C%-0.15)×W×0.148]+0.25×W×0.011 SiT% 入炉钢水中硅的百分含量 C% 入炉钢水中碳的百分含量 W 入炉钢水做重量 （Kg） 吹炼碳值到0.2~0.3%时，取样测温拔渣。用萤石调整渣的粘稠度，适当降低氧气，防止温度过高，直至方便取样拔渣。在拔渣后等光谱结果这段时间可以加入少许石灰、萤石、Si-Ca粉保持炉内在等待阶段不吸气氧化。 吹炼结束，取样光谱分析，按结果加入增碳剂调整碳值，继续吹气，目标温度1700℃，碳值在≤0.15%。 如温度低需进行升温操作：要加入升温混合料 升温用Al （1700-测量温度+30）×0.7 升温用石灰量 升温用Al×2.20 升温用氧量 升温用Al×1.15 吹氩气5分钟左右，摇平炉取样、测温，加硅钙粉和硅钙块来保持炉内的还原性气氛，等待取样结果。