S08A自耗電極及電渣重熔工藝試制

黃宇彬

(北滿特殊鋼有限責(zé)任公司， 黑龍江 齊齊哈爾 161041)

S08A是軍品用電渣鋼軋材，由于使用特殊，成分要求低碳、低硅、低氮([C] ≤0.10%、[Si] ≤0.05%、[N] ≤80ppm)，且成品對(duì)殘余鋁有要求([Al] ≤0.01～0.08%)，同時(shí)要求非金屬夾雜物A、B、C、D及DS各類夾雜物合格級(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，控制難點(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、電渣重熔冶煉的控制氮問(wèn)題。

1 主要技術(shù)指標(biāo)

1.1 熔煉成分及成品化學(xué)成分符合表1規(guī)定

表1 S08A化學(xué)成分Wt %/

1.2 鋼中五害元素應(yīng)符合表2規(guī)定

表2 五害元素要求

1.3 低部組織符合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)。

表3 低倍組織

1.4 高倍組織符合表4規(guī)定

表4 高倍組織

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)

2.2.1.1 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、氮超規(guī)格。

2.2.1.2 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)

2.2.2.1 重熔過(guò)程坯料中鋁將渣中的SiO2還原，造成鋼中Si超規(guī)格。

2.2.2.2 坯料中的鋁一方面極易與渣中的SiO2結(jié)合，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)鋁燒損超出規(guī)格。

2.2.2.3 重熔過(guò)程控制氮的增長(zhǎng)。

2.3 工藝控制要點(diǎn)

2.3.1 自耗電極成分符合表5規(guī)定

表5 自耗電極成分控制

2.3.2 自耗電極試制工藝要點(diǎn)

2.3.2.1 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。

2.3.2.2 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≥8min。

2.3.2.3 電爐出鋼前[C] ≤0.05%，[Si] ≤0.01%，出鋼溫度≥1590℃。

2.3.2.4 出鋼完畢壓鋼換包，壓鋼水時(shí)不下渣。

2.3.2.5 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%)。

2.3.2.6 澆注全程采取氬氣保護(hù)澆注。

2.3.3 電渣重熔試制工藝確定

2.3.3.1 采用CaF2/ Al2O3/CaO/MgO四元渣系，螢石采用提純螢石(SiO2≤0.5%)。

2.3.3.2 采用TiO2引弧劑，在保證引弧的情況下盡量少用。

2.3.3.3 采用本鋼種底墊。

2.3.3.4 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≥25NL/min。

2.3.3.5 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15～30g,120 min以后每10 min加鋁粒25～30g。

3 試制結(jié)果

3.1 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，熔煉成分及五害符合自耗電極內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。熔煉成分及五害元素見(jiàn)下表6、表7。

表6 自耗電極成分

3.2 電渣錠成分

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)協(xié)議要求。電渣錠主要成分見(jiàn)表8。

3.3 鋼材檢驗(yàn)

電渣錠經(jīng)加熱軋制成φ60mm、φ100mm兩規(guī)格，并進(jìn)行低倍、高倍檢驗(yàn)，符合技術(shù)協(xié)議要求。

3.3.1 低倍檢驗(yàn)

表7 自耗電極五害元素

表8 電渣錠成分

表9 低倍組織

3.3.2 非金屬夾雜檢驗(yàn)

表10 非金屬夾雜

4 結(jié)論

通過(guò)優(yōu)化電爐配料、選用優(yōu)質(zhì)石灰、精選螢石、電爐出鋼換渣工藝措施；電渣重熔采用四元渣系，選用提純螢石，重熔過(guò)程全程氬氣保護(hù)鋁粒脫氧等工藝措施，生產(chǎn)出低碳、低硅、低氮及殘余、五害元素符合要求的自耗電極及電渣錠，電渣錠經(jīng)軋制后經(jīng)檢驗(yàn)，低倍組織及非金屬夾雜物符合技術(shù)協(xié)議要求，試制取得成功。S08A自耗電極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)。