鄂钢EAF-LF-CC工艺冶炼的结构钢低倍夹杂物的分析和控制

2007-11-02 16:02:02

     1 夹杂物的来源及形态

     鄂钢70t EAF-80tLF-CC（表1，2）工艺流程生产20MnTiB和45钢等品种，初期生产主要问题为低倍断面夹杂，在高倍显微镜下观察成品材上夹杂物形貌，主要表征为大颗粒线性、脆性不连续（图1）。

     表1 电弧炉的主要技术参数

     表2 方坯连铸机的主要技术参数

     连铸坯、成品材断面低倍酸浸观察，发现夹杂物一般呈簇状或零散分布，连铸坯中夹杂物主要集中在1/4圆弧面上。在塔形试验和用户进行车削加工后，钢材表面出现长度10~50mm的细小裂纹。

     对照表3电子探针分析与表4耐火材料成分，得出钢中夹杂主要是Na2O、ZrO2、Al2O3、MgO、TiO2、CaO、SiO2等氧化物组成的复合夹杂：Na2O由保护渣卷入形成；水口、塞棒等耐火材料浸蚀剥落将ZrO2卷入钢坯；中间包涂料、挡渣堰的浸蚀剥落使MgO卷入钢坯；Ti二次氧化形成TiO2、CaO、Al2O3、SiO2为脱氧产物和外来夹杂。

表3 钢中大颗粒夹杂的成分/%

    表4 结晶器保护渣和连铸主要耐火材料的成分/%

     2 工艺改进措施

     根据分析结果及生产实际情况，采取下列措施：

     （1） 白渣精炼时间≥10min，Als/Alt≥85%，喂Ca-Si线后软吹氩≥7min。
     （2） 严格控制钢包长水口的吹氩量，在钢包水口与长水口，中间包水口与浸入式水口之间加入了密封件，中间包冲击区由原来的矮挡渣墙改为高档渣墙，并严格要求操作工在中间包冲击区渣面发红时补加中间包覆盖剂。
     （3） 控制钢包水口插入深度≥200mm，按时溢渣；控制浸入式水口插入深度在80~130mm之间，采取双渣线操作。
     （4） 连浇过程中，中间包钢水不足10t不允许接浇次，中间包剩余钢水必须≥4t。切除掉有可能产生夹杂的铸坯。切头长度控制在≥1.2m，切尾长度控制在≥2.5m。
     （5） 加强有关自动浇钢液面检测的设备管理和结晶器液位校准操作的管理。
     （6） 设计了5孔高档渣墙，改变了以往中间包钢水直接流向中间包包底而没有时间停留的情况，有效提高了钢水在中间包内的停留时间。
     （7） 采用优质耐火材料，强化基础管理。

    3 改进工艺取得的效果

    改进工艺前后钢中夹杂物对比见表5。

    表5 工艺改进前后夹杂物尺寸对比

    改进工艺前：2004年上半年，电炉优钢低倍夹杂检验1979炉，其中因低倍夹杂不合格有179炉，低倍检验合格率为90.96%；2004年下半年，电炉优钢低倍夹杂检验1664炉，其中因低倍夹杂不合格有78炉，低倍检验合格率为95.31%。

    改进工艺后：2005年上半年，电炉优钢低倍夹杂检验3478炉，因低倍夹杂不合格有8炉，低倍检验合格率为99.77%；2005年下半年，低倍检验合格率达到100%。