CK55B钢硼含量的控制

宗 健

(中原特钢股份有限公司，河南454685)

CK55B钢硼含量的控制

宗 健

(中原特钢股份有限公司，河南454685)

通过保持LF精炼渣的碱度，调整VD前钢液中Al含量，在VD前5 min加硼铁，在67 Pa真空度下保持12 min以上，VD后直接浇钢,可以使硼的的收得率稳定在40%～65%。

CK55B钢；硼含量；收得率

硼在钢中的最大作用是只需极微量即可显著提高淬透性而取代大量合金元素，另外还可改善力学性能、冷变形性能、焊接性能及高温性能等。在低、中结构钢中微量硼(0.001%)就可以成倍的提高淬透性。硼原子主要分布在晶界上，对强化晶界起着重要的作用[1]。

1 CK55B锻件技术要求

CK55B钢化学成分要求见表1。

表1 CK55B钢化学成分(质量分数，%)Table 1 Chemical composition of steel CK55B (mass fraction，%)

表2 硼铁的化学成分(质量分数，%)Table 2 Chemical composition of ferroboron (mass fraction，%)

2 生产试制方案

根据产品特性及我公司设备特点，最终确定产品的试制方案： EBT电弧炉冶炼→LF精炼→VD真空精炼→铸锭。

采购合适的硼铁，我厂使用的硼铁的化学成分见表2。

3 试制工艺难点

硼与氮和氧都有较强的亲和力。在LF精炼过程中，硼可与氮、氧反应生成化合物。因此，为保证钢中酸溶硼的含量，应尽量减少钢中的氮、氧含量[2]。

为确保CK55B钢中的硼含量在0.001%～0.002%范围内，首先，必须调整合适的工艺参数，保证硼的命中率；其次，尽量减少钢中氧和氮的含量。这两个方面是试制过程中应该考虑的主要问题。

4 产品试制

针对以上两个要点，制定工艺试验方案如下：

(1)入炉原料中返回碳素钢料头与生铁的量占炉料总量的60%～80%。配料时不允许加入渣钢等杂乱废钢。电弧炉熔清第一个样分析结果为：As≤0.02%，Sn、Pb≤0.015%。

(2)电弧炉开始氧化，碳≥0.80%，氧化温度≥1 550℃，脱碳量≥0.40%。出钢条件：终点[C]≥0.30%、P≤0.012%，温度≥1 630℃，残余元素含量符合标准要求。通过控制起始氧化温度、脱碳量，最大限度去除钢中的有害气体和夹杂物。

(3)电炉出钢前钢包中加入复合脱氧剂进行沉淀脱氧，可有效去除Al2O3和SiO2等非金属夹杂物，降低钢中的氧含量。加入造渣材料和高效脱硫剂，最大限度去除钢中的硫，并为LF炉脱硫创造有利条件。

(4)LF炉精炼就位后，按(1.0～2.0) m/t喂入铝线，送电加热后用碳粉、硅铁粉脱氧。在白渣下充分搅拌后，取第一样分析。取一次样后，根据成分分析结果，将钢液中Al含量调整到0.015%～0.030%范围内。再送电5 min后按100%回收率加硼铁，调硼含量至0.003%，并弱搅拌3 min～5 min。为了增强还原渣的脱硫、脱氧能力，规定使用的精炼渣主要成分见表3，其熔点为1 332℃，水分低于0.39%。根据一次样分析结果，调整钢液中的C、Si、Mn含量，在真空脱气处理前加入硼铁。

表3 精炼渣成分(质量分数，%)Table 3 Composition of refining slag (mass fraction,%)

表4 CK55B钢化学成分检验结果(质量分数，%)Table 4 Test results of chemical composition for steel CK55B ( mass fraction，%)

表5 CK55B钢硼元素收得率Table 5 The yield of boron in steel CK55B

(5)钢水温度合适后，入真空罐抽气，在67 Pa以下真空度保持时间≥12 min。VD后直接浇钢，出钢温度1 525～1 535℃，出钢前弱搅拌≥5 min。注意，软吹氩时不得裸露钢水，不得大氩气量搅拌降温。温度合适，即可出钢进行浇注。

5 试制结果

(1)CK55B钢化学成分检验结果见表4。

从表5可看出，S元素控制较好，平均在0.004%。说明钢液脱氧良好，有效保证硼的稳定收得率，并且钢中硼元素的命中率达到了100%。

(2)硼的收得率=钢液量(kg)×成品硼含量/[加入硼铁(kg)×硼铁中B含量(%)]。CK55B钢中硼的收得率统计情况见表5。从表5可以看出，试制生产中硼元素的收得率最高达到64.2%，最低达到40%，收得率在40%～65%范围内波动。

6 结论

通过有效控制钢液的脱氧程度和将加硼铁前的Al含量控制在0.015%～0.030%之间，可以使硼的收得率稳定在40%～65%，硼含量的命中率达到100%。

[1] 章守华．钢铁材料学．北京：冶金工业出版社，1999.

[2] 黄希枯．钢铁冶金原理．北京：冶金工业出版社，1990.

编辑 杜青泉

Control of Boron Content in Alloy Steel CK55B

ZongJian

The yield of boron can be stable among 40%～65% by means of keeping the basicity of LF refining slag，adjusting A1 content in molten steel before VD，adding ferroboron at 5min before VD, keeping more than 12 min under 67 Pa vacuum degree，and mould pouring after VD.

steel CK55B; boron content; yield

2013—10—15

宗健(1985—)，男，本科，助理工程师，从事炼钢工艺技术。

TG142.1+3

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