窄带钢50CrNiMoV的冶炼工艺实践

2020-09-15

工业加热 2020年6期

(新余新良特殊钢有限责任公司，江西新余 338013)

窄带钢广泛用于焊管料、五金加工、冷弯型钢、焊接型钢、高速公路护栏板和车厢板、建筑和机械制造、刃具、轴承、弹性元件以及汽车用钢等[1-2]，随着窄带钢生产线的不断投产[3-4]，市场日趋饱满，只有在提高产品质量、降低消耗、扩大品种等方面多做工作，才能占据一定的生存空间。为适应市场发展的需要，新良特钢公司开发了冷轧锯条、履带用窄带钢50CrNiMoV方坯。

1 工艺路线

工艺路线为：高炉铁水+废钢+渣钢→50 t EAF电弧炉冶炼→50 t LF精炼炉→50 t VD脱气真空炉→CC(方坯)→精整入库→发货。

2 合金窄成分控制

化学成分的窄范围控制是保障钢材质量的主要举措[5-7]，对目标成分的偏差制定标准见表1。

表1 窄成分控制目标 %

通过出钢称量系统稳定出钢量，留钢10%～20%，可避免放钢下渣对合金回收率的影响。根据合金回收率及成分精确计算，定期巡检称量系统，确保称量误差不超过2 kg，合金提前吊入高位料仓烘烤，钢包合金配至下限(见表2)，减少精炼炉大量补加合金造成的成分偏析。

表2 50CrNiMoV钢的化学成分及控制范围

合金按批次进行分析，对所含合金成分明确标识，改进合金块度，由最大10 kg减小到最大0.5 kg，利于LF炉成分微调。

3 生产过程控制

3.1 高铁水比冶炼工艺

研究开发了电弧炉高铁水比冶炼工艺(炉料结构见表3)进行底侧吹改造，提高氧气利用率，强化熔池搅拌，均匀钢液成分、温度。电炉高铁水比冶炼由于配碳高，钢液中的碳-氧反应生成一氧化碳气泡，在排出熔池的过程中强烈搅拌熔池，引起熔池沸腾，加速了熔池内各项反应，促进了钢液中的气体、非金属夹杂物的上浮、排除，达到纯净钢液的效果，并有利于熔池温度和化学成分的快速均匀。出钢前控制供氧强度，根据钢种不同，终点碳0.10%～0.35%，定氧≤350×10-6。炉料中配加的渣钢含有较高的FeO对前期低温条件下脱磷效果显著[8-9]。出钢时随钢流加入石灰造渣，钢渣混冲可提前成渣，也为脱硫创造良好的动力学条件。

表3 炉料结构比例 %

3.2 LF工艺优化

LF炉根据钢种需要用硅铁粉、铝粉、电石还原，前期快速造还原性白渣，降低渣中FeO含量，脱硫过程控制氩气流量以提供良好的动力学条件，保持微正压操作，炉渣碱度控制在2.5～3.5，既可以提高炉渣吸附Al2O3的能力,降低钢中的平衡氧,而且可以提高硫在渣钢之间的分配比,促进脱氧和脱硫。LF炉主要技术参数见表4。

表4 LF炉主要技术参数

3.3 VD真空处理

VD炉真空处理是钢液脱气，尤其是脱氢的重要环节，降低氢含量可以避免氢脆降低钢材的强度、塑性、冲击韧性象，也可以避免白点引发的细小裂纹。

VD炉真空处理所用的过饱和蒸汽是通过回收50 t电炉烟气余热产生的,蒸汽压力稳定在0.7～0.8 MPa，真空度到达67 Pa以下时的预抽时间约6 min，最低真空度可达5 Pa，高真空保持12 min后氢含量可降至1.5×10-6以下。

要达到良好脱气效果，除了稳定的饱和蒸汽外，渣量和氩气流量也是极为关键的环节。由于熔渣为碱性渣,吸水性强,熔渣中氢的含量远高于钢中氢含量,熔渣的黏度和厚度影响氢的传质。因此，对出钢过程加入的渣料和LF补加渣料进行精确控制，确保进VD时渣厚100～130 mm，自由空间保持在800 mm以上。对VD真空处理氩气流量控制曲线通过长期实践进行了优化，如图1所示。