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SAE10B06A低碳低硅高鋁鋼（化學(xué)成分）的冶煉工藝
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時(shí)間：2014-07-26
SAE10B06A鋼屬于典型的低碳低硅高鋁鋼，對(duì)酸溶鋁的要求（鑄坯中酸溶鋁≥0.020%）比較嚴(yán)格。
? 隨著市場(chǎng)對(duì)鋼材質(zhì)量要求的提高，爐外精煉作為提升鋼材質(zhì)量的重要手段得到迅速發(fā)展，并成為現(xiàn)代化鋼鐵生產(chǎn)短流程中不可缺少的工序。LF爐精煉工藝主要依靠電極加熱、鋼包底吹氬、造白渣等手段降低鋼水中氧、硫等有害元素的含量，以達(dá)到純凈鋼水的目的。
SAE10B06A鋼屬于典型的低碳低硅高鋁鋼，對(duì)酸溶鋁的要求（鑄坯中酸溶鋁≥0.020%）比較嚴(yán)格。對(duì)鋼水增鋁后鋼水中S的控制，既是保證鋼水內(nèi)在質(zhì)量，又是保證鋼水澆鑄質(zhì)量的關(guān)鍵，控制不當(dāng)易發(fā)生鋼水結(jié)瘤。該鋼種交貨時(shí)要求，除了進(jìn)行常規(guī)的化學(xué)成分、機(jī)械性能檢測(cè)外，還增加了低倍組織、晶粒度、非金屬夾雜物等項(xiàng)目，因此對(duì)鑄坯的冶煉要求非常高。
1、SAE10B06A鋼的化學(xué)成分
表1為SAE10B06A鋼的化學(xué)成分要求。
表1：SAE10B06A鋼的化學(xué)成分
%
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?
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C
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Si
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Mn
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P
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S
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B
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Alt
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標(biāo)準(zhǔn)要求
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≤0.08
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≤0.10
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0.25~0.60
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≤0.025
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≤0.025
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0.0008~0.0050
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≥0.020
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目標(biāo)值
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≤0.08
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0.04~0.08
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0.30~0.45
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≤0.025
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≤0.025
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0.0010~0.0030
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≥0.020
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注：鋼中氣體控制目標(biāo)T≤40ppm，≤60ppm。
2、主要裝備及工藝流程
2.1、主要裝備
宣鋼煉鋼廠150t轉(zhuǎn)爐區(qū)的主要裝備包括鐵水折罐間，KR脫硫站，150t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，180tLF精煉爐和12流末端電攪連鑄機(jī)。
2.2、工藝流程
150t轉(zhuǎn)爐區(qū)生產(chǎn)SAE10B06A鋼工藝流程為：鐵水脫硫→復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉→LF爐→連鑄。
3、LF爐精煉工藝控制
3.1、精煉渣料的加入和渣系的確定
（1）LF爐渣料選擇白灰，瑩石，鋁礬土，鋁質(zhì)造渣劑。
（2）SAE10B06A鋼渣系的確定。LF爐常用的爐渣有CaO-CaF2，CaO-SiO2，CaO-Al2O3等渣系。由于CaO-SiO2渣系脫硫能力較弱，并且低碳含鋁鋼中的酸溶鋁含量較高，對(duì)渣中（SiO2）有還原作用，因此低碳含鋁鋼很難采用CaO-SiO2渣系。由于鋁脫氧生成的Al2O3較多，這些產(chǎn)物在精煉渣中的含量可達(dá)到10%以上，故低碳含鋁鋼精煉渣也不太可能采用CaO-CaF2渣系，而是更多地傾向于用CaO-Al2O3渣系。為了使精煉渣具有較好的脫硫和夾雜物去除效果，SAE10B06A鋼精煉渣選用CaO-Al2O3-SiO2渣系。
3.2、精煉脫氧工藝控制
精煉期間采用鋁粒、鋁質(zhì)造渣劑、電石進(jìn)行脫氧，嚴(yán)禁加入硅質(zhì)脫氧劑，精煉脫氧劑應(yīng)在第一次供電結(jié)束前加完；第二次供電根據(jù)爐渣情況酌情加入脫氧劑，加入的脫氧劑要求撒在渣層表面、埋弧操作；蘸渣樣觀察渣子顏色，如變白色或灰白色，則視為造好白渣，否則要繼續(xù)撒入脫氧劑。
3.3、精煉硅、S含量的控制
使用鋁粒作為造渣劑，混合型還原劑爐渣可有效控制鋼液的增碳、增鋁、增硅量；適當(dāng)提高爐渣堿度，降低SiO2含量，可抑制鋼液的增硅量。通過(guò)優(yōu)化過(guò)程操作，強(qiáng)化前期渣脫氧控制S的燒損，具體措施為：
（1）延緩精煉成渣速度。主要根據(jù)精煉節(jié)奏確定精煉時(shí)間，避免硅過(guò)早的被還原。
（2）提高鋼包頂渣堿度，從而降低SiO2活度，減小硅還原的速率。
（3）降低螢石用量，使用鋁礬土調(diào)整爐渣流動(dòng)性，降低渣中SiO2的含量。
（4）適當(dāng)稠化精煉爐渣，避免供電裸弧操作，減少供電期間鋼液吸氣。
（5）縮短精煉輔助時(shí)間，降低精煉過(guò)程的底吹氬強(qiáng)度，避免大翻和暴吹造成鋁燒損。
3.4、鈣處理工藝
含鋁鋼中的主要脫氧產(chǎn)物Al2O3熔點(diǎn)很高，在液態(tài)鋼中呈固態(tài)。其特點(diǎn)是澆鑄過(guò)程中很容易在中間包水口處聚集引起堵塞或結(jié)瘤，而且鋼材中的Al2O3在軋制過(guò)程中會(huì)被破碎，沿軋制方向連續(xù)分布，造成嚴(yán)重的內(nèi)在缺陷。生產(chǎn)實(shí)踐證明，鈣鋁比達(dá)到0.13以上，鋼水具有良好的流動(dòng)性。精煉結(jié)束后進(jìn)行鈣處理，依相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分析硅含量；喂入一定量的硅鈣線，保證鋼水中的硅含量。在滿足澆鑄溫度的條件下，弱吹氬應(yīng)保持15min以上；原則是鋼液不裸露，以免鋼液發(fā)生二次氧化，杜絕喂線后再次送電加熱。
4、生產(chǎn)結(jié)果分析
4.1、生產(chǎn)結(jié)果總結(jié)
經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐有效地控制鋼水中的非金屬夾雜物總量，提高鋼的純凈度，保證了精煉和鑄坯鋼水中Als/Alt≥0.90，實(shí)現(xiàn)了SAE10B06A鋼的順利冶煉、澆鑄。SAE10B06A鋼的化學(xué)成分、鑄坯表面質(zhì)量檢測(cè)全部合格（表2），為宣鋼公司第一單SAE10B06A鋼的冶煉開(kāi)了一個(gè)好頭，為后續(xù)冶煉SAE10B06A鋼打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
表2：SAE10B06A的冶煉數(shù)據(jù)（平均值）
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喂線前含鈣量/ppm
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Ca/Al
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出精煉Als/Alt
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方坯Als/Alt
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J1-J2時(shí)Als/%
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J2-J3時(shí)Als/%
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J4-F時(shí)Als/%
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30
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0.108
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0.94
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0.90
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14
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38.7
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27
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4.2、分析
精煉脫氧劑為鋁粒、鋁質(zhì)造渣劑、電石，應(yīng)在第一次供電結(jié)束前加完，中間過(guò)程使用輔助脫氧劑保持自渣。時(shí)刻關(guān)注氬站成分分析，如沒(méi)有達(dá)到精煉燒損量，及時(shí)喂鋁線，鈣鋁比按0.09～0.14控制。表2中連鑄澆鑄過(guò)程中鋁燒損在25%～30%，因此出鋼精煉Alt≥300ppm。精煉供電過(guò)程中鋁燒損在20%左右，打線過(guò)程鋁燒損在35%左右。整個(gè)精煉過(guò)程鋁燒損約55%。因此氬站Alt≥700ppm，若不夠需進(jìn)LF爐喂鋁線操作。由于鋼水中酸溶鋁達(dá)到一定的比例，要求鋼水中必須有一定量的鈣，鈣鋁比達(dá)到0.10以上就能滿足夾雜物變性處理要求，生成液態(tài)脫氧產(chǎn)物，鋼水具有良好流動(dòng)性。從澆鋼過(guò)程看，只要連鑄做好保護(hù)澆鑄，鈣鋁比0.10～0.12時(shí)就能滿足鋼水可澆性要求。雖然酸溶鋁燒損較大，但只要控制好爐渣，鋼水中的Al2O3大部分被爐渣吸收，保證了精煉和鑄坯中Als/Alt約為0.90，就可以有效地控制鋼水中的非金屬夾雜物總量，提高鋼的純凈度，實(shí)現(xiàn)SAE10B06A鋼的順利澆鑄。
5、結(jié)語(yǔ)
使用鋁粒加造渣劑可有效控制SAE10B06A鋼液的增碳、增鋁、增硅量，適當(dāng)提高爐渣堿度，降低SiO2含量，可抑制鋼液的增硅量。低碳高鋁鋼精煉的關(guān)鍵是控制鋁氧化及其氧化產(chǎn)物的去除，鈣鋁比達(dá)到0.10以上就能夠達(dá)到夾雜物變性處理的要求，生成液態(tài)脫氧產(chǎn)物，使鋼水具有良好的流動(dòng)性。
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