60Si2CrVAT彈簧鋼的氧含量控制60Si2CrVA彈簧鋼，是根據(jù)鐵道部貨車提速要求設(shè)計的轉(zhuǎn)K2等型號的轉(zhuǎn)向圓柱螺旋彈簧用高性能彈簧鋼。由于轉(zhuǎn)向架長期在交變、沖擊、突變的載荷下工作，所以60Si2CrVA彈簧鋼在化學(xué)成分、力學(xué)性能及晶粒度、非金屬夾雜等檢驗項目上均加嚴(yán)了要求，其中氧含量控制范圍為w(O)不大于13×10-6。淮鋼根據(jù)自身工藝特點，生產(chǎn)的60Si2CrVA彈簧鋼滿足要求，實現(xiàn)了批量生產(chǎn)。 生產(chǎn)流程為：80t轉(zhuǎn)爐冶煉→90tLF精煉→100tRH真空處理→喂絲進行夾雜變性→圓坯連鑄。 一、轉(zhuǎn)爐過程氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制 當(dāng)轉(zhuǎn)爐出鋼鋼水溫度T>1645℃時，隨著溫度的升高，氧在鋼液中的溶解度變大，轉(zhuǎn)爐出鋼氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，從而導(dǎo)致LF精煉過程鋼水平均全氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈上升趨勢。 由于實際生產(chǎn)中鋼液碳氧反應(yīng)不易達到平衡，再結(jié)合出鋼溫度可知終點氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)該比較高。要得到全氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低的成品鑄坯，脫氧時用脫氧劑量較大，產(chǎn)生的氧化物夾雜多，對彈簧鋼的質(zhì)量影響較大。因此，把轉(zhuǎn)爐終點碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制高些，以及加強熔池攪拌，進而降低鋼液進精煉爐前的氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，減輕精煉爐的壓力。 二、精煉過程氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的控制 在LF中加入了MnSi、FeSi、Al塊等脫氧劑，使鋼液中的溶解氧降低，生成氧化物夾雜，又加上鋼包底吹氬氣，使夾雜物上浮，被精煉渣所吸收，使鋼液全氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低。 在冶煉過程中，都采用鋼包-中間包-結(jié)晶器全程保護澆鑄技術(shù)。為了在中間包工序繼續(xù)降低鋼液的氧含量和防止鋼液在中間包發(fā)生二次氧化，采用鋼包-中間包長水口連接，鋼包下水口與長水口之間吹氬和密封墊保護，中間包加覆蓋劑和保溫劑等措施，盡力避免中間包的增氧。 中間包-結(jié)晶器采用侵入式水口，并對中間包下水口與浸入式水口之間加密封墊，在結(jié)晶器中，氧化物夾雜上浮，被結(jié)晶器保護渣所吸收。 鋁是良好的脫氧劑，生成的氧化物上浮，被精煉渣所吸收。隨著鋼水中全鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，鋼的全氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)在逐漸減少。但是全鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)有一個最佳值，Al含量超過最佳值，氧含量又有所增加。 在精煉中，要控制渣中(FeO+MnO)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。在一定溫度下，氧在溶渣與鋼液間服從分配定律。隨著熔渣中(FeO+MnO)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，鋼液全氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)有一定程度的增加。如果設(shè)法降低渣中(FeO+MnO)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，使其低于與鋼液相平衡的氧量，氧將從鋼液向熔渣內(nèi)轉(zhuǎn)移，即鋼液被脫氧。要實現(xiàn)上述脫氧，必須把熔渣的w(FeO+MnO)控制在0.5%～1%以下。 淮鋼為了降低熔渣中的(FeO+MnO)的含量，便于鋼液中氧向熔渣中擴散，在LF中加入了碳粉、電石、鐵硅等輔料。用碳粉做脫氧劑，脫氧產(chǎn)物為CO氣體，不存在鋼液被非金屬夾雜物污染的問題。同時能使?fàn)t內(nèi)具有還原氣氛，能降低爐內(nèi)氧的分壓力，減少爐氣對爐渣的氧化。在渣中加入電石塊時，因密度比渣小，又和爐渣的結(jié)構(gòu)相似，可溶于渣內(nèi)(而C、Si、Al則不能溶于爐渣)，是一種脫氧能力很強的脫氧劑，若和碳粉配合使用，可獲得更好的脫氧效果?；翠撊茉衱(FeO+MnO)在0.4035%～0.7221%之間變化，創(chuàng)造了良好的的脫氧氣氛。 淮鋼精煉渣堿度在2.69～5.33之間變化，隨著堿度R的增大，氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低。當(dāng)堿度R>4以后，鋼液中w(O)控制在8×10-6以下。因此，要把精煉渣堿度這一化學(xué)性質(zhì)控制在合理的范圍內(nèi)，從而增大精煉渣吸收夾雜物的能力?？梢姲褖A度控制在R>4，可以滿足要求。 總而言之，在冶煉過程中注意以下幾點，就可以控制鋼液中氧含量在合理水平： (1)合理控制轉(zhuǎn)爐出鋼鋼水溫度(1640～1645℃)和終點碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，能降低轉(zhuǎn)爐出鋼終點氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； (2)鋼液全鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.035%～0.045%，鋼液全氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以降低到10×10-6以下； (3)精煉渣中w(FeO+MnO)控制在0.5%～1%，可以有效的實現(xiàn)鋼渣的擴散脫氧?？刂凭珶捲鼔A度R>4，熔渣具有更大的吸收夾雜物能力； (4)在連鑄過程要注意保護澆鑄技術(shù)，避免發(fā)生增氧現(xiàn)象。
|
