含铝钢的真空处理工艺.doc

含铝钢的优化处理工艺方案 金红兵 路明辉 胡守瑶南京钢铁集团冶金铸造有限公司摘要:论述了含铝钢的主要质量缺陷及形成原理,从工艺上的角度上提出了真空处理后喂铝线的优化工艺方案,并取得了良好效果.关键词:含铝钢、发纹、点状偏析、脱氧、去气、真空处理工艺方案Including aluminum steel vacuum treated craftJing Hongbin Lu Minghui Hu Shouyao Nanjing Steel and iron Group Metallurgy Casting Limited companyAbstract: Elaborated and forms the principle including the aluminum steel main quality flaw, In the technically angle proposed after the vacuum treated feeds the aluminum wire the optimized craft plan, and has obtained the good effect.Key word: Including the aluminum steel, sends the grain, the punctual segregation, deoxygenation, the deaeration, Vacuum treated craft plan.1、概述我公司生产的38CrMoAl锻制圆棒供煤矿机械厂加工成曲轴调质后进行磁粉检测发现在小拐上间断有多条长约30左右的磁痕，最终产品报废造成了很大的损失。针对这一质量问题进行了分析，并通过优化工艺最终稳定了产品质量，保证了高要求含铝钢的质量要求。2、缺陷产生的原因分析煤矿机械厂向我公司订购是38CrMoAl240锻制圆棒的用途是直接加工成煤矿机械上的曲轴连杆，这种曲轴连杆直接用锻制圆钢车加工时对锻圆的内在质量要求较高，只有原材料不存在发纹和点状偏析很轻微时经过超声波检测不能发现超过当量2和密集性缺陷才可确保使用质量。经过对缺陷产生原因分析主要是发纹和点状偏析及调质处理时产生的应力集中导致的。发纹和点状偏析的主要成因之一是钢中的气体夹杂富集形成的，而含铝钢中铝的含量通常在0.70%以上，由于钢液粘稠且易氧化钢中气体夹杂不易逸出，这时在接近模壁表面形成气泡，气泡被一层钢液包围，由于气泡导热差，使气泡背后的钢液温度下降缓慢，最后凝固部分大量低熔点物质和气体杂质就在气泡背后的钢液处聚集，这种被玷污了的钢液由于最后凝固并不断填入气泡，于是形成点状偏析，发纹缺陷是由于含铝钢中气体夹杂不易逸出，在锻造过程中被延伸所形成。只有确保钢中气体夹杂在很低的水平才能保证生产出高质量要求的含铝钢产品。含铝钢（38CrMoAl等）电弧炉冶炼的正常工艺多采用二次拉渣后加铝的工艺。由于现在的废钢资料比较紧张，入炉钢铁料质量不稳定，加上有时潮湿气候的影响，按正常工艺生产含铝钢时，钢中的气体夹杂很难降到较低的水平，生产出高质量要求的含铝钢产品也就很难保证。3、工艺过程分析及工艺优化方案正常含铝钢的电弧炉生产工艺过程为：废旧钢铁料入炉熔化氧化去气去夹杂拉去氧化渣造初还原渣及除铝外的合金化拉去初还原渣后加入铝锭重造高碱度渣用铝粉脱氧（或重造渣铝粉还原后钢包加铝或喂铝线）底吹氩镇静模注。这种工艺过程若入炉废钢和原辅料质量不稳定，钢中的夹杂物含量也就很难降到较低的水平，二次拉渣操作使钢中的气体含量也不可能低，同时铝的回收率不稳定正常仅能达到65%左右。优化工艺方案为：电弧炉初炼（EAF）LF精炼炉精炼VD真空处理钢包喂铝线钢包底吹氩15分钟（含镇静时间）进行氩气保护浇注。这种工艺方案还原精炼时间长又经过真空处理可以确保钢中气体夹杂物的含量保持在较低的水平，同时由于LF精炼和真空处理钢中的氧降到很低的水平，铝的回收率达90%以上。4、实践验证按照优化工艺方案我公司冶炼了两个钢种34CrAlNi7和38CrMoAl,经过锻造成圆棒后超声波检测均未发现超过2及以上的单个当量缺陷和密集性缺陷，质量稳定且能满足高的质量要求。客户在后道使用后未发现质量问题，反映良好。工艺调整前后比对见下表：低倍组织（级）钢中氢含量PPM铝的回收率%超声波检测情况一般 疏松中心疏松一般点状偏析一般边缘偏析原工艺1.52.51.52.02.51.01.5456080连续密集缺陷，探伤结果较差真空工艺1.52.51.01.01.50.52.590探伤检测未发现2及以上的单个当量缺陷和连续密集性缺陷,良好5、结论我公司通过对高质量要求的含铝钢优化工艺方案，采取真空处理后喂铝的工艺,成功生产出高质量的含铝钢（38CrMoAl和34CrAlNi7），同时提高了铝的回收率，总结出新的操作工艺，具体如下：（1）优化后的工艺方案为：EAF初炼+LF精炼+VD真空处理+钢包喂线+钢包底吹氩均匀化+氩气保护模注。（2）LF精炼和VD真空处理是确保成品气体夹杂含量较低的关键。（3）EAF初炼中第一次还原渣拉净以后仅能使用铝粉进行保持还原气氛是保证后面高碱度渣的关键也是确保铝有高的回收率和减少回硅的关键。（4）大量喂铝线后保持10分钟以上的钢包吹氩时间是成份均匀化的关键。（5）采用氩气保护浇注及相对较快的注速是减少浇注过程中的吸气和二次氧化的关键,也是减少