超低碳合金耐磨板冶煉工藝的改進和優(yōu)化

  超低碳合金耐磨板是各種耐磨工程機械的襯板、擋板、篩板和刮板等部位的重要材料。該耐磨板材料在冶煉技術(shù)上難度大,而且對產(chǎn)品的質(zhì)量要求較高。

  國內(nèi)外生產(chǎn)廠家為制造出優(yōu)質(zhì)耐磨板件,主要采用電弧爐+精煉(AOD、VOD、LF等)的方式進行生產(chǎn),其中采用AOD冶煉合金耐磨板,已經(jīng)成為合金耐磨板精煉的主導技術(shù)。目前,國內(nèi)外廠家在生產(chǎn)該系列耐磨板材料時,在生產(chǎn)和后續(xù)加工過程中較易產(chǎn)生裂紋,在使用過程中偶爾也會出現(xiàn)裂紋。因此,要想提高該系列材料鑄件的質(zhì)量,就必須通過提高冶煉鋼水內(nèi)在質(zhì)量來提升鑄件整體性能。

  科研人員針對耐磨板冶煉原有工藝存在脫碳時間長、耗氧量大、熔池溫度高、高溫停留時間長等問題,通過工藝改進和AOD精煉爐使用,提高了鋼液質(zhì)量。

  眾所周知,吹氧脫碳的關(guān)鍵在于控制鋼液中的氧與碳、鉻、硅、錳等元素的反應。依據(jù)鋼冶金原理、結(jié)合AOD的投入使用,技術(shù)人員對原耐磨板冶煉的主要工藝參數(shù)進行了改進和優(yōu)化。

  AOD法是利用氬、氧氣體對鋼液進行吹煉,以混合氣體的形式從爐底側(cè)面向熔池吹入。在吹煉過程中,由于CO分壓被氬氣稀釋而降低,這樣就大大有利于冶煉耐磨板時的脫碳保鉻。在AOD精煉的還原階段,由于加入硅鐵和石灰石爐渣脫氧,同時又有氬氣的激烈攪拌,因此鋼液可以深度脫硫;AOD精煉期氬氣的激烈攪拌可促使鋼液中的氧化物分離、上浮,鋼水的清潔度提高,因此鋼液中的夾雜物含量少,幾乎不存在大顆粒夾雜,夾雜物的主要形態(tài)也由電爐法的錳硅酸鹽變?yōu)殁}硅酸鹽。

  此外,AOD法還可以在吹煉過程中脫除鋼中的鉛。有研究表明,耐磨板中含有一定的鉛會影響其熱加工性能,而經(jīng)過AOD吹煉,成品鋼中的ω(Pb)≤10×10-6以下,完全不會影響鋼的性能。

  通過耐磨板工藝改進和AOD的使用,獲得了高質(zhì)量的鋼水,采用Si-Ca、Si-Fe等復合脫氧,鋼水ω(O)降至80×10-6;選用活性石灰強化脫硫,使ω(S)降至0.015%以下,大幅度提高了鋼水清潔度,滿足了熔煉成分及各項理化指標的要求;鋼水中有害氣體成分和球狀氧化物夾雜(球狀氧化物評級不超過2.0)的含量大大降低;鋼水純凈度的提高,增強了鑄件基體抗裂紋的能力。