摘要：要求EBT爐內鋼液中氧脫至≤200ppm，出鋼過程將合金配至成分下限並隨鋼流加入，考慮Al具有強脫氧作用，注意鋼液回硅現象，Al按成品上限含量1.60%配入，且必須儘早隨鋼流一次性加入，可以使生成的Al2O3夾雜有充足的上浮時間，對鋼液的淨化及Al2O3的降低都有很好的效果。該鋼種鋁含量極高，冶煉生產中容易產生高熔點的Al2O3和CaS夾雜，鋼水處理不到位，成分控制不理想，渣系調整不好，保護澆注未做充分，易造成連鑄生產結水口，難以實現順利澆注。

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產品：圓鋼、鋼板

隨着現代冶煉工藝的成熟，連鑄技術裝配和生產技術水平的提高，高Al鋼在連續鑄鋼中的實踐，類似於38CrMoAl等鋼種由模鑄生產轉向於連鑄生產，爲鍊鋼成本的降低起着重要作用。

38CrMoAl鋼系高級氮化鋼，具有高耐磨性、高疲勞強度和相當大的強度。良好地耐熱性及耐腐蝕性能，被廣泛應用於受衝擊負荷不大，而在反覆條件下的機械氮化零件，如自動車牀主軸、蝸桿、精密齒輪、高壓閥門、滾子、仿模活塞桿、汽輪機上的調速器、轉動套、磨牀主軸等哥哥耐磨件。

38CrMoAl鋼廣泛應用於多個領域。該鋼種鋁含量極高，冶煉生產中容易產生高熔點的Al2O3和CaS夾雜，鋼水處理不到位，成分控制不理想，渣系調整不好，保護澆注未做充分，易造成連鑄生產結水口，難以實現順利澆注。

水口結瘤不僅降低連鑄的生產效益，還是引起鋼鐵產品缺陷的主要原因。針對該鋼種可澆性差的現象，新餘新良特殊鋼有限責任公司制訂了有效可行的冶煉，澆注工藝路線和控制措施，實現了該鋼種良好地可澆性。

1 生產工藝

38CrMoAl鋼設計生產工藝流程爲：600噸混鐵爐→50tEBT爐（附有底側吹工藝）→50tLF精煉→VD→R9m3機3流合金鋼弧形連鑄機（結晶器液麪自動控制，結晶器電磁攪拌，鑄坯斷面250mm×250mm，汽水霧化冷卻，PLC自動控制系統）→冷牀緩冷→檢查→入庫。38CrMoAl的化學成分見表1.

表1 38CrMoAl的化學成分

38CrMoAl在生產工藝中過程控制十分重要，特別是高熔點夾雜物控制，保護澆注控制等對高鋁鋼影響尤爲明顯。

2 工藝措施

爲實現低成本戰略，由連鑄坯取代模鑄錠，可大大提高鑄坯的成材率，其工藝關鍵在解決可澆性的難題。

2.1 電爐工藝控制與措施

EBT初煉爐採用熱裝鐵水和廢鋼的配料原則，鐵水與廢鋼比例88%：12%，充分利用熱鐵水與氧反應放出的化學熱進行升溫冶煉，在電弧爐無需電極，也不供電的情況下達到冶煉效果，並由2支爐壁集束槍、2支側吹槍和2支底吹N2-Ar切換透氣芯來達到合理的供氧、攪拌及控制供氧強度的目的。使其熔清C含量控制在0.90%-1.2%範圍，避免鋼液產生過度氧化，從而在二次精煉過程中產生大量夾雜物。

控制終點C在0.10%-0.18%範圍，P控制在≤0.015%，達到工藝出鋼溫度時，停氧由爐門噴吹碳粉進行脫氧，排盡爐渣方能出鋼。

要求EBT爐內鋼液中氧脫至≤200ppm，出鋼過程將合金配至成分下限並隨鋼流加入，考慮Al具有強脫氧作用，注意鋼液回硅現象，Al按成品上限含量1.60%配入，且必須儘早隨鋼流一次性加入，可以使生成的Al2O3夾雜有充足的上浮時間，對鋼液的淨化及Al2O3的降低都有很好的效果。

出鋼實施留鋼操作，嚴禁出鋼後期氧化渣進入精煉鋼包內，出鋼過程將隨鋼流加入的石灰、精煉渣等渣料，有利於LF爐提前快速形成泡沫渣，爲LF精煉工序提供良好條件。

出鋼量必須嚴格控制，保證鋼包自由空間≥800mm，出鋼後包內溫度控制在1550-1590℃，有利於LF爐精煉快速成渣和VD良好地脫氣效果。

2.2 LF精煉控制與措施

爲提高精煉效果，減輕精煉爐的冶煉任務，在EBT爐爐後鋼包內將把化學成分調整到工藝控制要求的水平。

1）合理供電曲線

LF精煉過程中，精煉前期10min內石灰未完全成渣，形成泡沫渣要有一定的時間和合理的溫度，所以前期電流不宜過大，待基本形成泡沫渣後再調整供電電流，有利於把通電過程中經電極電離使大氣中N2氣吸入量得到有效控制，在整個精煉過程中，要求增氮量≤5ppm，精煉時間控制在55-65min，且白渣保護時間≥35min。

2）吹Ar控制

LF精煉過程中，吹氬攪拌起着均勻成分和溫度，促進鋼-渣界面反應，使夾雜物碰撞長大並加速夾雜物上浮等重要作用。在微調合金時，要合理調整氬氣流量，防止攪拌過大造成卷渣，並增加鋼中氣體及夾雜物，同時延長升溫時間；過小鋼液流動，夾雜物上浮速度慢，易造成成分、溫度不均勻現象發生，需要有合適的吹氬量，吹氬量的選擇在15-30m3/h爲宜，而實際操作中要根據鋼水溫度、透氣性能進行微調。吹氬攪拌以不裸露鋼液麪而有輕微翻騰爲最佳。

3）LF精煉造渣

在LF爐冶煉過程中使用石灰（CaO含量≥92%）和螢石作爲造渣劑，採用電石、鋁粉、碳粉等強脫氧劑還原材料，形成具有良好流動性、高還原性、高鹼度並以CaO-SiO2-Al2O3爲基礎的複合渣子，保證白渣中的MnO+FeO控制在≤0.5%。在充分還原的同時，將氧脫至12ppm，S控制在≤0.008%，保證Al2O3夾雜物的充分上浮，防止MnS的生成。不進行鈣處理，這是因爲Al含量太高，鋼中生成的Al2O3相對偏多，如果要達到適合的Ca/Al比，用常規的Ca變形，不僅會大大增加成本，也不容易生成低熔點的12CaO•7Al2O3等鈣鋁酸，反而生成高熔點產物，不利於夾雜物的去除，鋼水最終純淨度難以保證。

2.3 VD工藝控制與措施

VD處理總時間22-26min，高真空度（67pa）保持時間≥15min，處理過程中合理調節Ar流量，讓鋼水翻開渣面，有利於夾雜物的快速上浮和充分脫氣，經VD處理後靜吹氬時間≥15min，並取樣分析其渣系成分和鋼水成分，結果分別見表2和表3

2.4 CC工藝控制與措施

1）連鑄採用全程保護澆注，大包保證自動開澆，大包套管處使用密封墊圈並吹氬保護。

2）開澆時中包保持乾淨、乾燥，烘烤良好，且必須使用氬氣吹掃中間包內的氬氣方能開澆，使用2支掃管同時吹掃。

3）開澆後保證中間包鋼液麪高度≥700mm，保持靜壓力，讓夾雜物有充足上浮時間，中包在線容量≥12t，加適量覆蓋劑確保渣面不發紅，中包覆蓋劑使用低硅高鹼度覆蓋劑，減少吸氣、回硅及二次氧化。

4）控制過熱度在30-45℃，確定合理的比水量二冷水及拉速，保證連鑄坯表面和內在質量，澆注拉速爲0.65-0.85m/min，全部使用液麪自動控制。

5）浸入式水口採用鋁鋯質量且孔徑設爲φ35mm，使用密封墊圈進行保護，結晶器採用專用保護渣，熔化性能良好，無結渣等現象。

3 實踐結果

3.1 鋼水可澆性情況

在準備條件充分的情況下，2015年5月試澆6爐，除首包未使用液麪自動控制外，其餘全部使用液麪自動控制。可澆性良好，澆畢觀察浸入式水口內壁清潔良好，無結瘤現象，全Alt與Als最多相差0.002%，說明過程二次氧化少，鋼水純淨度高。

3.2 鋼水潔淨度情況

由於對S的控制，加上未喂鈣線，所以難於生成高熔點的CaS夾雜。由於Al屬一次性加入，且Al的量很高，所以在生產過程中，對LF爐爐渣中的Si全部被還原到鋼水中，造成增硅嚴重。

實驗保證了VD處理時間，延長了LF爐冶煉時間及整個過程吹氬時間，對夾雜物上浮的數量相對增多，鋼水純淨度提高。

3.3 鋼水鑄坯質量

該實驗的6爐鋼化學成分全部符合表1要求，經軋材加工後最終產品均滿足用戶要求。鑄坯檢驗結果見表4，軋材檢驗結果見表5。

4 結語

1）採用一次性儘早加入鋁，使Al2O3有充足的時間上浮。

2）加強EBT爐的脫氧，有利於鋁收得率提高，生成的Al2O3數量更少。

3）精煉過程造高鹼度高還原性、流動性良好地白渣，充分吸附鋼中上浮的Al2O3夾雜物。

4）控制鋼水中S含量≤0.002%，減少CaS生成。

5）加大VD處理效果和軟吹氬時間，有利於夾雜物的上浮。

6）連鑄實施全程保護澆注，加大中間包容量。