42CrMo—1冶煉生產實踐

王剛

摘 要：42CrMo-1鋼屬于超高強度鋼，具有高強度和韌性，淬透性也較好，調質處理后有較高的疲勞極限和抗多次沖擊能力，低溫沖擊韌性良好。該鋼適宜制造要求一定強度和韌性的大、中型塑料模具。該鋼種的生產難點是鋼中的S含量比較高，澆鑄過程易堵水口，要求鋼水純凈度高、化學成份和性能穩定，產品表面質量好。本文從生產實踐的角度，對42CrMo-1的冶煉、精煉、連鑄工藝控制進行了闡述，對生產此鋼種的難點進行了分析。

關鍵詞：高強度；42CrMo-1；純凈度

1 前言

近幾年，隨著我國經濟建設的飛速發展，高強度鋼的應用越來越廣泛。42CrMo-1鋼屬于合金結構鋼，具有高強度和韌性。42CrMo-1為含硫含鋁鋼種，澆注過程容易結瘤堵水口。本鋼針對此鋼種的特點，經過技術人員共同努力，制定了適生產本鋼種的生產工藝流程及工藝方法，解決了生產中存在的難點，使該產品達到了客戶的使用要求。

2 特性分析

（1）化學成份分析。根據用戶要求，要求S含量控制在0.02%-0.03%。這么高的S含量要求使得成份難以準確控制，而且S高會與鋼水中的鈣反應生成硫化鈣堵塞水口，給澆注過程帶來不利。

（2）生產過程難點分析。由于我廠大部分采用頂吹轉爐煉鋼，使得煉鋼終點控制較難，鋼中氧含量較高，給提高鋼水純凈度帶來很大困難。鋼中含S高，與鋼水中的Ca生成CaS夾雜物和鋁氧反應生成的三氧化二鋁將雜物一起給澆注過程帶來很大影響，經常出現粘結水口現象。 根據此鋼種的特性，S的合金化的時期不同，我廠制定了符合生產本鋼種的工藝流程，并通過特殊的工藝手段解決了以上的困難。

3 生產工藝

（1）生產工藝流程。本鋼生產該鋼種工藝流程為：180噸轉爐→180噸LF鋼包精煉爐→180噸RH真空精煉爐→350*470mm方坯連鑄機。

（2）S的合金化工藝。由于本鋼采用頂吹工藝煉鋼，鐵水含S較低。試制階段采用兩種S的合金化工藝。第一種S的合金化工藝在LF鋼包精煉爐進行，RH工藝循環結束以后進行鈣處理；第二種LF處理結束時進行鈣處理，S的合金化工藝在RH真空精煉爐進行，RH復壓以后進行軟吹10～15min后，再喂S線。

（3）LF精煉工藝。出鋼后通過LF爐精煉，使鋼水成份控制更加準確、均勻，為連鑄生產提供合適的澆注溫度，控制澆注過程的過熱度。通過造還原性渣系，可以降低鋼水中夾雜物，提高鋼水純凈度。

精煉LF爐造還原渣，要求爐渣顏色轉白或淺綠色；Al球前期加足，避免多次加Al球。石灰加入量大于1300kg/爐控制，視渣況使用螢石調整渣流動性。精煉過程第一批加入造渣劑：精煉石灰600-800kg ；第二批加入造渣劑：精煉石灰400-600kg。精煉時間控制在70min以上，加熱完畢進行軟吹氬10min。通過LF爐精煉工藝，使鋼水成份穩定、均勻。通過造還原性渣系，鋼中溶解氧含量降低，由原來的40ppm-50ppm降低到20ppm以下，進一步減少了鋼種夾雜物，提高了鋼水純凈度。

（4）RH精煉工藝。鋼水在進入RH以后，采用最低真空泵對鋼水進行循環脫氣處理。處理過程中由于鋼水成分的燒損，對某些合金元素進行微調，待合格以后復壓進行軟吹和鈣處理以及硫的合金化。對于第一種硫的合金化工藝來說，RH只進行鈣處理。對第二種工藝，RH首先進行軟吹鈣處理，等鋼水中的夾雜物基本上浮以后，再喂流線合金化。等氬后樣合格以后上連鑄機進行澆鑄。

（5）不同工藝的澆鑄情況。對第一種工藝的S的合金化來說，實踐數據如表2所示，S平均的燒損為0.0034%，Ca的平均燒損為0.0011%。對第二種工藝的S的合金化來說，實踐數據如表3所示，S平均的燒損為0.0007%，Ca的平均燒損為0.0001%。從實驗數據可以直觀的看出，第二種工藝相比較與第一種工藝來說，Ca和S的燒損少，說明鋼水中生成的夾雜物Ca含量少，鋼水的可澆性好。實踐結果也正好驗證了數據分析的結果。在第一種情況下，水口堵塞嚴重，經常出現死流和斷澆現象，而第二種情況下的水口基本保持穩定，無特殊情況的發生。

（6）連鑄工藝。為了保證鑄坯質量，連鑄密封保護澆注，保證大包長水口氬氣壓力≥0.3Mpa、中包無鋼液面裸露，中包開澆前采用氬氣吹掃，防止鋼水二次氧化，保證鋼水純凈度，鋼坯中氧含量由原來的70ppm-100ppm降低為40ppm-60ppm，避免了堵水口。鑄機控制好保護澆注，二次冷卻采用自動配水，液面自動控制系統，拉速控制在0.45-0.55m/min，，通過這些手段保證鑄坯的表面和內部質量，并使用結晶器電磁攪拌，避免鑄坯中心偏析、中心疏松的缺陷。

4 結語

對于高S含量的42CrMo-1的超強鋼，通過調整S和Ca的合金化的順序控制，合理的脫氧制度，RH精煉過程超低的真空度，降低了氫和氮含量，減少了夾雜物CaS生成，提高了鋼水純凈度和可澆性，降低了生產成本。澆注過程密封保護防止二次氧化，能夠生產出成份均勻、性能合格的產品，此冶煉工藝比較合理，符合本鋼生產特點。

參考文獻：

[1]宋維錫.金屬學[M].北京：冶金工業出版社，1989.

[2]吳瑞祥.影響冷鐓鋼質量的主要因素及控制措施研究[J].湖南冶金，2002（02）：22.endprint