脫氧工藝對H08A鋼鑄坯質量的影響

龔波 楊軍 王宏丹

摘 要 本文以四川達鋼H08A鋼為研究對象，通過對該鋼種脫氧工藝的理論研究和生產實踐，制訂了優化方案，解決了連鑄坯合格率低、生產成本高的問題，使鋼水中的含氧量得到有效控制，大大提高了鑄坯質量。

關鍵詞 H08A 脫氧 連鑄坯

中圖分類號：TF703 文獻標識碼：A

0前言

焊條鋼是用來制造各種焊條和焊絲的關鍵原材料。按照鋼種的熔煉成分可以分為普碳、不銹鋼以及低合金三個類別。H08A的含C量低，有較好的機械性能和優良的焊接性能，因此H08A在焊接用原材料中一直占有重要地位。截止2008年，我國的各種焊接用鋼材每年需求約350萬噸，這其中焊條鋼190萬噸。

H08A鋼屬于低硅低碳類鋼，轉爐冶煉終點碳含量低，一般在0.05%以內，這就導致轉爐鋼水的氧化性極大，也給后工序脫氧帶來了非常大的困難。生產初期我們以硅鈣碳做為復合脫氧劑、鋁錠做終脫氧劑，雖然鋁錠具有成本低、脫氧力強、效率高等優點，但大量三氧化二鋁夾雜物留在鋼中，容易引起連鑄水口結瘤，使鋼水澆注很難持續，經常一開澆便斷流。但是如果選擇其它的脫氧合金作鋼水的終脫氧劑，雖然水口結瘤這個問題得到了解決，但是卻由于其脫氧效果不佳，最終導致鑄坯的皮下氣泡十分嚴重，鑄坯質量差，不能滿足后續軋制的需要。達鋼通過對H08A鋼脫氧工藝的不斷研究和優化，解決了之前鋼水脫氧難、鑄坯質量差等問題，連鑄坯合格率由79.5%提高至99.9%。

1鋼水脫氧的理論依據

連鑄坯產生氣泡與否的關鍵因素是鋼水在凝固開始時其內部的氣體壓強是否能克服外部的環境壓強。鑄坯產生了皮下氣泡就是因為凝固后內部的氣體壓強過早地滿足了氣泡的生成氣壓0.09～0.12MPa。從理論上講，

2 H08A脫氧工藝優化

2.1工藝流程

高爐鐵水+KR鐵水預處理+轉爐+出氬站+LF精煉+連鑄+碼垛+鑄坯初檢+發送合格坯。

2.2鐵水條件

達鋼釩鈦鐵水通過KR法脫硫處理，入爐鐵水成分見表2，入爐鐵水溫度>1220℃，裝入量77-80t。

2.3成分控制

H08A鋼連鑄坯成分控制要求見表3。

2.4脫氧工藝改進措施

2.4.1調整鋼水含氧量的控制值

根據上述對鋼液凝固時不會產生皮下氣泡的臨界含氧量的計算，將原來的控制值50ppm下調至40ppm.

2.4.2將鋁錠換成鋼芯鋁

鋁錠和鋼芯鋁雖然都是鋁質強脫氧劑，但是之前生產工藝中雖然鋁錠加入量較大，但是卻沒有取得好的脫氧效果，試驗發現由于鋁的比重較鋼水較小，鋁錠加入鋼液中后很難沉于鋼包底部，因此考慮用鋼芯鋁代替鋁錠，同時根據鋼水在氬站的脫氧效果，鋼包在LF爐還可根據實際氧含量喂入鋁線。

2.4.3選用鋁鎂鈣合金球作為復合脫氧劑，進行脫氧

鋁鎂鈣合金球是常用的轉爐煉鋼復合脫氧劑，主要用于冶煉低硅低氧類鋼種。鋁鎂鈣合金球在用于轉爐爐后脫氧時，具有較強的脫氧能力強且效率高，另外其脫氧產物也容易上浮，這就能大幅度地降低鋼材中的非金屬夾雜物含量，能有效提高鋼液及連鑄坯的質量。選擇鋁鎂鈣合金球還可降低因硅系脫氧合金（如硅鈣鋇）帶來的增硅。

2.4.4管理方面

在管理方面，加強轉爐出鋼口的維護，嚴格執行出鋼擋渣操作，避免轉爐內的氧化性渣進入鋼水。

3優化結果及分析

3.1鋼水脫氧效果

3.1.1鋼水氧含量的控制效果

改進試驗按照上述脫氧工藝改進后，脫氧效果十分明顯。試驗鋼經過精煉處理后，試驗鋼鋼水含氧量平均值為35.5ppm，最大值為55ppm，其分布見圖1所示。

3.1.2連鑄坯低倍質量控制效果

工藝改進后試驗爐次25爐，連鑄坯無任何肉眼可見的表面質量問題，同時經取樣做低倍試驗后，低倍質量良好，皮下氣孔出現率明顯降低，連鑄坯合格率99.8%。圖2是達鋼公司脫氧工藝優化后鋼坯質量檢測結果。

4結論

從以上結果可知，通過對達鋼HO8A脫氧工藝的優化，達鋼生產的H08A連鑄坯的鑄坯質量得到大大提升，合格率達到99.8%。鋼水含氧量控制在35.5ppm，連鑄坯無任何肉眼可見的表面質量問題，皮下氣孔出現率明顯降低，產品生產成本因此得到大幅度地下降，這為此鋼種在達鋼實現大規模工業化生產奠定了堅實的基礎。

參考文獻

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