08Al深冲钢脱氧合金工艺优化研究

０８Ａ１深冲钢脱氧合金工艺优化研究　李香平，张红余，李刚利，韩爱丽　（唐山建龙实业有限公司，河北遵化０６４２００）　摘要：唐山建龙在转炉冶炼０８Ａ１钢生产过程中，应用中碳锰铁、铝线的合金脱氧方法替代了以往的锰芯铝铁预　脱氧与铝线微调的脱氧合金化工艺试验，经过过程跟踪与检验结果表明：０８Ａ１钢用中碳锰铁与铝线进行脱氧合金　化，钢水质量得到明显改善，在保证钢带质量与力学性能的同时，大幅度降低了０８Ａ１钢脱氧合金化成本，取得了明　显的经济效益，开拓了产品市场。　关键词：０８ＡＬ；脱氧合金化；效果　Ｔｈｅ　Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｄｅｏｘｙｇｅｎａｔｅ　Ｔｅｅｈｎｉｃｋｓ　ｆｏｒ　Ｓ０８ＡＬ　Ｌｉ　Ｘｉａｎｇｐｉｎｇ，Ｚｈａｎｇ　Ｈｏｎｇｙｕ，Ｌｉ　Ｇａｎｇｌｉ，Ｈａｎ　Ａｉｌｉ　（Ｔａｎｇｓｈａｎ　Ｊｉａｎｌｏｎｇ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｃｏ　Ｌｔｄ，Ｚｕｎｈｕａ　Ｈｅｂｅｉ　０６４２００　Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓ￣ａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｔｅｅｌ—ｍａｋｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　Ｊｉａｎｌｏｎｇ’ｓ　ｆｏｒ　Ｓ０８ＡＬ，ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｏｆ　ｄｅｏｘｙｇｅｎａｔｅ　ａｐｐｌｙｉｎｇ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｂｅｆｏｒｅｈａｎｄ　ｍａｎｇａｎｅｓｅ—ａｌｕｍｉｎｕｍ—ｉｒｏｎ　ａｌｌｏｙ　ｗｉｍ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｗｉｅ　ｒｅｇｕｌｒａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｃｈａｎｇｅｄ　ｉｎｔｏ　ｕｎｉｔｉｎｇ　ｍｉｄｓｔ—ｃａｒｂｏｎ　ｍａｎｇａｎｅｓｅ—ｉｒｏｎ　ｗｉｔｈ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｗｉｅ　ｅｎｄｉｒｎｇ　ｄｅｏｘｙｇｅｎａｔｅ．Ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｅｓｔ　ｅｓｕｌｒｔｓ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｐｒｏｖｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｗａｓ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｏｂｖｉｏｕｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｓｔ　ｗａｓ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｗｉｈ　ｔｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ　ｅｎｓｕｒｅｄ　ａｔ　ｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｔｉｍｅ．　Ｔｈａｔ　ｈａｖｅ　ａｃｈｉｅｖｅｄ　ｅｍａｒｋａｂｌｅ　ｒｅｃｏｎｏｍｉｃ　ａｎｄ　ｏｐｅｎｅｄ　ｕｐ　ｍａｒｋｅｔ．　ＫｅｙＷｏｒｄｓ：Ｓ０８ＡＬ；ｄｅｏｘｙｇｅｎａｔｅ；ａｌｌｏｙ；ｒｅｄｕｃｅ　ｌ引言　近几年，国内各行业对冷轧产品需求旺盛，但冷　２试验工艺及试验方法　２．１工艺路线　０８Ａ１钢脱氧合金化工艺的优化试验工艺路线　轧产品供应能力相对不足，产品品种和质量等方面　均不能满足市场需求。冷轧产品大量依赖进口，特　别是对冷轧中宽带需求巨大。唐山建龙实业有限公　司为了适应市场的需求，于２００５年４月成功开发　为：转炉冶炼出钢时向钢包内加入中碳锰铁　一在吹氩站喂入铝线并底吹氩一板坯连铸铸坯一　加热炉。　２．２试验方法　０８Ａ１。为了简化脱氧合金化工艺，减少合金种类，在　出钢过程中采用了比重较大、吸收率较高的锰芯铝　铁（Ａ１：２５％、Ｍｎ：４８％）与铝饼脱氧，在吹氩过程中　喂铝线微调成份Ａ１Ｓ，铝耗累计平均为２．３ｋｇ／ｔ钢　（即含铝２５％的锰芯铝铁消耗量为６．Ｏｋｇ／ｔ钢，铝饼　消耗为０．４５Ｋｇ／ｔ钢，铝线消耗为０．１５　Ｋｇ／ｔ钢），铝　０８Ａ１钢脱氧合金化采用中碳锰铁与铝线替　代原工艺中锰芯铝铁、铝饼、铝线。即待钢水出至　１／４时，将中碳锰铁用合金小车通过合金溜槽加入　钢包内，出钢完毕，将钢包开到吹氩站，定氧，根据　氧活度决定一次铝线加入量，用喂丝机将直径为　ｌ　０ｍｍ的铝线以６ｍ／ｓ的速度垂直钢水表面喂入钢　的损耗较大且脱氧合金化成本较高，且不能满足高　级别冷轧冲压用钢与连铸大批量生产的要求，因　包内，吹氩２ｍｉｎ后取过程钢样分析［Ａ１Ｓ１，再根据　结果进行二次喂线，以保证钢中『Ａ１Ｓ］达到钢种所　要求的精度。　此，优化脱氧合金化工艺，减少０８Ａ１钢的吨钢铝　耗，降低脱氧合金化成本，显得十分必要。　堡　塑——　燕　ｍ　维普资讯 http://www.cqvip.com ３试验结果与分析　３．１合金吸收率与合金成本对比　３．１．１优化前　３．３钢中气体ｌ［０］、［Ｎ］　连铸中包内钢水与铸坯中的Ｔ［Ｏ］、［Ｎ］分析　结果见表３，从表３可看出，钢材中的气体含量不　高。优化后，０８ＡＩ钢带总氧含量平均值２１．２×１０　，　下降１．６×１０　，氮含量平均值为２７．２×１０　，下降　８．６×１０　，采用喂丝工艺的０８ＡＬ全氮含量甚至能　够小于２０￣１０　，钢材的气体符合品种纯净度要　在出钢过程中加锰芯铝铁与铝饼预脱氧，则　脱氧后的钢水由于受出钢钢流的冲击，部分脱氧　后的钢水裸露氧化，导致钢水中的部分ＡＩＳ氧化　成Ａ１：Ｏ　，另外铝饼比重较轻，在出钢过程中易漂浮　于钢包内钢水表面，易被钢水表面的钢渣吸收，因　求。　而增加了铝耗，故吸收率偏低。由于钢水终点情况　表３中包钢水与钢带总氧与氮含量（×１０　波动较大，钢水成分不易控制造成此操作方法复　炉号中包Ｔ［Ｏ］　钢带Ｔ［Ｏ］　中包ＩＮ］　钢带［Ｎ］　杂，增加了员工的劳动强度。　３．１．２优化后　在出钢过程中不加铝进行脱氧，仅在吹氩站　将铝线以线速６ｍ／ｓ垂直钢水表面喂入钢包内，通　过喂入铝线达到钢水脱氧与成份ＡＩＳ的要求，避　免了出钢时铝的氧化，使铝的损失降到最低，有效　优化前　　一降低了铝耗及劳动强度。经过优化后，我厂０８ＡＩ　１　２３　２２　２５　２７　。４　。２　２８　１９　１８　１９　的铝耗为１．６５ｋｇ／ｔ钢，优化前后合金吸收率对比见　陶　优３　３２　２２　２６　２８　表１。　６　５　２　３　２　２　３　３　６　８　１　５　Ｏ　化　４　．　３Ｏ　２２　３５　３７　庙　５　３３　ｌ９　２７　２９　表１优化前后合金吸收率对比　６　３４　２３　２４　２３　平均　３０　２１．２　２５．８　２７．２　５２　１８　２３　２５　２４　２　２．　３．４金相检验　金相检验结果见表４。从表中可以看出，钢材　根据表１可得：优化后比优化前铝的吸收率　３　２　３　３　３　４　的硫化物非常少，硅酸盐夹杂基本上没有，钢材的　４　提高４．３％，锰的吸收率下降３％，因优化后出钢过　晶粒度也达到了要求，只是偶尔存在一些外来夹　程未进行钢水预脱氧，则锰的吸收率下降。　杂，这是生产过程中控制波动造成的，总体来说，　３．２优化前后锰的加入量及钢带力学性能对比　５　Ｏ　Ｏ　４　２　４　经过合金脱氧方法优化后，钢材的金相组织完全　．　将０８ＡＩ钢成份Ｍｎ由原来目标０．３０％降至　满足０８ＡＬ钢的质量要求。　０．２２％，则中碳锰铁消耗量由４．０　ｋｅｄｔ钢降至　３．５经济及社会效益分析　３．０ｋ　钢，吨钢中碳锰铁成本下降，优化前后钢带　优化后工艺与优化前工艺吨钢成本的比较见　力学性能对比见表２。从表２可看出，０８Ａ１钢Ｍｎ　表５，由表５可见。转炉应用在吹氩站用铝线进行　成份下调后抗拉强度下降２３ＭＰａ，延伸率增加　脱氧与合金化新工艺冶炼０８Ａ１钢，吨钢降低合金　１．８％，明显增加了产品的冷轧与冲压性能，保障了　消耗成本２１元，效益可观。　下游客户的产品质量。　截止到目前为止唐山建龙可为市场提供６０　表２优化前后０８ＡＩ钢带力学性能对比　＾　垒蔓兰塑＿　维普资讯 http://www.cqvip.com 表４　０８Ａ１钢脱氧合金化优化前后金相结果对比　表５　０８Ａ１钢脱氧合金化优化前后吨钢合金成本对比　Ｆ降８．６ｘ　１０　。　合金　用量／ｋｇ锰芯器铁　６　０　垡　成本／元６６　用量　成本　元成本／元　（３）钢的金相组织、晶粒度和金相夹杂的检验　结果均正常，表明新脱氧合金化工艺的应用对钢的　内在质量明显提高。　铝饼　铝线　Ｑ　４５　Ｑ　１５　９　３　７８　１．６６　３　０　３３　２４　５７　－２１　中碳　跌　合计　（４）脱氧合金化优化后钢的力学性能与优化前　对比，由于Ｍｎ成份下调后抗拉强度下降２３ＭＰａ，　延伸率增加１．８％，且与国家标准要求相比有较大　万吨以上优质０８ＡＬ钢带，凭借质量与价格优势，　产品分布于中国各地及世界部分地区。　富余量，增加了产品的冷轧与冲压要求。　（５）应用铝线脱氧与合金化冶炼０８Ａ１钢，能获　得可观的经济与市场效益，有很大的推广价值。　４结语　（１）转炉在吹氩站用铝线进行脱氧与合金化新　工艺冶炼０８Ａ１钢可使钢中的锰、铝元素获得较稳　定的收得率，在工艺上是可行的。　（２）应用铝线脱氧与合金化冶炼０８Ａ１钢，可使　参考文献　［１］干勇，姜起华，等．炼钢一连铸新技术８００问．北京：冶金工业出　版社，２００３　［２］成国光，姜周华，等．新编钢水精炼暨铁水预处理１５００问．北　京：中国科学技术出版社，２００７　钢带总氧含量平均值下降１．６×１０　；氮含量平均值　（上接第１２页）　３结论　（１）挤压使得ＡＺ３１镁合金发生动态再结晶，　挤压温度增大，合金晶粒长大，导致强度和塑性都　下降。　２００３．（４）：３００－３０６　【２】张宝红，张星，王强，张治民，李保成．塑性变形对铸态ＡＺ３１镁　合金组织和性能的影响．材料工程，２００５，（５）：４５４８　［３】Ｒ．Ｋｒｉｓｈｎａｍｕｒｔｈｙ，Ｙｉ　Ｌｉｕ，Ｘｉｎ　Ｗｕ．Ｔｈｅ　Ｆｏｒｍｉｎｇ　ｏｆ　Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ　Ａｌｌｏｙｓ：Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ａｎｄ　Ｓｉｍｕｌｍｉｏｎ．Ｍａｇｎｅｓｉｍ　Ｔｅｃｈｎｏｌｕｏｇｙ　２００４，Ｅｄ．　ＢｙＡｌａｎ．Ａ．Ｌｕｏ．ＴＭＳ，２００４：５１—６０　（２）随着挤压比的增大，合金的晶粒细化，抗拉　强度和延伸率都升高。　（３）在挤压比为３５，温度为２５０℃时，合金的　延伸率达到２５％，说明在在低温与大挤压比的共　同作用下，镁合金的韧性能有效地得到提高。　参考文献　【１】黄晓艳，周宏镁合金的研究应用及最新进展．材料与冶金学报　【４】Ｍｏｒｄｉｋｅ　Ｂ　Ｌ，Ｅｂｅｒｔ　Ｔ．Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｐｏｔｅｎ－　ｔｉａ１．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．Ｅｎｇ．２００１，Ａ３０２（１）：３７－４５　［５】张星，张宝红，张治民，等．变形参数对ＡＺ３１镁合金组织性能的　影响．热加工工艺，２００４，（４）：７－１　１　［６】王晓林，于洋，梁书锦，王尔德．热挤压工艺对ＡＺ３１镁合金晶粒　大小及性能的影响．材料科学与工艺，２００５，１３（６）：５６７－－５６９　【７】王强，张治民坯料温度对ＡＺ３１Ｂ镁合金反挤压成形的影响．材　料工程，２００６增刊（１１：３　ｌ０．３　ｌ２　囵星　皇　兰塑ｈｔ金ｔｐ：ｗ晨ｗｗ．ｊ世ｓｓｊｚｚ幂．ｃｏ