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铸钢钢液喂丝吹氩炉外精炼工艺介绍

发布日期:2016.12.19 |

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近年来随着铁路机车车辆的提速,对机车上铸钢件质量、品种、性能有了更高的要求,尤其对于走行部位铸钢件除在设计结构上予以加强外,对于铸钢件内在质量及耐久使用性均提出了新的要求。如车钩和摇枕、侧架技术条件中均对钢中[o]含量和夹杂物进行了严格规定。而改善铸钢件内在质量及耐久使用性的一种最可行的方法是采用钢液精炼技术。通过钢液精炼去除钢液中[0] , [N]气体含量和各种有害夹杂物,达到提高铸钢件内在质量的目的。

众所周知,影响铸钢纯净度的夹杂物来源主要有两类,其一是钢渣、型砂和耐火材料,属外来夹杂物;其二是钢中约80%的夹杂来自在氧化过程和脱氧剂在钢液中的化学反应产物。据统计铸钢件20%的直接成本消耗在清理与氧化物夹杂有关的缺陷上,控制夹杂物的数量、尺寸和化学组成是获得纯净铸钢的重要途径。

目前纯净铸钢的精炼工艺主要有氢气净化、钙线射入净化、AOD精炼工艺、VOD精炼工艺、LF钢包精炼工艺等。国内铸钢行业现主要采用炉外喂丝吹氢精炼、Al-Ca线喷射、AOD,VOD及LF精炼工艺等,这些工艺较适合于铸造生产中小容量电炉的精炼生产,考虑到铸钢厂生产环境和技术条件中对钢中[o]含量和夹杂物的要求指标,决定采用炉外喂丝吹氢钢液精炼工艺,以满足车钩和摇枕、侧架技术条件的要求。炉外喂丝吹氨钢液精炼基本原理及优点

炉外喂丝吹氨钢液精炼是一种炉外钢液精炼工艺,它是在出钢后,向带有透气砖的钢液包中喂入铝线或Si-Ca-Ba包芯线进行脱氧,同时通过陶瓷透气砖向钢液中吹人氢气净化钢液,由于透气砖装在钢包底部,吹氢气使钢水搅动,并形成小而分散氢气泡,这些气泡对于钢液中的H,O,N来说相当于一个真空室,可将他们带走,从而达到去气的目的。因此,钢包吹氢脱气原理与真空脱气是一样的,如从动力学条件来看,效果可能更加优越些。同时,氢气泡上浮引起钢液的搅动,能使钢液中分散的细小夹杂得到碰撞、集聚形成低熔点大颗粒夹杂并吸附于气泡的表面排出,从而提高了夹杂的上浮速度,达到净化的目的。

炉外喂丝吹氢净化钢液精炼主要优点是,使合金元素和脱氧产物分布均匀,偏析减少,除气去夹杂效果较好,温度均匀,减少钢包结底现象产生。有应用表明,在10t电弧炉熔炼碳钢和低合金钢时,采用氢气净化法可使[0]从1.2%1.4x10-2%下降至0.3%-0.5x10-2%。由于钢液净化和温度均匀,10t钢水可浇注20-30箱)铸件(时间持续40 min ),钢包无结底。同时,该法可减少和准确控制钢中A1含量,提高收得率(一般Al收得率达50%-80% )。

根据多年研究得出结论:

1)炉外喂丝吹氢钢液精炼技术的研制与应用,提高了车钩铸钢件质量,满足了70t级车辆的装车需要。

2)采用的喂铝线脱氧技术,可准确控制钢中铝含量,提高收得率,并减少加铝量,与常规冲铝脱氧相比,It钢液可节约铝0.9 kg,具有较好的经济效益。

3)该技术的研制成功,为今后铸钢摇枕、侧架生产,以及对质量要求较高的大功率内燃机车铸钢件的生产提供了技术支持与储备。

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