宗 健

(中原特鋼股份有限公司，河南454685)

CK55B鋼硼含量的控制

宗 健

(中原特鋼股份有限公司，河南454685)

通過保持LF精煉渣的堿度，調(diào)整VD前鋼液中Al含量，在VD前5 min加硼鐵，在67 Pa真空度下保持12 min以上，VD后直接澆鋼,可以使硼的的收得率穩(wěn)定在40%～65%。

CK55B鋼；硼含量；收得率

硼在鋼中的最大作用是只需極微量即可顯著提高淬透性而取代大量合金元素，另外還可改善力學性能、冷變形性能、焊接性能及高溫性能等。在低、中結(jié)構(gòu)鋼中微量硼(0.001%)就可以成倍的提高淬透性。硼原子主要分布在晶界上，對強化晶界起著重要的作用[1]。

1 CK55B鍛件技術(shù)要求

CK55B鋼化學成分要求見表1。

表1 CK55B鋼化學成分(質(zhì)量分數(shù)，%)Table 1 Chemical composition of steel CK55B (mass fraction，%)

表2 硼鐵的化學成分(質(zhì)量分數(shù)，%)Table 2 Chemical composition of ferroboron (mass fraction，%)

2 生產(chǎn)試制方案

根據(jù)產(chǎn)品特性及我公司設(shè)備特點，最終確定產(chǎn)品的試制方案： EBT電弧爐冶煉→LF精煉→VD真空精煉→鑄錠。

采購合適的硼鐵，我廠使用的硼鐵的化學成分見表2。

3 試制工藝難點

硼與氮和氧都有較強的親和力。在LF精煉過程中，硼可與氮、氧反應(yīng)生成化合物。因此，為保證鋼中酸溶硼的含量，應(yīng)盡量減少鋼中的氮、氧含量[2]。

為確保CK55B鋼中的硼含量在0.001%～0.002%范圍內(nèi)，首先，必須調(diào)整合適的工藝參數(shù)，保證硼的命中率；其次，盡量減少鋼中氧和氮的含量。這兩個方面是試制過程中應(yīng)該考慮的主要問題。

4 產(chǎn)品試制

針對以上兩個要點，制定工藝試驗方案如下：

(1)入爐原料中返回碳素鋼料頭與生鐵的量占爐料總量的60%～80%。配料時不允許加入渣鋼等雜亂廢鋼。電弧爐熔清第一個樣分析結(jié)果為：As≤0.02%，Sn、Pb≤0.015%。

(2)電弧爐開始氧化，碳≥0.80%，氧化溫度≥1 550℃，脫碳量≥0.40%。出鋼條件：終點[C]≥0.30%、P≤0.012%，溫度≥1 630℃，殘余元素含量符合標準要求。通過控制起始氧化溫度、脫碳量，最大限度去除鋼中的有害氣體和夾雜物。

(3)電爐出鋼前鋼包中加入復(fù)合脫氧劑進行沉淀脫氧，可有效去除Al2O3和SiO2等非金屬夾雜物，降低鋼中的氧含量。加入造渣材料和高效脫硫劑，最大限度去除鋼中的硫，并為LF爐脫硫創(chuàng)造有利條件。

(4)LF爐精煉就位后，按(1.0～2.0) m/t喂入鋁線，送電加熱后用碳粉、硅鐵粉脫氧。在白渣下充分攪拌后，取第一樣分析。取一次樣后，根據(jù)成分分析結(jié)果，將鋼液中Al含量調(diào)整到0.015%～0.030%范圍內(nèi)。再送電5 min后按100%回收率加硼鐵，調(diào)硼含量至0.003%，并弱攪拌3 min～5 min。為了增強還原渣的脫硫、脫氧能力，規(guī)定使用的精煉渣主要成分見表3，其熔點為1 332℃，水分低于0.39%。根據(jù)一次樣分析結(jié)果，調(diào)整鋼液中的C、Si、Mn含量，在真空脫氣處理前加入硼鐵。

表3 精煉渣成分(質(zhì)量分數(shù)，%)Table 3 Composition of refining slag (mass fraction,%)

表4 CK55B鋼化學成分檢驗結(jié)果(質(zhì)量分數(shù)，%)Table 4 Test results of chemical composition for steel CK55B ( mass fraction，%)

表5 CK55B鋼硼元素收得率Table 5 The yield of boron in steel CK55B

(5)鋼水溫度合適后，入真空罐抽氣，在67 Pa以下真空度保持時間≥12 min。VD后直接澆鋼，出鋼溫度1 525～1 535℃，出鋼前弱攪拌≥5 min。注意，軟吹氬時不得裸露鋼水，不得大氬氣量攪拌降溫。溫度合適，即可出鋼進行澆注。

5 試制結(jié)果

(1)CK55B鋼化學成分檢驗結(jié)果見表4。

從表5可看出，S元素控制較好，平均在0.004%。說明鋼液脫氧良好，有效保證硼的穩(wěn)定收得率，并且鋼中硼元素的命中率達到了100%。

(2)硼的收得率=鋼液量(kg)×成品硼含量/[加入硼鐵(kg)×硼鐵中B含量(%)]。CK55B鋼中硼的收得率統(tǒng)計情況見表5。從表5可以看出，試制生產(chǎn)中硼元素的收得率最高達到64.2%，最低達到40%，收得率在40%～65%范圍內(nèi)波動。

6 結(jié)論

通過有效控制鋼液的脫氧程度和將加硼鐵前的Al含量控制在0.015%～0.030%之間，可以使硼的收得率穩(wěn)定在40%～65%，硼含量的命中率達到100%。

[1] 章守華．鋼鐵材料學．北京：冶金工業(yè)出版社，1999.

[2] 黃?？荩撹F冶金原理．北京：冶金工業(yè)出版社，1990.

編輯 杜青泉

Control of Boron Content in Alloy Steel CK55B

ZongJian

The yield of boron can be stable among 40%～65% by means of keeping the basicity of LF refining slag，adjusting A1 content in molten steel before VD，adding ferroboron at 5min before VD, keeping more than 12 min under 67 Pa vacuum degree，and mould pouring after VD.

steel CK55B; boron content; yield

2013—10—15

宗健(1985—)，男，本科，助理工程師，從事煉鋼工藝技術(shù)。

TG142.1+3

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