AOD炉炼低合金钢初步探索 前言 近年来，随着我国国民经济的快速稳定发展，钢铁工业产能快速增长，铝合金产量急剧增加，刺激了冶金、矿山设备的旺盛需求，这些行业是铸钢件的最大用户。铁路部门是铸钢件的第二大用户，从铁路客运车辆的多次提速低合金钢密度，到高速铁路客运专线的快速建设，大中型城市地铁项目的全面开工，以及对高速重型货运机车的需求；整个轨道交通基础设施建设投资必将增加对铸钢件的需求；除电站设备外，造船和工程机械行业也是铸钢件的重要用户。此外，随着石油钻井和炼油设备的增加和管道运输的发展，对阀门和泵类铸钢件的需求日益增加。类似高品质、高附加值的应用，铸钢件的场合很多，不胜枚举。国内外市场对高附加值铸钢件的需求量很大。近年来，我公司在石油化工泵、阀门、工程机械和轨道交通。.优质铸钢件的基本概念：如前所述，现代优质铸钢件主要应用于冶金、矿山、轨道交通、电站、石油化工等重要领域。铸钢件的安全性，稳定性要求高，从化学成分、力学性能等方面全面细致的要求；表面质量；内部质量、夹杂物水平、焊补工艺、热处理工艺等；保存存档）。为保证铸钢件的高可靠性和高安全性，对稳定性的高要求，从化学成分、力学性能等方面全面细致的要求；表面质量；内部质量、夹杂物水平、焊补工艺、热处理工艺等；保存存档）。为保证铸钢件的高可靠性和高安全性，对稳定性的高要求，从化学成分、力学性能等方面全面细致的要求；表面质量；内部质量、夹杂物水平、焊补工艺、热处理工艺等；保存存档）。

超标限CSN18；（P<0.016S<0.015表面粗糙度；GB/T6060.1(/III)；MASS-SP-55湿法荧光磁粉（MPI）100% GB/ T9444-2007(:1992)渗透检测(PT) GB/T9443-2007(:1992）全身或关键部位RTGB/T5677-2007(:1987）常用超声波探伤(UT) GB/T7233(;-1/2）热处理原始记录定期炉温均匀性测定缺陷修复有严格要求(必须进行焊接工艺评估；重大缺陷需客户认可)；关键部位的热处理，不允许包括焊接在内的热史。一般纯铸钢（碳钢和低合金钢）应控制在总[S]+[O]（或[N]）小于15010 -6 级，[O]小于6010-6，夹杂物GB/10561-89（A硫化物、B氧化物、C硅酸盐、D球形和点状氧化物）一般认为小于8微米。显然普通电炉冶炼已不能满足优质铸钢件的要求；高纯钢水可采用钢包吹氩、钢包进料线净化、感应炉氩气净化（底吹氩和炉口氩气保护）、真空感应炉精炼、氩氧炉AOD()精炼、钢包LF()精炼、VOD()精炼、电渣铸造精炼等现代技术措施实现。显然普通电炉冶炼已不能满足优质铸钢件的要求；高纯钢水可采用钢包吹氩、钢包进料线净化、感应炉氩气净化（底吹氩和炉口氩气保护）、真空感应炉精炼、氩氧炉AOD()精炼、钢包LF()精炼、VOD()精炼、电渣铸造精炼等现代技术措施实现。显然普通电炉冶炼已不能满足优质铸钢件的要求；高纯钢水可采用钢包吹氩、钢包进料线净化、感应炉氩气净化（底吹氩和炉口氩气保护）、真空感应炉精炼、氩氧炉AOD()精炼、钢包LF()精炼、VOD()精炼、电渣铸造精炼等现代技术措施实现。

必须看到，纯铸钢及其精炼技术是当前铸钢技术发展的重要方向。当然，获得洁净钢水和优质铸钢件的方法有很多，还需要配合其他工艺条件、炉料管理和清理；浇注过程控制；钢水过滤技术；砂技术；热处理等。但是，这里只讨论 AOD 冶炼工艺技术。由于种种原因，迄今为止，精炼工艺很少用于生产优质铸钢件，尤其是低合金铸钢件。我公司于2008年投资建设3吨AOD()精炼炉，冶炼钢种： ；CF8M；CF3M；; 这里只讨论低合金钢铸件的AOD冶炼实践。AOD炉体及工作层内衬材料 AOD氩氧炉主要用于冶炼不锈钢，近年来已扩展到生产碳钢和低合金钢。AOD氩氧炉精炼工艺对耐火材料的影响如下： 为了将钢中的碳降低到极低水平（<0.01%），精炼温度需要在1710℃以上-1720，产生较大的热应力，引起热剥落和结构剥落；渣变成碱度很低的酸性渣（B0.5）。脱硫期需要高碱度的渣（B>3.0））。在精炼过程中，耐火材料被碱度范围宽的碱酸渣侵蚀；大量氩气和氧气注入，钢水和炉渣剧烈搅拌，水口和水口区耐火材料被侵蚀特别严重；AOD炉间歇运行，炉衬工作面热冲击大。

因此，AOD炉用耐火材料应具有良好的抗热震性、抗机械磨损性、抗侵蚀性、组织致密、强度高等特点。AOD内衬材料主要有两种：镁铬合金和白云石。镁铬耐火材料具有高温强度高、对中低碱度熔渣具有良好的耐腐蚀性能等优点。但受高碱度脱硫渣侵蚀严重，抗热震性较差。废砖污染环境，价格昂贵。白云石砖可以克服上述缺点。随着冶炼操作过程中造渣系统的改进，AOD炉已倾向于使用白云石耐火材料，化学成分、物理性能、MgOCr表观气孔率MPa0...51< @6.452.7515.050..0 材料高温强度高，抗热震性好，抗渣侵蚀能力强，更适合间歇性冲刷生产。使用该材料根据工况对工作层实施异型砌筑后，AOD炉龄可达30炉左右。（2）AOD炉必须在砌筑完成后进行烘烤。就是烘烤半复合镁铬砖中的水分，使其缓慢相变至完全。烘烤过程见表2 . 温度范围 ( ) 升温速率 (/h) 保温时间 (h) 保温温度 () 0----1508- (2）我们主要关注低合金钢冶炼，附不锈钢冶炼，考虑到考虑低价，

化学成分% 体积密度/g.cm 温度和抗压强度/.50.30.70.22..780.470.780.162.9512.炉镁白云石工作层烘烤工艺温度范围（）升温速率（/h）保温时间（h）保温温度（）0-- -1508- 炉衬寿命也可以达到20年左右。 2.控制系统日本横河电机 3.供气和分配系统 4.感应炉熔炼除尘系统和AOD精炼的前提是完成先在感应炉内熔化钢水，使钢水温度达到AOD精炼条件。（1）感应炉无氧化熔炼要求：熔炼温度提高到1600以上，并取整个样品进行分析。并根据分析样品进行合金化。调整成分控制在0.9-1.2；Si0.2-0.3; Mo、Ni、Mn控制在中下限，Cr为残留控制，各种残留元素低于标准要求。（2）预热到1650-1700，插入铝0.1%，在中间包上敲钢。（3）中间包使用前必须烘烤到800以上，称重，与钢水混入 AOD 炉，秤 倒空钢包，计算钢水净体积。 2. AOD炉精炼工艺控制 冶炼低合金钢的工艺和冶炼不锈钢的工艺区别在于，低合金钢的冶炼工艺只相当于不锈钢冶炼的前两个阶段，没有第三阶段。Cr铁的强制脱碳工艺和还原工艺。

低合金钢冶炼的难点在于碳值的控制和温度的匹配。每种钢种都要摸索资料，找到规律，使碳值成分合格时，温度要适宜放行。碳钢和低合金钢精炼过程控制表明，AOD精炼操作过程的控制是精炼的关键，必须完成钢水的脱气、去夹杂、脱氧、加热、微合金化等任务。全部打开，混合气袋压力达到0.45Mp左右。预装3%生石灰；烤箱烤3小时，确保工作层烤红。将炉体旋转至-5~7的倾角，打开主O，开炉开始吹气（混合气袋压力至少0.3Mp才能开炉，否则有烧枪的危险）。此时混合气袋的压力为0.8~0.9Mp。这样做5到10分钟。根据化学成分和温度计算耗氧量如下：[(Si %)W0.0148]-[(C%-0.15)W0. 148 ]+0.25W0.011Si 入炉钢水重量（Kg） 当吹炼含碳量达到0.2~0.3%时低合金钢密度，取样测温拔渣，萤石调节渣的粘度，适当减少氧气，防止温度过高，直到便于取渣为止。阶段无吸入氧化。吹制后样品光谱分析，加增碳剂根据结果调整碳值，继续吹制，目标温度1700，碳值0.15%。如果温度低，则需要加热操作：添加加热混合物Al加热（1700-测量温度+30）0.7 加热Al2.20加热Al 1.15 吹氩5分钟左右，摇动开炉取样，测温，加入硅钙粉和硅钙块，保持炉内还原气氛，等待取样结果。碳值为 0.15%。如果温度低，则需要加热操作：添加加热混合物Al加热（1700-测量温度+30）0.7 加热Al2.20加热Al 1.15 吹氩5分钟左右，摇动开炉取样，测温，加入硅钙粉和硅钙块，保持炉内还原气氛，等待取样结果。碳值为 0.15%。如果温度低，则需要加热操作：添加加热混合物Al加热（1700-测量温度+30）0.7 加热Al2.20加热Al 1.15 吹氩5分钟左右，摇动开炉取样，测温，加入硅钙粉和硅钙块，保持炉内还原气氛，等待取样结果。

摇动炉子，吹氩大约半分钟到一分钟，使合金熔化，成分均匀。测温，应在1620-1640轻敲温度，钢包中加入硅钙脱氧剂。取整个成品样品进行分析。浇注口直径为45mm；浇注温度为1550-1580。备注：低合金钢可脱P，若要脱P，需在炉底加入公斤级纯石灰。混合钢后，根据钢水的温度吹少许空气。，拔渣后加入石灰和少许萤石，吹少许风后再拔渣；相同的操作过程可以连续进行2~3次，将P降低到0.01%，然后继续正常吹气。注意减少后P会上升到一个部分，大约0.005~0.01%。如加入冷料，在氧化期加热阶段加入，待温度达到1550~1600度左右时加入冷料。要看冷料的成分是否需要加硅铁加热。不宜过早加入，以免粘在炉壁上不熔化。

最后，还原吹氩后的取样和加料一定要快，因为此时温度下降很快，以防温度过低反吹。效果评价1.力学性能要求抗拉强度PSI屈服强度PSI伸长动态撕裂51 14 30 20 2.产品钢化学成分要求.2-0.30.3-0.8 1.1-1.6 0.035 0.035 0.4-0.@ >6 < @0.3-0.6 0.2-0.4 微观夹杂物分析 AB 级感应炉冶炼 2-3 稳定提高一级 KV 力学性能 GB/T229-2007同等强度水平下，韧性明显提高。报告编号 样品编号 KV 备注--11 -3 (< 仅进行了一次炉衬寿命的冶炼实践。只是初步体验，数据量还很小。请同行高手指正。谢谢。参考文献高泽平、平。“炉外精炼”。冶金工业出版社张成明等。高强低合金钢AOD精炼工艺及应用[J]. 《机械研究与应用》Vol 20 No5 2007-10