提高含硼钢冶金质量关键主要是控制钢中硼质量分数和抑制热处理过程中硼相的析出,保证钢中固溶硼(有效硼)质量分数稳定,首要问题就是精确控制钢中的微量硼质量分数,保证钢中硼质量分数的稳定。
提高和稳定硼的回收率,实现硼质量分数的精确控制
1.稳定并降低钢中的氧、氮质量分数
目前,电炉流程主要通过EBT电炉-LF精炼-CC连铸或EBT电炉-LF精炼-VD脱气-CC连铸这2种主体工艺流程生产含硼钢,由于综合采用电炉铁水热装、强化用氧、全程泡沫渣冶炼、无渣无钢、终点控制等技术,LF精炼强化脱氧、窄成分控制技术,VD脱气、连铸采全保护浇注技术等低氧、氮控制技术,降低并稳定了钢中氧、氮质量分数。
2.铝、钛质量分数的合理控制
当前电炉流程冶炼钢中氮质量分数一般在(40~80)&10-6,因此将钛质量分数控制在0.04%左右。
3.优化硼的加入制度
EBT电炉∃LF精炼∃VD脱气∃CC连铸工艺生产含硼钢一般是在VD脱气处理完破空后,再喂入铝、钛线后进行硼微合金化处理,易引起钢液温度的波动,如果控制不当将造成钢液的二次氧化,影响真空处理效果,短时间内硼在钢中也难以达到均匀分布等缺点。鉴于目前钢水经LF炉精炼后钢包顶渣氧化性降低,通过VD处理前的扒渣或改质处理,顶渣的溶氧量或氧化性进一步降低的实际,通过在LF炉精炼末期喂入适量铝线、钛线、SiCa线对钢水做终脱氧、固氮和变质处理,采用在VD脱气处理前加入硼铁或喂入硼铁包芯线进行硼微合金化处理,可以避免VD脱气处理完进行硼微合金化带来的温度波动、钢水二次氧化、影响真空处理效果等问题,有利于硼钢冶金质量的提高。
4.配备必要的在线监测装备,提高对过程参数的调控能力
配备钢水在线称量,钢水定氧、酸溶铝,渣氧的在线检测,钢水氢、氮的在线检测装备;以便对每炉钢水量、钢中氧、氮质量分数,炉渣的氧化性等做定量的在线分析,根据结果及时调整相关生产工艺参数保证硼回收率的稳定。
5.防止或减少硼相的析出,减轻硼相对含硼钢性能带来的不利影响
含硼钢的硼相主要是在钢材的热处理过程中沿晶界析出,在晶界沉积作为铁素体形核的中心,导致钢的淬透性显著下降,也是产生硼脆的根源,硼脆是硼结构钢生产中经常遇到的问题,将严重降低钢的冲击韧性。硼相的变化与钢中硼质量分数和热处理的工艺有关,控制硼相产生的关键是合理控制钢中硼质量分数,制定合理的热加工工艺和热处理制度。
