提高S43BCH钢硼回收率的工艺技术研究

侯海龙，庞洪亮，孙 光，李伯超

(1.黑龙江省冶金研究所，哈尔滨150040;2.北满特钢北兴公司)

硼可以提高钢材的淬透性，钢中只要加入0.001%的硼就可以成倍提高钢材的淬透性。同时硼元素是一种非常活泼的金属元素，与氧的亲和力强，冶炼过程加入时，易氧化烧损。传统工艺采用投入法添加硼铁合金(含B≥20%)，收得率非常不稳定，回收率在30%～40%，同时钢材合格率仅能达到65%～70%。传统喂硼方式会面对两方面问题，首先，含硼钢中硼的质量分数非常低，一般下限控制在0.001%以内，成份控制范围0.001%～0.0025%左右，控制范围比较窄，冶炼操作稍有不甚，极易造成硼的质量分数超标;其次，人工加入硼铁时，虽然成品样中硼含量在控制范围之内，但钢中有效硼的质量分数不足，仍然会影响钢材的淬透性能。所以优化硼合金的喂入方式，才能保证含硼钢中有效硼的质量分数。

1 生产标准要求、工艺及试验数据

1.1 S43BCH标准要求

S43BCH钢种B的质量分数标准要求在0.0008%～0.0030%。

S43BCH钢种末端淬透性标准见表1。

表1 S43BCH末端淬透性标准

1.2 S43BCH含硼钢生产工艺

1.2.1 冶炼阶段BEF工艺

电炉工艺流程:原料→BEF→LF精炼→VD脱气→加硼合金芯线→CC连铸→连轧→精整→检查→入库

1.2.2 S43BCH钢的精炼工艺

(1)电炉冶炼工艺，出钢碳≤0.25%，P≤0.010%，出钢温度≥1 640℃。电炉出钢严禁下渣。

(2)在线按3.0m/t喂入铝线，精炼过程前期分批加入铝粉与碳粉混合物，加入量1～2kg/t，调制还原渣，精炼后期使用铝粉脱氧，白渣精炼时间大于15min。当S≤0.010%，温度≥1 620℃时，Al≤0.020%，钢液脱氧良好，吊包倒渣入VD炉。

(4)钢包入VD后，调整好氩气强度开始抽真空，当真空度达到67Pa，保持时间≥10min，尽可能开大氩流，提高钢水搅拌强度，确保脱气效果。

(5)破真空后取样，将氩气调小，加入30～50kg保温剂，根据钢样情况喂入铝线和碳线;软吹2～3min后，按吨钢2.5m喂入硅钙线;再加入100～150kg覆盖剂，软吹2～3min后不计烧损按0.05%加入钛铁;软吹2～5min后按成分喂硼线，速度设为120～130m/min，温度在1 570℃以上;总软吹时间≥15min。吊包温度:1 560～1 570℃。

1.3 S43BCH加硼合金芯线工业试验及试验数据

共进行10炉加硼合金芯线工业试验。试验在100t钢包中进行，真空后加入覆盖剂，首先，加入铝、硅钙进行脱氧;其次，加入钛进行固氮，最后向钢液中喂入硼线，喂线时间约20s。喂硼线反应平稳，无喷溅，喂线过程中同时软吹氩。

试验炉次的各化学成分均达到钢种的要求，硼的质量分数平均0.00185%，在标准中限范围。S43BCH钢种的试验收得率数据见表2。

表2 S43BCH收得率

S43BCH试验钢种的淬透性检验结果见表3。淬透性均达到质量标准。

表3 S43BCH淬透性结果

通过工业试验数据结果证实，用硼合金芯线代替硼铁冶炼含硼钢，当平均喂线速度设定在120～130m/min，平均喂线温度≥1 570℃时，钢种S43BCH取得B的平均收得率为88.62%，加硼效果非常显著，不但提高了B的收得率，而且硼的回收稳定。钢种S43BCH的B的质量分数最高为0.0020%，最低为0.0016%，平均值为0.00185%;钢中含硼波动小，这对冶炼含B范围窄的出口钢种极为有利。

2 结语

通过本试验可以看出，冶炼硼钢，采用合金芯线技术，操作简便，易于掌握，便于管理。将硼合金芯线技术纳入生产工艺后，对硼平均喂线速度设定在120～130m/min，平均出钢量≥95t，出钢温度≥1 600℃，平均喂线温度≥1 570℃，平均喂入28.8m时，硼合金回收率由传统方法的30%～40%，提高到目前的87.5%，而且合金收得率准确、稳定，很好地解决了微硼合金钢中硼的质量分数难控制的问题。出口微硼合金钢的淬透性合格率由原来的65%～70%提高到98.5%以上。采用合金芯线工艺后，大幅度提高了含硼钢中含硼的稳定性，大幅度提高了钢的淬透性等技术指标，提高了成品率，为企业带来了可观的经济效益。