高氧搪瓷钢冶炼连铸实践

马 鹏， 谢桂强， 卢 乐

（新余钢铁股份有限公司， 江西 新余 338001）

搪瓷钢属于专用冷轧钢板，客户采购搪瓷钢，在表面上喷涂釉料，经过高温烧制，制作成热水器内胆、电饭锅内胆、炒锅、浴缸、加热炉等搪瓷产品。搪瓷钢广泛用于家用电器和工业等方面。搪瓷钢要求耐高温、耐高压、耐腐蚀、易清洁、易冲压、易喷涂，对内在性能、表面质量要求均高，有些指标彼此矛盾，开发难度很大[1]。

搪瓷钢是高风险产品，一种名叫“鱼鳞爆”的表面缺陷尤为“致命”[2]。目前国内主要通过在低碳钢中添加合金提高抗鳞爆性能。国内目前有大型钢厂通过提高钢水中自由氧含量生产搪瓷钢。高氧含量浇铸常规连铸存在技术难度，为解决这一问题，现有技术中，一方面可采用模铸方法生产，但生产效率低，且铸坯容易产生组织不均匀、杂质多等问题；另一方面可降低钢液氧含量减轻沸腾，一般氧含量（质量分数）控制在50×10-6以下，但不能达到钢板部分性能要求，同时还存在氧含量控制范围不稳定的问题。因此，需要开发一种适用于连铸生产、氧含量稳定可控的冶炼方法。

1 钢种成分要求

高氧搪瓷钢的成分见表1。

表1 高氧搪瓷钢的成分要求 %

工艺流程：根据成分要求，通过对各个工序能力的评估，按照KR-BOF-RH-CC 流程组织生产。

2 生产过程控制

2.1 铁水预处理脱硫

硫含量有下限要求，KR 脱硫不需要脱到最低的0.002 0%，钢种要求上限0.03%，入炉w（S）控制在0.02%～0.03%可满足钢种要求，同时可通过添加合金调整硫含量，控制铁水w（S）小于0.03%入炉可满足生产要求，避免硫含量波动，入炉铁水扒渣处理。实际铁水成分如表2。

表2 入炉铁水成分 %

2.2 转炉冶炼

转炉工序按照低碳钢的冶炼要求，控制出钢w（C）小于0.06%，考虑出钢过程碳氧反应，可将出钢w（C）按照0.03%～0.08%控制。避免钢水过氧化，影响RH 结束精确控制氧含量。w（O）在（300～800）×10-6较合适。终点磷满足钢种要求，考虑后续钢水氧含量较高可不考虑回磷，出钢渣洗工艺可以脱磷。出钢w（P）按照小于0.025%控制。转炉终点成分见表3。

表3 转炉终点成分和温度

2.2.1 脱碳

高氧搪瓷钢带氧浇铸，需要控制碳含量越低越利于浇铸过程的平稳，RH 炉需要控制良好的脱碳条件。真空时间需要延长，控制如下页表4。

2.2.2 氧含量控制

含氧钢水浇铸有相关的报道，但是没有指导性的文献，钢水氧含量的高低与成品全氧含量也没有相关的计算公式，根据铝镇静钢铸坯全氧检测数据，一般w（O）在（30～70）×10-6之间，与钢水夹杂物的含量有关，带氧浇铸钢水，夹杂物产生较多，按照上限考虑，控制出站钢水自由w（O）为（140～180）×10-6。过高风险较高，按照低控制。RH 炉采用分步脱氧。RH 脱C 结束后，第一次加铝预脱氧，目标游离w（[O]）为（200～300）×10-6（可以分批脱氧），加铝后环流2 min 后测游离[O]，之后加入金属锰和FeB，以及加铝进一步微调游离w（[O]）至目标值160×10-6。脱氧数据如表5。

表4 脱碳参数表

表5 脱氧过程 ×10-6

为保证钢水等待过程和浇铸过程氧含量的稳定，中间包，钢包使用的耐材的w（C）要控制，一般耐材w（C）在0.09%左右。这样的碳含量不能满足使用要求，过程增碳，同时氧含量不稳定。浇铸高氧搪瓷钢选用无碳刚玉钢包，中包耐材选用涂料，控制w（C）小于0.03%。覆盖剂选用无碳覆盖剂，成分见表6。

表6 覆盖剂成分和温度

2.3 连铸

2.3.1 碳含量的控制

钢水浇铸前的w（C）控制在20×10-6以下，碳含量高时连铸结晶器内会有反应，钢水沸腾。保护渣中碳含量需要控制，碳高时会与钢水中的氧反应造成钢水翻腾。浇铸使用的保护渣见表7。

表7 保护渣成分表

2.3.2 钢水温度

带氧钢水散热快，钢水温度低时，液面结冷钢严重，影响保护渣溶化，中包浇铸温度要按照1 565～1 575 ℃控制。

2.3.3 拉速

拉速要高，受铸机和二冷水的限制，拉速按照1.15～1.25 m/min，可减缓了结晶器结冷钢。

2.4 铸坯检验

铸坯冷却后，对铸坯进行修磨检查，修磨后铸坯角部气孔严重，如图1，图2，铸坯需要角部修磨。

图1 铸坯角部严重气孔

图2 铸坯角部一般气孔

2.5 铸坯全氧含量

取铸坯样，加工后，通过三气分析仪检测得到铸坯全氧含量，如表8。

表9 铸坯全氧含量（质量分数） ×10-6

由以上数据回归得到：

铸坯全氧=214+0.376×钢水自由氧，次公式可作为后续冶炼铸坯全氧的计算公式，逐步完善回归公式。

3 结论

1）钢水中氧含量（质量分数）在控制在（150～200）×10-6，w（C）小于0.002 0%，可以进行连铸。

2）高氧搪瓷钢需要高过热度浇铸，过热度低时结晶器结冷钢严重。

3）铸坯全氧与钢水自由氧存在正相关关系。