硫系易切削钢SAE1144生产难点在于：硫成分的稳定控制；钢中高硫含量降低钢液的表面张力，钢渣分离困难易造成钢渣混卷，形成表面和皮下缺陷，甚至造成漏钢。
1 SAE1144钢工艺流程和技术要求
苏信特钢采用的工艺流程为：100t DC EAF→出钢脱氧合金化、增碳及加渣料→100t LF精炼→100t VD精炼→5机5流280×320mm、240×240mm、160×160mm R10连铸机浇铸。
SAE1144初轧坯化学成分、非金属夹杂物要求见表1和表2。
表1 SAE1144钢的化学成分/%
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C
|
Si
|
Mn
|
P
|
S
|
|
0.42~0.47
|
0.15~0.30
|
1.45~1.65
|
≤0.025
|
0.24~0.30
|
表2 SAE1144钢的非金属夹杂物/级
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项目
|
A
|
B
|
C
|
D
|
|
粗
|
细
|
粗
|
细
|
粗
|
细
|
粗
|
细
|
|
技术要求
|
-
|
-
|
≤1.5
|
≤2.5
|
≤1.5
|
≤2.5
|
≤1.5
|
≤2.0
|
|
实测值
|
1.5~2.5
|
3.0
|
0
|
0.5
|
0
|
0
|
0.5
|
1.0
|
2 生产实践
2.1 100t 超高功率直流电弧炉
配加85%热装铁水＋15%优质废钢，全程高碱度泡沫渣操作，电弧炉出钢碳含量0.10%~0.30%，出钢温度1620~1680℃，出钢钢包温度≥1000℃，偏心炉底出钢严禁带渣出钢，炉内余钢20~25t；出钢过程加入合金、脱氧剂、增碳剂及渣料，加入200kg硅铁，过程辅以钢包底吹氩搅拌。
2.2 100t钢包精炼炉（LF）
钢包自由空间800~1000mm，升温速率3~5℃/min；加入硅铁粉、碳化硅粉予以渣面脱氧还原（表3），全程钢包底双透气砖搅拌工艺，精炼时间≥45min；采用少渣量及专用精炼渣系；45%~55%（CaO），15%~25%（Al2O3），15%~25%（SiO2），精炼中期按0.1%的[S]喂入硫磺线（前未限定钢水[O]），以达到炉渣中（S）接近饱和（未测硫回收率），精炼后期少脱硫或不脱硫，待精炼钢水温度、成分达到基本要求后，在调往VD真空处理前按钢中[S]0.28%喂入硫磺线。
表3 脱氧剂的主要成分
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脱氧方式
|
脱氧剂
|
主要成分/%
|
|
Si
|
SiC
|
Al
|
|
沉淀脱氧
|
硅铁
|
72.6
|
-
|
2.61
|
|
扩散脱氧
|
硅铁粉
|
72.5
|
-
|
1.21
|
|
氧化硅
|
-
|
95.0
|
-
|
2.3 100t VD真空精炼
66.7Pa真空下操作≥15min，钢包底吹氩压力0.15~0.25MPa，真空处理完毕弱搅拌≥12min。
2.4 连铸
浇铸铸坯断面280×320mm，连铸采用低过热度、弱冷、全程保护浇铸技术、液面自动控制技术等，中间包采用镁质涂料并预热烘烤，中间包液面加碱性中间包覆盖剂＋碳化稻壳；涉及中间包功能件全部采用Al-C质材料；钢水过热度20~35℃，拉速0.45~0.55m/min，二冷比水量0.18L/kg，采用结晶器电磁搅拌＋凝固末端电磁搅拌技术。
3 效果及铸坯质量分析
3.1 钢中硫含量控制
VD后硫含量一次命中率100%，钢中硫含量及渣系控制见表4。
表4 SAE1144钢中硫含量及精炼渣系组成和碱度
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[S]%
|
精炼渣系/%
|
碱度（R）
|
|
VD前
|
VD后
|
成品
|
CaO
|
Al2O3
|
SiO2
|
MgO
|
|
0.27~0.28
|
0.245~0.265
|
0.245~0.265
|
45~55
|
15~25
|
15~25
|
5~8
|
1.80~2.50
|
3.2 钢水可浇性
钢水浇铸过程整体正常，结晶器液面稳定，塞棒曲线基本平稳，稍有上升；钢水具有可浇性，浇铸过程曲线见图1。
图1 SAE1144钢水浇铸曲线
3.3 铸坯质量
SAE1144钢铸坯低倍组织均匀致密，疏松和缩孔均小于1.5级，未出现裂纹、皮下气泡、宏观夹杂等缺陷，铸坯经锻打成Φ40mm试样进行高倍检测，钢中氧含量、氢含量、各非金属夹杂物控制均满足协议要求。实测值见表2和表5。
表5 SAE1144钢铸坯低倍、气体含量
|
低倍组织/级
|
气体含量/10-6
|
|
中心疏松
|
缩孔
|
中心偏析
|
裂纹
|
皮下气泡
|
夹杂
|
[O]
|
[H]
|
|
1.5
|
0.5~1.5
|
0.5
|
0
|
0
|
0
|
14~15
|
1.3~1.5
|
4 结论
（1）采用少渣量，适当低碱度渣、高还原性、流动性好的精炼顶渣条件下，通过LF精炼过程的钢液增硫，使炉渣（S）达到饱和，VD处理后钢液硫含量控制稳定，避免了VD后钢液的再次增硫。
（2）严格控制钢水过热度、浇铸速度，采用弱冷实现慢速浇铸，采用复合电磁搅拌技术、全程保护浇铸、液面自动控制技术等，可获得质量良好的含硫SAE1144易切削钢连铸坯。
摘选自《特殊钢》2016年第2期
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