巴钧涛 高建军 张文辉

(中国一重天津重型装备工程研究有限公司，天津300457)

大型优质锻件所需毛坯——大钢锭的冶金质量对产品合格率起着根本性的影响，而不同的冶炼方式和锭型参数又影响着钢锭冶金质量的高低。钢锭的冶金质量指标主要包括：洁净度、气体含量、均质性及缩孔、疏松等。中国一重曾采用两种不同的冶炼工艺生产了281 t和292 t钢锭，用它们制造的大型锻件出现了完全不同的检验结果。

1 技术要求及冶炼工艺路线

锻件力学性能要求为：屈服强度Rp0.2≥442 MPa、抗拉强度Rm=(552～670)MPa、延伸率A≥20%、断面收缩率Z≥45%，冲击韧性Akv≥72 J。非金属夹杂物按ASTM E45的规定进行评定，A类夹杂物：≤1.5级；B类夹杂物：≤1.5级；C类夹杂物：≤1.5级；D类夹杂物：≤1.5级。281 t锭型的冶炼工艺路线为电炉粗炼+LF炉精炼(VD)+中间包芯杆吹氩(LB3)，精炼时采用硅和铝脱氧，结果锻件出现探伤不合格。292 t锭型在炼钢过程中降低了硅含量，工艺路线改为电炉粗炼+LF炉精炼(LVCD)+真空浇注(VCD)，采用铝脱氧和真空碳脱氧相结合的方式，结果锻件探伤一次性全部通过。

2 冶炼方式对冶金质量的影响

2.1 钢液洁净度

钢液的洁净度主要由非金属夹杂物和残余元素所体现，不同的冶炼方式对非金属夹杂物有明显的影响，但对残余元素As、Sn、Sb、Co及Cu的影响不大。LF炉精炼中，非金属夹杂物通过斯托克斯定律[1]和氩气泡的浮选作用与钢液分离[2]。脱氧方法决定了夹杂物生成的种类、形状及大小。锻件前期采用硅和铝脱氧，其主要脱氧产物为二氧化硅、三氧化二铝和硅铝酸盐。其中，硅酸盐夹杂由于与钢水的润湿性较好，很难上浮[3]。……