45钢硬线盘条生产实践

2013-07-10尚明华

山西冶金 2013年4期

尚明华

（首钢长治钢铁有限公司，山西长治 046031）

中高碳硬线钢广泛用于加工钢丝绳、预应力钢丝、钢绞线、弹簧、胎圈等高强度钢丝，具有广阔的市场。首钢长治钢铁有限公司（以下简称长钢）为适应市场需要，开发了45硬线钢产品。为保证盘条的质量，在炼钢生产过程中必须采取相应的工艺措施，以降低钢中T[O]、T[N]及夹杂物含量，减少钢中夹杂物的危害及因钢中氮含量高导致的钢材时效硬化、蓝脆等现象［1］。

1 工艺流程及技术要求

1.1 工艺流程

硬线不但要求强度高，而且要求延伸、韧性好，以利于拉拔成为不同规格的钢丝。其质量取决于钢的化学成分及均匀性、钢的纯净度和铸坯的宏微观组织及其表面状况。为此，确定硬线钢工艺路线如下：

铁水→900 t混铁炉→80 t转炉→吹炼→挡渣出钢→包内脱氧合金化→LF炉精炼→五机五流方坯连铸机（全程保护浇注+电磁搅拌）→检验→入库。

1.2 技术要求

根据GB/T 699—1999优质碳素结构钢要求，确定硬线钢成分控制（见表1）。

表1 硬线钢成分控制 %

根据GB/T 4 354—2008优质碳素钢热轧盘条要求，其力学性能控制见表2。

表2 力学性能控制目标

2 冶炼生产操作

2.1 转炉冶炼工序

转炉工序主要目的是脱磷，为了更好达到脱磷效果，采用双渣冶炼工艺。

吹炼前期，要早化渣，化好渣，达到去磷硫的目的。第一批渣料加入约为总渣料的2/3，吹炼约5 min后加第二批渣料。终点控制采用高拉补吹工艺。终点碳：w（C）为0.08%～0.15%；终点温度：1 650～1 670℃；终点磷硫：w（P）≤0.020%，w（S）≤0.02%。炉渣终渣碱度：R＝2.8～3.2。脱氧合金化采用高碳锰配锰，硅铁配硅，脱氧合金化采用硅钙钡，按0.5～1.0 kg/t钢加入。挡渣出钢，控制渣厚≤70mm。钢包净空≥400mm。

2.2 LF炉精炼工序

为进一步降低钢中气体、硫以及夹杂物含量，提高钢水纯净度，对硬线钢进行LF炉精炼处理。

钢水到达精炼工位，调整氩气流量，精炼过程全程吹氩，根据不同阶段调整不同氩气流量。钢包到LF 站后强吹氩3 min，定氧、测温、取样，此样成分作为进站成分。取样后加入精炼渣料，通电化渣，通电3 min 内加入其他造渣料，供电10 min内形成白渣，白渣保持时间大于8 min。钢包精炼渣控制：R≥3.0。白渣形成后取样，根据化验结果进行成分调整，调整时按锰铁、硅铁和增碳剂次序加入，成分控制满足钢种出站要求。钢水成分、温度合适后将钢包开至喂线工位喂120 m的硅钙线。喂线结束后软吹，流量控制在30～50 NL/min之间，并保证软吹时间大于8 min，控制效果以钢水面微微涌动，以钢水不裸露为准。精炼结束后，定氧、测温、取样，该样成分作为出站成分，按该钢种的控制目标进行控制。钢水精炼完毕后，加入8～10包保温剂保温，必须保证钢水液面覆盖良好。

2.3 连铸工序

中包浇注温度范围：1 510～1 530℃。合适的浇注温度是实现顺利浇注和获得良好铸坯质量的前提，因此，在不引起水口冻结的情况下，应尽可能采用低过热度浇注，所以选择过热度10～20℃作为控制目标。采取全程保护浇注工艺，大包到中包、中包到结晶器采用浸入式水口+石棉垫密封保护浇注，以减轻或杜绝钢水二次氧化，减少夹杂物的产生。采用结晶器液面自动控制系统，采用结晶器液面自动控制技术，实现恒液面操作，液面波动范围控制在±3mm，达到稳态浇注。结晶器电磁搅拌：频率为4 Hz，电流为350 A，中间包加保温剂进行保温。采用低黏度、保温性能好的专用保护渣。中包钢水液面高度不小于700 mm。合理的二次冷却还可以细化奥氏体晶粒，改善组织性能，优化铸坯质量，硬线钢采用弱冷却制度，比水量为0.85～1.00 L/kg，水流量为120～130 m3/h，结晶器进出水温差小于8℃。拉速控制在2.0～2.2 m/min。

通过采用结晶器电磁搅拌工艺，结晶器液面自动控制技术以及弱冷工艺、铸坯低倍组织控制良好（见表3）。