高碳硬线钢洁净度控制及改进

作者:胡明;翟有有;付红卫; 刊名:甘肃冶金 上传者:陈玉喜

【摘要】为降低高碳硬线钢氮氧和夹杂物含量,提高拉拔成材率,实行了精炼、连铸过程控氮氧措施,措施实施后使线材成品全氧含量平均下降了9 ppm,氮含量下降7 ppm。夹杂物的级别和数量均有所减少,分布状态由聚集向弥散转变。

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1引言硬线是指60~85系列钢号的优质碳素结构钢线材,广泛应用于加工低松弛预应力钢丝、钢丝绳、钢绞线、弹簧钢丝、镀锌钢丝等。优质硬线不仅要求强度高,而且伸长率、韧性要好,有些钢丝生产厂家经多道次拉拔,最终将硬线产品拉拔成直径为0.40mm的细丝,捻制合股成为最终产品,钢丝生产过程要求断丝率低、拉拔成型性高,以提高生产作业率,降低劳动强度[1-2]。经用户反馈,酒钢硬线钢盘圆存在质量不稳定的问题。文献表明,钢中气体和夹杂数量、形态直接决定硬线钢丝的拉拔性能,对钢丝的质量和使用性能有着非常重要的影响[3]。为此,进行了气体、夹杂物的调查,经检验酒钢生产盘圆发现产品中氮氧含量较高,波动范围较大,钢中夹杂物级别较高。为改善产品质量,采取了针对控制氮氧和夹杂物的改进措施,工艺改进后硬线钢盘圆中氮、氧含量有所下降,全氧波动范围减小,钢中夹杂物的数量和分布形态明显的改善。2硬线生产流程及成分硬线生产流程:50t转炉50tLF精炼150mm150mm连铸加热炉高压水除鳞轧制斯太尔摩冷却集卷打包入库,高碳硬线钢内控成分见表1。表1高碳硬线钢内控成分熔炼成分/%CSiMnPS0.70~0.730.25~0.280.44~0.460.0150.0153硬线中氮氧含量控制3.1工艺改进前硬线钢中氮氧含量、夹杂物及组织状况为了确定炼钢过程各工序钢中氮含量变化,按照生产流程,在每个生产工序取30个样本对钢中氮含量进行分析,分析结果如图1所示。图1不同工艺位置氮含量分布图2线材成品中气体含量分布由图1可见,转炉终点至线材成品,共增氮约30ppm,线材中氮含量高达54ppm,线材中的氮含量偏高。从增氮的角度来看,LF精炼工序增氮最多,约20ppm。经对30个批次硬线盘圆取样检测全氧含量,发现硬线线材中全氧含量为20~74ppm,平均值在40ppm左右,全氧含量高、波动大,其结果分布见图2。由图2可以看出,冶炼过程控制不稳定,引起产品质量波动,为提高产品的拉拔性能,必须提高钢水的洁净度,降低钢水中的氧含量。夹杂物评级分析见表2,由表2可见,生产线材中各类夹杂物均有检出,其中B类中有2级夹杂物检出,钢中夹杂物控制较差,还需进一步改进。3.2氮氧含量偏高的原因分析及其控制措施钢液中的增氮主要原因是与空气接触造成吸氮,因此应当避免钢液与空气的接触;钢液中的氧含量偏高原因比较复杂,转炉冶炼终点控制,出钢过程钢液散流,过程下渣均会引起氧含量升高;在精炼环节,脱氧产物需要较长时间才能扩散到渣中除去,表2生产线材夹杂评级A类B类C类D类细系粗系细系粗系细系粗系细系粗系0.5~1.0-0.5~1.50.5~2.00.5~1.50.50.5~1.00.5~1.0底吹压力设置不当或精炼时间吹氩时间不足均会使钢中夹杂物不易去除,导致钢中全氧含量升高;连铸环节保护浇铸不当及中间包冶金效果不好也会影响到全氧的含量。为了降低钢液中的氮氧及夹杂物含量,依据氮和氧在钢液中的溶解规律及该厂的工艺特点,采取了如下改进措施。3.2.1转炉环节实行高拉碳操作,根据硬线的成分内控要求,提高终点命中率,降低钢水的氧化性,避免后吹造成钢液强烈吸氮及钢水的过氧化。出钢过程全程底吹氩气加强搅拌,实施严格的挡渣制度,减少出钢下渣量,保证钢包渣层厚度不超过30mm。加强出钢口维护,出钢过程钢流保持圆整,避免出钢过程钢液散流,造成钢水氧化。3.2.2LF精炼工序合理控制氩气的流量和压力,氩气的软吹时间大于15min,保证钢中气体和夹杂物充分上浮,为夹杂物的排除提供良好的动力学条件。增大精炼过程渣量、提高渣层厚度,确保升温过程中电弧不外

参考文献

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