湘钢XLX72A钢帘线盘条生产工艺分析.doc

湘钢XLX72A钢帘线盘条生产工艺分析 1.　帘线用盘条的技术要求 在生产帘线过程中，要将5.5mm盘条拉拔成0.15～0.38mm的细丝，之后还要经过高速双捻机合股成绳，要求拉拔和合股过程中至少100km不允许断丝，为了达到这些要求，湘钢对生产帘线用盘条作出以下要求。 1.1　成分控制 不同炉次或者同炉之间要求成分必须保持均匀，波动幅度小，否则会造成盘条的通条性能不均匀，在加工过程中造成断裂。生产要求碳偏差控制在±0.02%范围以内，钢中有害元素磷、硫等要求含量低，偏析指数最大低于3级，平均低于2级。 1.2　全氧含量 研究结果表明，氧化物夹杂的数量随钢中全氧含量的增加而增加，控制钢洁度的关键在于把钢中全氧含量降低到较低的水平，以减少氧化物夹杂的总体数量。帘线用钢的全氧含量要求控制在20×10-6以下。 1.3　夹杂物 不允许含有不变形的Al2O3及TiN夹杂；要求夹杂物尺寸不大于10μm；复合夹杂物中Al2O3≤50%。 夹杂物的控制水平是衡量帘线钢质量的标志。T.Malkiewezh 和S.Rudink提出了夹杂物变形指数公式V=εi/εs，εi、εs分别是热加工状态下夹杂物的伸长率和钢基体的伸长率，V的变化在0～1之间，当V=0时，表示夹杂物不变形而基体变形，导致夹杂物和基体在变形时产生滑动，降低界面结合力，并极易产生裂纹源；当V=1时，表明夹杂物与基体变形率一致，能够做到良好结合；V=0～0.5时，容易产生间隙鱼尾形裂纹。对帘线钢来说，必须严格控制夹杂物的数量及形态， 使夹杂物总量减少，同时避免产生大颗粒脆性及不变形夹杂物。 1.4　盘条组织及表面质量 钢帘线用盘条必须具备适应帘线加工过程的组织形态， 即控制索氏体率达到90%以上，而且还要求通条和批次间的均匀性。 2.　湘钢帘线用盘条的生产工艺 铁水预处理→80t 顶底复吹转炉→LF→150mm×150mm康卡斯特高效连铸机→高线轧制→斯太尔摩冷却→包装→入库。 3.　湘钢帘线钢生产工艺实践 3.1　转炉冶炼 优化复吹工艺， 同时加强吹炼终点控制，避免或者减少点吹， 并在出钢前进行后搅， 使转炉终点钢水全氧含量显著降低。转炉出钢采用挡渣塞进行挡渣， 减少出钢下渣， 并同时在出钢过程后期向包内加入渣料，降低钢包炉渣的氧化性。 3.2　钢包炉精炼 合理的设计和控制钢包炉炉渣成分，可有效地控制钢中夹杂物的形态，通过渣–钢间的反应，可以控制钢液中的酸溶铝、钙和全氧含量。就帘线钢中理想的夹杂物形态及成分，国外专家进行了大量的工作后总结出：对采用Si–Mn脱氧的帘线钢而言，夹杂物主要是MnO–Al2O3–SiO2系（来自脱氧产物）和CaO–Al2O3–SiO2系（来自炉渣）。对于MnO– Al2O3–SiO2系，理想的夹杂应该是锰铝榴石（3MnO–Al2O3–3SiO2）及其周围的低熔点区域；对于CaO–Al2O3–SiO2系，理想的夹杂物是钙斜长石（CaO·Al2O3·2SiO2）与假硅灰石（CaO·SiO2）相邻的周边低熔点区域，即图1中的标示部分，以上区域夹杂物熔点较低（≤1500），变形性较好并且在软吹时容易上浮去除，在制作帘线拔丝及合股过程不会造成断丝。 ? 图1　帘线钢CaO2–Al2O3–2SiO2渣系 精炼渣的碱度CaO/SiO2对钢中非金属夹杂物也有重要影响，这是因为，炉渣碱度增加时，渣中SiO2和Al2O3的活度均相应减少，但SiO2活度降低的幅度较Al2O3活度的降低要大得多。当渣中SiO2活度降低幅度远大于Al2O3活度降低时，钢液Al含量增加。帘线钢中非金属夹杂物的Al2O3含量和CaO/SiO2与炉外精炼过程钢液和炉渣成分的控制有密切关系。文献曾对1873 K下高碳钢液与不同成分炉渣之间的反应，以及钢中非金属夹杂物进行了较系统的实验室研究。图2为研究得到的钢液Al含量与钢中夹杂物Al2O3含量之间的关系。由图2可以看到，Al含量控制对夹杂物Al2O3含量的影响非常显著。为保证夹杂物塑性化，钢液中Al的质量分数应控制在（2～6）×10-6。图3为本文研究得到的炉渣Al2O3含量与钢液Al含量之间的关系。对于帘线钢，炉外精炼过程炉渣Al2O3含量对钢液Al含量有重要影响。由图3可以看到，为将钢液Al的质量分数控制在（2～6）×10-6，炉渣Al2O3质量分数必须在7%以下。为此，除了须对渣料中Al2O3含量严加控制之外，还必须对铁合金的铝含量、钢包衬材料中Al2O3含量等进行严格控制，以防由于合金中带入铝的氧化和包衬材料熔损造成炉渣Al2O3含量超过7% 的控制范围。 ? 图2　钢液Al含量与夹杂物Al2O3含量之间的关系 ? 图3　炉渣Al2O3含量与钢液Al含量之间关系 为了有效地控制钢中夹杂物的形态及减少夹杂物的数量，根据上述理论研究成果，湘钢选取