重慶鋼鐵公司65Mn彈簧鋼生產(chǎn)工藝實(shí)踐

2009-05-05 13:31:14

1、65Mn鋼生產(chǎn)工藝和化學(xué)成分

生產(chǎn)工藝：脫硫鐵水+廢鋼→80t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐→80t LF精煉→方坯連鑄→高線軋制→檢驗(yàn)入庫。

復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉周期34min；LF變壓器功率15MVA，升溫速度0～5℃/min；5機(jī)5流全弧形方坯連鑄機(jī)，斷面 150mm × 150mm ，結(jié)晶器液面自動(dòng)控制，結(jié)晶器電磁攪拌。

65Mn的化學(xué)成分見表1，其盤條力學(xué)性能要求為：σ_b950～1100MPa，δ₁₀≥10%，ψ≥30%。

表1：65Mn鋼的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分和分析結(jié)果/%

標(biāo)準(zhǔn)	C	Si	Mn	P	S	Alt
國家標(biāo)準(zhǔn)	0.62～0.70	0.17～0.37	0.90～1.20	≤0.035	≤0.035	≤0.015
協(xié)議要求	0.64～0.69	0.18～0.30	0.95～1.10	≤0.020	≤0.015	≤0.015
實(shí)際成分20爐	0.64～0.69	0.18～0.30	0.95～1.06	0.011～0.020	0.004～0.015	0.004～0.015

2、各工序控制要求

2.1 冶煉

鐵水要求[P] ≤0.12%，采用脫硫鐵水、優(yōu)質(zhì)廢鋼，如鋼邊，廢鋼比參考鐵水成分進(jìn)行調(diào)整，以確保C-T協(xié)調(diào)。采用“高拉補(bǔ)吹”工藝，早、中期重點(diǎn)作好造渣脫磷。終點(diǎn)控制要求：[C] ≥0.08%，[P]≤0.015%，[S] ≤0.03%。

出鋼過程用專用脫氧劑預(yù)脫氧，出鋼后進(jìn)行頂渣改質(zhì)，降低渣中FeO、MnO含量，要求進(jìn)LF鋼水氧活度α_[O]≤20×10^-6。帶擋渣帽、擋渣錐出鋼。

2.2 LF精煉

爐渣堿度控制在3.0～3.5內(nèi)，使用專用材料造白渣，調(diào)整爐渣流動(dòng)性，要求出LF鋼水氧活度α_[O]≤5×10^-6。

在鋼水離開LF站前，用含Ca包芯線對鋼水進(jìn)行鈣處理。鈣處理后軟吹氧。

2.3 連鑄

由于其碳含量高，鋼水在結(jié)晶器內(nèi)形成的有效坯殼較薄，且相對應(yīng)力較大，易形成內(nèi)裂紋。為得到合格的連鑄坯，采用全程保護(hù)澆鑄。

控制要求：（1）強(qiáng)調(diào)低過熱度恒速澆鑄，過熱度嚴(yán)格控制在15～30℃。（2）弱的二次冷卻能夠減少中心偏析和改善鑄坯結(jié)晶組織，抵制柱狀晶生長，增加等軸晶區(qū)。65Mn鋼生產(chǎn)采用弱的冷卻制度，比水量較Q235約低 0.2L /kg。采用M-EMS單攪拌工藝技術(shù)來減輕中心疏松和偏析，攪拌參數(shù)與75鋼相同。

3、實(shí)際控制情況

由表2可見，終點(diǎn)[C]含量，[S]、[P]較低，滿足工藝要求，但有少部分爐次終點(diǎn)溫度偏低。

表2：轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)控制參數(shù)，30爐

T/℃	C/%	P/%	S/%
1621～1667	0.08～0.16	0.009～0.014	0.016～0.033

65Mn生產(chǎn)過程實(shí)際控制情況符合相關(guān)工藝技術(shù)要求，白渣成分見表3。進(jìn)、出LF鋼水氧活度α_[O]分別為（5.6～19.4）×10^-6和（2.1～5.5）×10^-6，全鋁含量Alt均為0.009%～0.014%。

表3：LF白渣成分，15爐

成分/%					R
SiO₂	Al₂O₃	CaO	FeO	MnO	R
14.07～18.66	14.59～20.09	56.23～59.96	0.44～0.64	0.24～1.14	3.05～3.76

連鑄保護(hù)澆鑄方式為：鋼包→中間包采用長水口+密封環(huán)，中間包加覆蓋劑，中間包→結(jié)晶器之間采用浸入式水口。連鑄采用M-EMS攪拌工藝技術(shù)。連鑄中間包過熱度及鑄坯拉速控制見表4。

表4：65Mn鋼連鑄過熱度及拉速控制結(jié)果，25爐

測溫次數(shù)	中間包過熱度/℃	鑄坯拉速/（m·min^-1）
1	19～29	2.29～2.36
2	16～28	2.33～2.38
3	15～30	2.35～2.41
4	21～30	2.36～2.40
5	17～28	2.31～2.38

4、實(shí)物質(zhì)量

鋼中[Alt]平均僅為0.011%，有利于防止鋼中產(chǎn)生大量的Al₂O₃系夾雜物。對生產(chǎn)的65Mn鋼20爐化學(xué)成分統(tǒng)計(jì)列于表1。

由表5可知，結(jié)晶器及線材上取樣分析表明，鋼中氣體含量均不高，T[O]較低。由表6可知，65Mn鋼中夾雜物總含量平均值為58×10^-6，最小值30×10^-6，最大值90×10^-6，鋼中夾雜物含量較低。

表5：65Mn鋼中氣體分析結(jié)果，10爐/10^-6

取樣	N	O	H
結(jié)晶器	49～80	33～41	1.04～3.04
線材	47～68	16～28	-

表6：65Mn鋼中夾雜物成分和總量，6爐/%

SiO₂	Al₂O₃	FeO	CaO	MgO	MnO	夾雜物總量
9.59～17.28	60.82～67.33	1.93～4.35	1.14～1.84	5.71～6.14	3.20～6.15	0.003～0.009

取24件鑄坯做低倍硫印檢驗(yàn)，其結(jié)晶顯示：鑄坯無內(nèi)裂，鑄坯缺陷少，鑄坯質(zhì)量良好。中心偏析均小于1級，中心疏松≤1級6件，占25%，中心疏松≤0.5級18件，占75%，可見連鑄溫度、拉速制度、冷卻制度、電磁攪拌工藝合理，滿足了65Mn鋼鑄坯的質(zhì)量要求。

11爐65Mn高線盤條組織及力學(xué)性能檢驗(yàn)結(jié)果為σ_b985～1080MPa，δ₁₀11%～13%，ψ38%～50%，脫碳層0，索氏體1.0～2.0級。

檢驗(yàn)結(jié)果表明，65Mn高線盤條組織良好，力學(xué)性能滿足技術(shù)條件要求。

5、結(jié)論

（1）通過強(qiáng)化轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)控制，合理的精煉工藝及夾雜物變性工藝可將65Mn鋼中夾雜物平均含量控制在58×10^-6，全氧平均含量為22.7×10^-6。

（2）采用電磁攪拌、全程保護(hù)澆鑄工藝、低過熱度恒速澆鑄和弱的二冷配水，鑄坯組織良好。

（3）采用現(xiàn)有復(fù)吹轉(zhuǎn)爐→LF→小方坯連鑄工藝路線生產(chǎn)65Mn彈簧鋼，質(zhì)量完全能滿足用戶要求。

TNC編輯部整理

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