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重慶鋼鐵公司65Mn彈簧鋼生產(chǎn)工藝實踐

2009-05-05 13:31:14

1、65Mn鋼生產(chǎn)工藝和化學成分
 
生產(chǎn)工藝：脫硫鐵水+廢鋼→80t復吹轉爐→80t LF精煉→方坯連鑄→高線軋制→檢驗入庫。
 
復吹轉爐冶煉周期34min；LF變壓器功率15MVA，升溫速度0～5℃/min；5機5流全弧形方坯連鑄機，斷面 150mm × 150mm ，結晶器液面自動控制，結晶器電磁攪拌。
 
65Mn的化學成分見表1，其盤條力學性能要求為：σb950～1100MPa，δ10≥10%，ψ≥30%。
 
表1：65Mn鋼的標準化學成分和分析結果/%
 
標準
C
Si
Mn
P
S
Alt
國家標準
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)質廢鋼，如鋼邊，廢鋼比參考鐵水成分進行調整，以確保C-T協(xié)調。采用“高拉補吹”工藝，早、中期重點作好造渣脫磷。終點控制要求：[C] ≥0.08%，[P]≤0.015%，[S] ≤0.03%。
 
出鋼過程用專用脫氧劑預脫氧，出鋼后進行頂渣改質，降低渣中FeO、MnO含量，要求進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，使用專用材料造白渣，調整爐渣流動性，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，鋼水在結晶器內形成的有效坯殼較薄，且相對應力較大，易形成內裂紋。為得到合格的連鑄坯，采用全程保護澆鑄。
 
控制要求：（1）強調低過熱度恒速澆鑄，過熱度嚴格控制在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單攪拌工藝技術來減輕中心疏松和偏析，攪拌參數(shù)與75鋼相同。
 
3、實際控制情況
 
由表2可見，終點[C]含量，[S]、[P]較低，滿足工藝要求，但有少部分爐次終點溫度偏低。
 
表2：轉爐冶煉終點控制參數(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)過程實際控制情況符合相關工藝技術要求，白渣成分見表3。進、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
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→結晶器之間采用浸入式水口。連鑄采用M-EMS攪拌工藝技術。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、實物質量
 
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爐化學成分統(tǒng)計列于表1。
 
由表5可知，結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鋼中氣體分析結果，10爐/10-6
 
取樣
N
O
H
結晶器
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，其結晶顯示：鑄坯無內裂，鑄坯缺陷少，鑄坯質量良好。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鋼鑄坯的質量要求。
 
11爐65Mn高線盤條組織及力學性能檢驗結果為σb985～1080MPa，δ1011%～13%，ψ38%～50%，脫碳層0，索氏體1.0～2.0級。
 
檢驗結果表明，65Mn高線盤條組織良好，力學性能滿足技術條件要求。
 
5、結論
 
（1）通過強化轉爐終點控制，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)有復吹轉爐→LF→小方坯連鑄工藝路線生產(chǎn)65Mn彈簧鋼，質量完全能滿足用戶要求。
 
TNC編輯部整理
 

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