金剛石焊接鋸片基體用65Mn鋼對(duì)鋼水潔凈度要求較高，即鋼中非金屬夾雜物含量要低，目前65Mn鋼普遍生產(chǎn)工藝流程為轉(zhuǎn)爐（BOF）—鋼包精煉（LF）—連鑄（CC）[1−3]。在提高鋼水潔凈度的生產(chǎn)實(shí)踐中，車輪鋼和高級(jí)別管線鋼已普遍采用LF–RH（真空循環(huán)脫氣精煉）精煉雙聯(lián)工藝。為滿足鏈條企業(yè)高潔凈度要求，國(guó)內(nèi)某鋼廠基于自身設(shè)備情況提出精煉雙聯(lián)工藝的解決方案，為該鏈條企業(yè)建立了BOF—LF—RH—CC雙聯(lián)工藝路線[4]，遵循去除夾雜物的最佳熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件，制定雙聯(lián)工藝控制計(jì)劃。首次組織生產(chǎn)3爐，成品規(guī)格主要為2.3 mm×1245 mm，軋制成品30卷，客戶使用后反饋各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。

1.   方案制定

1.1   65Mn鋼化學(xué)成分

通過與客戶對(duì)接了解客戶需求，對(duì)比本鋼廠65Mn鋼以往性能數(shù)據(jù)，客戶接受按企標(biāo)成分設(shè)計(jì)出廠。為保證性能穩(wěn)定性，采用窄成分控制方式，企標(biāo)成分設(shè)計(jì)見表1。

1.2   雙聯(lián)工藝路線

將原有單精煉路線KR（鐵水脫硫）—BOF—LF—CC改為KR—BOF—LF—RH—CC雙精煉路線：鐵水預(yù)處理→脫碳轉(zhuǎn)爐→LF精煉→RH精煉→直弧連鑄→熱裝加熱→高壓除磷→粗軋→高壓除磷→精軋→層流冷卻→卷取→入緩冷坑→平整→檢驗(yàn)出廠。首次生產(chǎn)冶煉了3爐，爐號(hào)分別為A、B、C，共計(jì)630 t。

2.   鋼區(qū)工藝

2.1   轉(zhuǎn)爐

鐵水經(jīng)KR脫硫出站S質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.005%，廢鋼加入比8%，所選鋼包內(nèi)不得含有Cu、Nb、Ti、Mo等微量元素。轉(zhuǎn)爐吹煉加入白云石塊、生石灰塊、輕燒白云石塊造渣，同時(shí)加入球團(tuán)礦降溫和泡沫渣抑制劑。轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）C、P、S和O分別為0.052%、0.0126%、0.0078%和0.0425%，溫度為1655 °C。出鋼過程中使用鋼砂鋁脫氧、錳鐵和硅鐵合金化、低碳鉻鐵配鉻、鍛煤增碳劑增碳，轉(zhuǎn)爐終渣TFe質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.87%、MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.42%、堿度3.35。轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)成分見表2。

2.2   LF精煉

LF精煉的目的是成分微調(diào)、夾雜物去除，進(jìn)行化學(xué)成分的精確控制，此次精煉雙聯(lián)LF工序取消凈吹，不進(jìn)行鈣處理。加合金期間，增大攪拌強(qiáng)度到400~800 L/min，鋼水裸露直徑40~50 cm，以渣面波動(dòng)不發(fā)生飛濺為準(zhǔn)，強(qiáng)攪拌1~2 min，此后再以流量 400~800 L/min攪拌3~4 min，使夾雜充分上浮。LF出站成分見表3。

2.3   RH精煉

RH精煉的目的是脫氧合金化和去除夾雜物，處理前涮真空槽，真空度≤270 Pa，低真空時(shí)間10~30 min，目標(biāo)15 min。純脫氣時(shí)間≥6 min，環(huán)流氣流量＞90 m3/h。RH破真空后使用定氫儀測(cè)氫，要求鋼水H質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤2×10−6。破空后取樣化驗(yàn)全成分，出站后添加鋁粒、高碳錳鐵、低碳硅鐵。RH進(jìn)站溫度控制目標(biāo)1564 °C，結(jié)束溫度控制目標(biāo)1529 °C。整體冶煉過程第一爐溫控較差，全部超出設(shè)計(jì)上限，經(jīng)過調(diào)整2、3爐溫控符合率良好。冶煉周期駐爐減少，整體把控仍需提高。冶煉時(shí)長(zhǎng)情況見表4。

2.4   連鑄

連鑄中間包使用無(wú)碳低硅覆蓋劑，當(dāng)中間包質(zhì)量達(dá)到15 t時(shí)開始加入覆蓋劑，換包完成后和澆鋼過程中，根據(jù)中間包液面情況及時(shí)在沖擊區(qū)補(bǔ)加覆蓋劑，保證中間包液面不漏紅，過熱度設(shè)定15~30 °C，結(jié)晶器使用高碳鋼專用保護(hù)渣，液面波動(dòng)控制±3 mm，目標(biāo)拉速1.1 m/min[5−6]。3爐次連鑄中間包溫度處于設(shè)計(jì)上限，澆次過熱度分別為32、30和31 °C。鋼區(qū)全流程溫度控制情況由第1爐全部超出設(shè)計(jì)上限到第3爐基本處于設(shè)計(jì)區(qū)間，后續(xù)按設(shè)計(jì)目標(biāo)值進(jìn)行改進(jìn)。

每爐產(chǎn)出10塊板坯，板坯厚度230 mm，板坯寬度1300 mm。實(shí)際拉速保持在1.2 m/min，澆次液面、桿位控制平穩(wěn)正常。在線檢查熱坯表面質(zhì)量情況，鑄坯表面良好，未發(fā)現(xiàn)異常情況。鑄坯低倍檢驗(yàn)結(jié)果均為中心偏析C類0.5級(jí)，無(wú)中心分層、疏松和內(nèi)部裂紋等缺陷，鑄坯內(nèi)部質(zhì)量良好。檢驗(yàn)報(bào)告見表5、冷酸洗照片見圖1。

2.5   鋼區(qū)小結(jié)

各工序成分符合設(shè)計(jì)要求，主要元素變化情況見圖2。各工序冶煉周期較長(zhǎng)，RH冶煉高碳鋼參數(shù)設(shè)定方面還需進(jìn)一步摸索優(yōu)化，鋼區(qū)全流程溫度控制方面從第1爐全超上限到第3爐基本處于設(shè)計(jì)區(qū)間，溫控方面有所提高，整體來(lái)說(shuō)在冶煉周期和溫度控制還存著不足。溫度控制情況見圖3。

3.   軋區(qū)工藝

3.1   加熱工藝

板坯下線后全部熱裝入爐，出爐溫度目標(biāo)值為1260 °C，為控制高碳鋼脫碳層厚度，空燃比設(shè)定值較低，計(jì)劃要求為0.62~0.65[7]。本次生產(chǎn)空燃比符合率較低，在空燃比控制方面還需改進(jìn)。加熱爐運(yùn)行參數(shù)見表6。

3.2   軋制工藝

板坯出爐后經(jīng)高壓除磷進(jìn)入粗軋區(qū)，采用R1粗軋機(jī)3道次、R2粗軋機(jī)3道次軋制模式，中間坯厚度34.6 mm，累計(jì)壓下率84.9%，減寬量由R1前定寬機(jī)和E2立棍控制，粗軋奇數(shù)道次除磷。精軋入口溫度1030 °C，經(jīng)7架精軋機(jī)連軋，熱卷成品厚度2.3 mm，終軋拋鋼溫度900 °C，經(jīng)層流冷卻卷取溫度700 °C[8]，熱軋卷下線后入緩冷坑存放48 h進(jìn)行緩冷，緩冷出坑空冷至40 °C以下進(jìn)平整機(jī)平整矯直。終軋溫度符合率和卷取溫度符合率均在90%以上，符合內(nèi)控要求。精軋機(jī)軋制參數(shù)見表7。

4.   成品檢驗(yàn)

按照組批原則每爐次取一卷性能試樣，拉伸實(shí)驗(yàn)和硬度實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表8，力學(xué)性能滿足企標(biāo)要求，對(duì)比之前LF單精煉性能數(shù)據(jù)無(wú)明顯波動(dòng)。非金屬夾雜物檢測(cè)結(jié)果見表9，夾雜物顯微照片見圖4，未出現(xiàn)1.5級(jí)及以上評(píng)級(jí)，這表明經(jīng)過LF-RH精煉雙聯(lián)對(duì)減少夾雜物是很有效的。

5.   結(jié)束語(yǔ)

采用LF–RH精煉雙聯(lián)工藝成功生產(chǎn)出滿足客戶高質(zhì)量要求的65Mn鋼，精煉雙聯(lián)有助于提高鋼水潔凈度，降低非金屬夾雜物含量。冶煉過程中成分符合設(shè)計(jì)要求，冶煉周期和溫度把控方面還需進(jìn)一步改進(jìn)，控軋控冷符合率在90%以上，全流程質(zhì)量穩(wěn)定受控。65Mn鋼的精煉雙聯(lián)成功試制也為其他高碳鋼雙聯(lián)路線提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)，在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)環(huán)境下發(fā)揮裝備技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高鋼水潔凈度，有助于提升客戶滿意度，助力公司轉(zhuǎn)型升級(jí)與高質(zhì)量發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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文章來(lái)源——金屬世界