承鋼45鋼盤條的研制與開發(fā)

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1、承鋼45鋼盤條的研制與開發(fā)關(guān)叢英于青章李瑋(承德新新釩鈦股份有限公司技術(shù)中心)摘要：介紹了45鋼盤條采用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉—吹氬喂線—方坯連鑄—高速線材軋機(jī)生產(chǎn)的研發(fā)過(guò)程。通過(guò)確定合理的化學(xué)成分，選擇合理的冶煉、連鑄、軋制和控制冷卻的工藝參數(shù)，生產(chǎn)出了符合用戶使用要求的盤條。關(guān)鍵詞：45鋼盤條研制1前言硬線盤條是指含碳量較高的優(yōu)質(zhì)碳素鋼盤條，主要用于生產(chǎn)碳素結(jié)構(gòu)鋼絲、胎圈鋼絲、鋼絲繩、彈簧、鋼芯鋁絞線、預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼釘?shù)?，具有廣闊的市場(chǎng)前景。經(jīng)市場(chǎng)調(diào)查，45鋼盤條是目前市場(chǎng)上需求量較大的一個(gè)產(chǎn)品，產(chǎn)品附加值較高

2、，因此公司決定試制45鋼盤條。45鋼盤條用于拉拔加工，要求線材的強(qiáng)度適中、塑性好，具有良好的拉拔性能。然而，目前生產(chǎn)45鋼盤條，還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，衡量其合格與否的主要指標(biāo)是以保證拉拔過(guò)程的連續(xù)性和成品絲的性能是否達(dá)到要求為準(zhǔn)。產(chǎn)品質(zhì)量以滿足用戶的需求為主。2生產(chǎn)工藝流程高爐鐵水→混鐵爐→氧氣頂、底復(fù)吹轉(zhuǎn)爐→鋼包吹氬＋喂絲→方坯連鑄（全程保護(hù)澆注）→熱裝熱送→加熱→高速無(wú)扭軋機(jī)→控制冷卻→集卷收集→檢驗(yàn)→打包→入庫(kù)。345鋼盤條開發(fā)的技術(shù)關(guān)鍵連鑄坯中的大型夾雜物、有害元素偏析、中心疏松以及盤條通條性能不均勻，是

3、造成線材在深加工拉拔過(guò)程中脆斷的主要原因。為此我們?cè)谘兄崎_發(fā)45鋼盤條過(guò)程中，針對(duì)性地制定冶煉的終點(diǎn)控制、脫氧合金化、吹氬、喂絲以及連鑄鋼水溫度、拉速、冷卻、鋼坯加熱、軋制、控制冷卻等工藝制度。3.1化學(xué)成分與偏析控制鋼的化學(xué)成分是決定成品金相組織的基礎(chǔ)條件。它除了對(duì)加工工藝過(guò)程有影響（如Mn/Si＞3，利于連鑄操作）之外，C、Mn、Si的含量決定鋼的強(qiáng)度和韌性等基本性能。一般認(rèn)為P、S含量越低越好。鋼的成分要均勻。鋼中的C偏析和Mn偏析是中碳鋼最嚴(yán)重的問(wèn)題，當(dāng)然Si、P、S的穩(wěn)定性也是45#鋼開發(fā)的關(guān)鍵問(wèn)題

4、，澆注時(shí)殘余元素往往會(huì)造成嚴(yán)重的中心偏析，在拉拔時(shí)中心偏析會(huì)造成斷裂事故。3.2夾雜物控制盤條中的非金屬夾雜的存在破壞了金屬基體的連續(xù)性。金屬在斷裂前，通常在非金屬夾雜內(nèi)部或非金屬夾雜與金屬基體之間產(chǎn)生裂紋，該裂紋的產(chǎn)生又是應(yīng)力集中的區(qū)域，自然是斷裂源所在。在開發(fā)45#過(guò)程中，控制好非金屬夾雜物含量非常重要。-3-鋼中非金屬夾雜物根據(jù)其來(lái)源不同，可分為內(nèi)生夾雜物和外來(lái)夾雜物。內(nèi)生夾雜物有脫氧產(chǎn)物、出鋼澆注過(guò)程由于溫度降低產(chǎn)生平衡移動(dòng)的生成物、凝固過(guò)程溶解度降低因偏析而發(fā)生反應(yīng)的產(chǎn)物等，外來(lái)夾雜物主要來(lái)自出鋼、

5、澆注過(guò)程侵蝕和沖刷的耐火材料、卷渣、出鋼和澆注過(guò)程鋼水的二次氧化產(chǎn)物等鋼水在澆注過(guò)程中與大氣、耐火材料熔渣和保護(hù)渣等接觸并相互作用均稱為二次氧化，其生成物為二次氧化產(chǎn)物，滯留于鋼中成為外來(lái)夾雜物。夾雜物控制措施如下：●控制好終點(diǎn)碳和終點(diǎn)溫度，避免鋼水過(guò)氧化?！窦訌?qiáng)擋渣操作控制，減少鋼渣對(duì)鋼水的污染。●優(yōu)化鋼包底吹氬、喂絲脫氧操作，使夾雜物得到有效去除?！駶沧⑦^(guò)程采用全程保護(hù)澆注?！翊笾邪捎脙?yōu)質(zhì)耐火材料。●完善鋼包采用長(zhǎng)水口保護(hù)澆注條件，避免鋼水卷渣?！襁x擇性能合適的保護(hù)渣?！襁^(guò)熱度應(yīng)控制在30℃以下。●穩(wěn)定

6、控制拉速，減少、杜絕卷渣。3.5加熱控制由于鋼坯加熱時(shí)間不夠，滯留時(shí)間短，造成鑄坯中心溫度偏低，其滲碳體組織沒(méi)有完全重新溶解，鋼坯將存在局部碳偏析，最終仍舊保留在線材中，造成線材性能不均勻。因此，生產(chǎn)中連鑄方坯應(yīng)盡量熱送熱裝。3.6軋制工藝控制較好的成品表面質(zhì)量和較高的幾何尺寸精度是45鋼拉拔過(guò)程中均勻受力，減少應(yīng)力集中和減少模耗的前提，因此對(duì)該鋼種的尺寸精度有一個(gè)較高的要求。Φ6.5㎜的45鋼盤條尺寸精度控制為±0.25㎜、橢圓度≤0.4㎜。經(jīng)過(guò)綜合考慮開軋溫度、吐絲溫度、冷卻速率對(duì)盤條鋼性能的影響，制訂了

7、合理的工藝參數(shù)：開軋溫度1000℃~1100℃，精軋后水箱開三段，吐絲溫度900±10℃，風(fēng)機(jī)開4臺(tái)，保溫罩全開，冷卻速度4~10℃/S。4試驗(yàn)結(jié)果及分析4.1試驗(yàn)結(jié)果2006年6月份進(jìn)行了首次試軋，軋制成Φ6.5㎜的盤條102.185t，化學(xué)成分全部符合內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)(見表1)，力學(xué)性能檢驗(yàn)全部合格(見表2)，產(chǎn)品開發(fā)獲得成功。截至2006年12月底共計(jì)組織生產(chǎn)了五次，生產(chǎn)量累計(jì)達(dá)到7000余t，煉鋼冶煉命中率達(dá)到99%，軋鋼合格率達(dá)到98.8%，軋鋼成材率達(dá)到98%，銷售量7000余t。表145鋼盤條的化學(xué)成分

8、(%)元素名稱CSiMnPSCrCuNi%內(nèi)控0.42~0.17~0.50~≤≤≤≤≤-3-0.500.370.800.0350.0350.250.250.30第一批0.460.230.600.0300.0260.160.0120.022第二批0.460.240.620.0290.0260.080.0110.024平均0.460.240.620.0290.0260.080.0110.024表245鋼