C72DA胎圈钢丝质量提升

总第285期2019年第9期
HEBEIMETALLURGY
TotalNo.2852019ꎬNumber9
C72DA胎圈钢丝质量提升
王㊀超
(河钢集团宣钢公司二钢轧厂ꎬ河北宣化075100)
摘要:针对C72DA胎圈钢生产初期断丝率高ꎬ无法满足拉拔性能要求的现状ꎬ分析了产品生产过程中各工序存在的问题ꎬ并进行了优化ꎮ通过提前控制入炉铁水条件ꎬ使用内回螺纹钢筋作为废钢ꎻ采用双渣留渣法操作在保证转炉终点磷含量的前提下ꎬ提高出钢碳含量ꎻ使用低Al低Ti含量的合金料ꎻ使用帘线钢专用精炼渣替代石英砂ꎻ结晶器由矩管改为方管ꎻ对转炉底吹氮氩切换的氮气管道进行打盲板操作ꎻ取消电石的使用等一系列优化措施ꎬ转炉终点碳含量提高0.04%ꎬ精炼到站碳含量提高0.07%㊁钛含量降低0.0018%ꎬ精炼终渣碱度降低0.07ꎬ铸坯碳偏析指数降低0.08ꎬ盘条的[N]含量降低
0.0015%ꎬ各项指标改善明显ꎬ产品质量得到了提升ꎬ满足了下游用户的使用要求ꎮ关键词:胎圈钢
ꎻC72DAꎻ精炼渣碱度ꎻ夹杂物ꎻ碳偏析ꎻ氮含量中图分类号:142.4㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A文章编号:1006-5008(2019)09-0045-06
doi:10.13630/j.cnki.13-1172.2019.0910
QUALITYIMPROVEMENTOFC72DABEADWIRE
WangChao
(No.2SteelRollingPlantofHBISGoupXuansteelCompanyꎬXuanhuaꎬHebeiꎬ075100)
Abstract:InviewofthehighwirebreakagerateofC72DAbeadsteelintheinitialstageofproductionꎬwhichcannotmeettherequirementsofdrawingperformanceꎬtheexistingproblemsineachprocessofproductionwereanalyzedandoptimized.Aseriesofoptimizationmeasuresarecarriedoutꎬsuchasbycontrollingthehotmetalconditioninadvanceꎬthescrapisma
deofinner-returnthreadedsteelbarꎻthecarboncontentofsteelisincreasedbyusingdoubleslagretentionmethodunderthepremiseofensuringthephosphoruscontentattheendofconverterꎻthealloymaterialwithlowAlandTicontentisusedꎻthespecialrefiningslagforcordsteelisusedinsteadofquartzsandꎻthemouldischangedfromrectangulartubetosquaretubeꎻtheni ̄trogengaspipelineswitchedbynitrogenandargonblowingatthebottomofthefurnaceisoperatedwithblindplateꎬandtheuseofcalciumcarbideiscanceled.Throughthemeasuresꎬthecarboncontentatend-pointofconverterisincreasedby0.04%ꎬthecarboncontentofrefiningisincreasedby0.07%ꎬthetitaniumcontentofrefiningisreducedby0.0018%ꎬthebasicityofrefiningend-slagisreducedby0.07ꎬthecarbonsegre ̄gationindexofslabisreducedby0.08ꎬandthe[N]contentofwirerodisreducedby0.
0015%.Allinde ̄xesareimprovedobviouslyꎬandtheproductqualityisimprovedꎬwhichmeetstherequirementsofdown ̄streamusers.
KeyWords:beadsteelꎻC72DAꎻrefiningslagbasicityꎻinclusionsꎻcarbonsegregationꎻnitrogencontent
收稿日期:2019-02-20
作者简介:王超(1984-)ꎬ男ꎬ工程师ꎬ2011年毕业于华北理工大学钢铁冶金专业ꎬ现在河钢集团宣钢公司二钢轧厂从事炼钢技术管理㊁转炉炼钢工艺优化与技术创新工作ꎬE-mail:wangzheweigu@163.com
0㊀
引言
㊀㊀拉拔是钢帘线生产过程中最重要的生产工序之一ꎮ为实现轮胎的轻量化ꎬ减少轮胎钢帘线钢丝用
量ꎬ降低燃料费用ꎬ在足够的强度条件下ꎬ把钢帘线拉得更细是各生产厂家追求的目标ꎬ这就要求帘线
钢盘条具有很好的可拉拔性能[1-4]ꎮ随着河钢宣钢普转优工作的逐步开展ꎬ胎圈钢丝C72DA作为高端品种钢ꎬ产量逐月提高ꎮ但前期生产的C72DA断丝率较高ꎬ无法满足胎圈钢丝拉拔加工的要求ꎬ需要进行生产工艺优化ꎬ提高其拉拔性能ꎮ
总第285期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀HEBEIYEJIN
1㊀工艺路线及质量要求
1.1㊀工艺路线
㊀㊀C72DA生产工艺路线:铁水KR脱硫ң150t转炉(双渣)ңLF精炼炉ң2#连铸机(结晶器电磁搅拌㊁凝固末端电磁搅拌㊁150mm2方坯)ң二高线轧制ꎮ
1.2㊀胎圈钢丝质量要求
㊀㊀中包样熔炼分析控制如表1所示ꎮ
表1㊀C72DA钢中包样化学成分wt%
Tab.1㊀ChemicalcompositionoftundishsampleofC72DAsteelwt%CSiMnPSCrNiMoCuAlt
范围0.70~0.740.15~0.300.45~0.60ɤ0.012ɤ0.008ɤ0.05ɤ0.03ɤ0.02ɤ0.03ɤ0.004内控0.70~0.720.18~0.220.50~0.55ɤ0.010ɤ0.005ɤ0.04ɤ0.02-ɤ0.02ɤ0.0017目标0.710.180.53ɤ0.010ɤ0.005----ɤ0.001
㊀㊀钢中气体控制目标T[O]ɤ20ppmꎬT[N]ɤ35ppmꎮ
㊀㊀铁水经脱硫预处理ꎬ出站[S]ɤ0.003%ꎬ脱硫渣必须扒除干净ꎬ保证入炉温度ȡ1250ħ的要求ꎮ合金化使用硅锰㊁硅铁㊁低氮增碳剂ꎻ出钢时加入精炼白灰1000kgꎬ精炼前期碱度按1.5~2.0控制ꎬ精炼过程中加入石英砂2000kg进行变碱度操作ꎬ终渣碱度目标0.95~1.05ꎮ精炼扩散脱氧采用低铝硅铁粉㊁优质碳化硅及电石ꎬ视脱氧情况调整加入量ꎬ进行脱氧造白渣ꎬ软吹15min以上ꎮ该钢种的关键控制点如下:
㊀㊀(1)化学成分要求严格ꎬC㊁Mn㊁Si成分波动要小ꎬ对S㊁P等微量元素的含量要求严格限制[5-7]ꎮ㊀㊀(2)钢中不能有A12O3㊁Ti(CꎬN)等脆性夹杂物ꎬ塑性夹杂物的数量要少且要求分布均匀ꎮ
㊀㊀(3)碳中心偏析指数ɤ1.05ꎮ高碳钢的偏析是造成钢的内部质量和性能不均匀的主要因素ꎬ在拉丝和扭转过程中易引起断裂[8-10]ꎮ
㊀㊀(4)在生产过程中ꎬ除了降低非金属氧化物夹杂含量ꎬ并控制其组织形态㊁成分和尺寸分布外ꎬ还需要降低有害气体含量以及P㊁S㊁As㊁Sn㊁Sb㊁Cu㊁Pb和Bi之类的痕量元素的含量ꎬT[O]ɤ20ppmꎬT[N]ɤ30ppmꎮ
2㊀产品质量控制现状与问题分析
㊀㊀目前各工序产品质量控制情况如下ꎮ
2.1㊀脱硫前后的铁水条件
㊀㊀铁水脱硫前后质量控制情况ꎬ如表2所示ꎮ
表2㊀脱硫前后的铁水条件
Tab.2㊀Hotmetalconditionsbeforeandafterdesulfurization
项目
脱硫前
P/%S/%温度/ħ
脱硫后
P/%S/%温度/ħ最大值0.1390.04013210.1470.0021298最小值0.1090.02512410.1200.0011215均值0.1260.03212820.1300.0011250极值0.0300.015800.0270.00183㊀㊀铁水P㊁S含量普遍偏高ꎬKR脱硫负荷大ꎬ脱硫后铁水物理热损失大ꎬ入炉铁水温度偏低ꎬ磷含量偏高ꎮ
2.2㊀转炉终点控制情况
㊀㊀转炉终点控制情况ꎬ如表3所示ꎮ梭子鱼综合症
表3㊀转炉终点控制情况
Tab.3㊀Endpointcontrolofconverter
项目碳含量/%氧含量/%磷含量/%硫含量/%钛含量/%终点温度/ħ最大值0.150.09330.010.090.00141602
最小值0.030.01660.0070.0301562
均值0.070.03710.0080.070.00051582
极值0.120.07670.0030.060.001440
㊀㊀存在的问题:终点碳含量波动大ꎬ个别炉次存在过吹现象㊁终点钢水氧化性强㊁终点温度波动大ꎮ2.3㊀精炼到站成分控制情况
㊀㊀精炼到站钢水成分ꎬ如表4所示ꎮ
表4㊀精炼到站钢水成分wt%Tab.4㊀Chemicalcompositionofliquidsteelofrefiningfurnace㊀wt%项目CPSTi
最大值0.700.0100.090.0029
最小值0.540.0060.030.0021均值0.640.0080.070.0025极值0.160.0040.060.0008
河北冶金㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2019年第9期
㊀㊀存在的问题:由于个别炉次终点钢水氧化性强ꎬ除合金本身外ꎬ该钢种不使用其他脱氧剂ꎬ导致碳粉的吸收率波动大ꎬ精炼到站碳含量控制不稳定且偏低ꎬ精炼在调碳过程中ꎬ由于需大翻ꎬ易造成钢液吸氮ꎮ从下文中图2各节点氮含量的变化情况ꎬ也可印证ꎮ钢中Ti含量平均升高0.0020%ꎬ主要原因为合金中带入Tiꎮ
2.4㊀钢中酸溶铝的变化情况
㊀㊀取正常连浇的10炉试样ꎬ对各节点的钢中酸溶铝含量均值进行分析ꎬ结果如表5所示ꎮ
表5㊀各节点酸溶铝含量
Tab.5㊀Acidsolublealuminumcontentateachnode
节点编号[Als]/ppm
转炉出站BOF2-115
化渣后LF2-225合金化5minLF2-319
软吹开始LF2-417
软吹结束LF2-512
浇铸中期TD2-211
铸坯1流B2-112
㊀㊀由表5可知ꎬ转炉出站至化渣期间ꎬ钢中酸溶铝含量增加ꎬ原因为渣面扩散脱氧剂低铝硅铁粉的使用所致ꎬ软吹过程酸溶铝含量逐渐下降ꎮ
2.5㊀精炼渣碱度变化情况
㊀㊀各节点精炼渣碱度变化情况ꎬ如表6所示ꎮ
表6㊀各节点精炼渣碱度
Tab.6㊀Basicityofrefinedslagateachnode
节点R
精炼到站1.51
精11.52猎结构
假山的堆叠
精21.55
变碱度前1.48
押花材料
变碱度后1.10
出站前1.08
㊀㊀采用加入石英砂的方法进行变碱度操作ꎬ但无法将碱度降低至1.05以下ꎻ且大量加入石英砂ꎬ对钢包包衬侵蚀严重ꎬ每个钢包只能周转2次就必须下线修理渣线ꎮ
2.6㊀铸坯碳偏析情况
㊀㊀对铸坯碳偏析情况进行统计ꎬ偏析指数最大值为1.21ꎬ最小值为1.05ꎬ平均值为1.12ꎬ碳偏析指数偏高ꎮ连铸机设计之初ꎬ装备有轻压下ꎬ结晶器为矩管ꎬ150mmˑ150mm方断面实际尺寸为153mmˑ148mmꎮ轻压下设备拆除后ꎬ使用原结晶器铜管易导致铸坯脱方ꎬ加重碳偏析ꎮ
2.7㊀各节点气体含量变化情况
㊀㊀各节点T[O]含量如图1所示(Add表示精炼物料的加入时间点ꎬ下同)ꎮ
图1㊀各节点T[O]含量变化情况Fig.1㊀VariationofT[O]contentateachnode
㊀㊀由图1可知ꎬ随着精炼过程的进行ꎬ钢中T[O]含量逐步降低ꎬ表明精炼过程起到了夹杂物去除的效果ꎮ
㊀㊀各节点[N]含量如图2所示ꎮ
总第285期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀HEBEI
YEJIN
图2㊀各节点[N]含量变化情况Fig.2㊀Variationof[N]contentateachnode
㊀㊀由图2可知ꎬ转炉出钢时[N]含量为41ppmꎬ偏高ꎻ精炼过程[N]含量持续增加ꎮ2.8㊀夹杂物变化情况
㊀㊀(1)渣中Al2O3含量
㊀㊀渣中Al2O3含量变化情况如图3所示ꎮ
图3㊀渣中Al2O3含量的变化情况Fig.3㊀VariationofAl2O3contentinslag
㊀㊀渣中氧化铝的含量均随着冶炼的进行而升高ꎬ原因是合金中铝的带入和含铝夹杂物上浮ꎮ㊀㊀(2)钢中夹杂物含量
㊀㊀钢中夹杂物含量变化情况如图4所示ꎮ
河北冶金㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2019年第9
图4㊀钢中夹杂物含量的变化情况
Fig.4㊀Variationofinclusioncontentinsteel
㊀㊀由图4可知ꎬ电石的加入ꎬ导致钢中Al2O3含量大幅增加ꎮ
2.9㊀C72DA生产中存在问题
㊀㊀通过对各工序产品质量控制分析ꎬ发现C72DA生产中存在以下问题:㊀㊀(1)铁水条件欠佳ꎬP㊁S含量高ꎬ物理热偏低ꎬ终点碳含量不稳定ꎬ且偏低ꎮ
㊀㊀(2)精炼到站碳含量波动大ꎬ均值较低ꎬ精炼过程大量调碳易导致钢液增氮ꎮ㊀㊀(3)出钢过程导致Ti含量升高0.0020%ꎬ合金中Ti含量偏高ꎮ
㊀㊀(4)使用石英石进行变碱度操作ꎬ无法将碱度降低至1.05以下ꎻ且大量加入石英砂ꎬ对钢包衬侵蚀严重ꎮ
㊀㊀(5)使用矩管结晶器ꎬ铸坯脱方倾向增加ꎬ且碳偏析指数高ꎮ㊀㊀(6)转炉出钢时[N]含量偏高ꎬ精炼过程持续增氮ꎮ
㊀㊀(7)脱氧剂电石的使用ꎬ导致钢中Al2O3含量大幅增加ꎮ
3㊀优化措施
㊀㊀针对C72DA生产中存在的问题进行了优化ꎬ具体措施如下:
㊀㊀(1)C72DA生产前两天ꎬ提前要求炼铁厂控制铁水P㊁S含量ꎬ保证适宜的化学热和物理热ꎮ冶炼前提前准备内回螺纹钢筋作为入炉废钢ꎬ避免不明来路的废钢入炉导致残余微量元素超标或重点硫含量超标ꎮ
㊀㊀(2)转炉吹炼采用双渣留渣法ꎬ提高前期去磷率ꎬ稳定保持终点碳含量在0.10%以上ꎬ避免钢水过氧化ꎻ使用前期出钢口ꎬ保证出钢时钢流圆直不发散ꎮ
小电流选线㊀㊀(3)选择合金成分中Al㊁Ti含量低的硅㊁锰合金ꎮ经过对现有物料中Al㊁Ti含量进行分析ꎬ最终确定合金化使用的物料为低碳锰铁和低钛硅铁ꎬ且转炉出钢过程不加其他复合脱氧剂ꎬ仅靠合金本身脱氧ꎬ以减少钢中杂质ꎮ
㊀㊀(4)取消石英砂物料ꎬ改用帘线钢专用精炼渣ꎻ变碱度操作更改为全程低碱度操作ꎮ㊀㊀(5)结晶器铜管断面尺寸由153mmˑ148mm改为150mmˑ150mmꎮ
㊀㊀(6)转炉底吹氮氩切换管路的氮气管道进行打盲板操作ꎬ杜绝因切断阀㊁止回阀故障㊁老化等原因导致氩气管路串入氮气的情况发生ꎻ增加精炼渣用量ꎬ提高渣层厚度ꎬ避免由于钢液面覆盖不良导致的
吸氮ꎻ同时在中间包上水口与浸入式水口的连接处加装氩封装置ꎬ从全流程上减少氮的输入量ꎮ㊀㊀(7)取消精炼用脱氧剂电石的使用ꎬ减少钢中
Al2O3含量ꎮ
4㊀
优化效果
㊀㊀优化措施实施后ꎬ转炉终点㊁精炼到站碳含量㊁精炼渣碱度㊁铸坯碳偏析及盘条[N]含量均有明显改善ꎮ
㊀㊀(1)转炉终点情况
㊀㊀项目实施前后转炉终点情况对比如表7所示ꎮ
基因调控网络

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