CN102211159B - 一种82b钢绞线钢的生产方法 - Google Patents

一种82b钢绞线钢的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种82B钢绞线钢的生产方法,属于冶金领域。本发明采用“转炉初炼-LF精炼-RH精炼-大方坯连铸浇铸”的工艺流程生产82B钢绞线钢,其中,大方坯连铸浇铸工序中,凝固端末端采用动态轻压下。该流程中采用了转炉全程底吹氩、出钢后吹氩、RH真空脱气和去除夹杂、结晶器电磁搅拌等技术,实现了82B钢绞线钢的洁净化生产;并且生产组织顺行;所得成分、铸坯质量均满足钢种要求,且钢中总氧含量(T[O])小于0.0020%;且产品在拉丝过程中未出现断丝现象;即降低了拉丝过程断丝率。

Description

一种82B钢绞线钢的生产方法
技术领域
本发明涉及高碳硬线钢的生产方法,属于冶金行业。
背景技术
82B钢主要用于制造高强度低松弛预应力钢丝和钢绞线等制品,为确保拉丝过程中不断或少断,对钢的偏析、非金属夹杂等有着严格的要求。目前国内生产的82B钢存在着偏析较大,非金属夹杂物较多等问题,致使拉丝过程中断丝率偏高。在生产质量要求较高的钢绞线时,仅少数厂家能够提供合格的产品。因此,提高钢的洁净度,控制铸坯偏析,解决钢绞线钢生产中存在的问题,可有效减少拉丝过程中的断丝率。
钢绞线的生产工艺流程中,国内普遍采用转炉冶炼-钢包炉精炼(LF精炼)-小方坯连铸,如《新疆钢铁》2009年第4期报道的一种82B盘条钢的生产方法,《江西冶金》2010年第4期报道的一种钢绞线82B产品的生产方法,《炼钢》2010年第3期报道的一种82B钢转炉采用高拉碳的冶炼方法,《甘肃冶金》2008年第4期报道的一种82B钢的生产工艺,专利CN1778484公开的一种82B钢的生产工艺流程及其采用的相关技术。上述工艺流程“铁水预处理-转炉冶炼-钢包炉精炼(LF精炼)-小方坯连铸”,其缺陷在于不利于控制钢中N、H和夹杂物,难以达到高洁净度钢的要求,产品中的气体含量受原料条件影响较大,钢中T[O]普遍在20ppm以上。
为了解决钢中N、H和夹杂物的控制问题,《武钢技术》2009年第2期提出了一种生产82B钢的工艺流程:转炉冶炼-LF精炼-VD(真空精炼(RH))-LF精炼-小方坯连铸,该工艺虽然采用了真空脱气手段,有效地控制了钢中N、H和夹杂物的控制问题,但在脱气后再次返回LF炉精炼,生产流程过于复杂,增加了生产组织难度和生产成本。
此外,从上述文献可知,当前82B钢的生产均采用小方坯连铸,采用小方坯连铸生产的优点在于可省去轧制的开坯工序,将二火成材改为一火成材,降低生产成本;但从近年来的生产实践看,其缺点也较为突出,由于小方坯铸机拉速过高,生产的铸坯皮下质量和中心偏析、疏松、缩孔较差,即使采用了凝固末端电磁搅拌等手段来改善铸坯内部质量,但由于铸机拉速的波动,凝固终点位置变化较大,而凝固末端电磁搅拌位置固定,导致对质量改善的效果不稳定,产品在拉拔过程的断丝率较高,随着用户对质量要求的提高,小方坯生产的产品已难以满足高质量要求。
发明内容
本发明针对现有技术中的上述缺陷,提出一种82B钢绞线钢的制备方法,采用该生产方法制备82B钢,可有效降低钢中气体含量,稳定对钢中气体含量的控制,减轻铸坯中心缺陷和皮下缺陷。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是:
一种82B钢绞线钢的生产方法,其生产工艺路线包括:转炉初炼-LF精炼-RH真空精炼-大方坯连铸浇铸,其中,大方坯连铸浇铸工序中,凝固端末端采用动态轻压下。
优选的,上述大方坯连铸浇铸工序中,采用动态轻压下的压下量为7~9mm。
优选的,上述大方坯连铸浇铸工序中,包括中间包浇铸,中间包浇铸采用碱度为1.2~2.0的覆盖剂。
进一步的,上述大方坯连铸浇铸工序中,采用全程氩气保护浇铸,铸机拉速0.45-0.55m/min,中间包温度为1485-1505℃;结晶器电磁搅拌电流为350-600A,频率2.4Hz,二冷比水量控制在每公斤铸坯0.35~0.45L水量。
进一步的,上述LF精炼工序中精炼终渣碱度控制为1.5~2.5。
其中,上述转炉初炼工序中,出钢温度控制在1640-1680℃,钢液脱氧处理和初步合金化后每吨钢加入4.0~6.0Kg的活性石灰,出钢毕将钢包运至炉后吹氩站,以100-200L/min的流量对钢水吹氩搅拌8min-10min。
其中,上述LF精炼工序中,钢水运至LF钢包炉精炼站时加入2~3公斤/吨钢的高碱度渣料通电升温,分批加入总量为0.5~1.0公斤/吨钢的SiC或FeSi粉对钢包顶渣脱氧,同时钢包底部吹入氩气,供气流量控制在300~500L/min;精炼10~15分钟后降低钢包底部的供气流量至100~200L/min;继续通电升温,温度达到1565~1580℃后将钢液送至RH;其中,所述高碱度渣料的碱度)7.0,SiO2≤6.0%。
优选的,上述转炉初炼工序中,出钢时在加入活性石灰时同时加入萤石,加入量为活性石灰量的20%。
更优选的,上述转炉初炼和LF精炼工序中,出钢前向炉内加入高镁石灰,加入量为500-800Kg/炉。
其中,上述RH精炼工序中,真空度压力控制在66.7Pa以下,处理15~20min;RH精炼处理5分钟后,根据进站成分对钢液进行成分微调至钢种成分中限;真空处理结束后向钢液喂入CaSi包芯线,吨钢喂入3~5m;喂线后软吹氩5-15min,氩气流量50~100NL/min;RH出站温度为1525~1540℃。
本发明的有益效果:
本发明采用“转炉初炼-LF精炼-RH精炼-大方坯连铸浇铸”的工艺流程生产82B钢,并在该流程中采用了转炉全程底吹氩、出钢后吹氩、RH真空脱气和去除夹杂、大方坯连铸、结晶器电磁搅拌+凝固末端动态轻压下等技术,实现了钢绞线钢82B的洁净化生产;并且生产组织顺行;所得成分、铸坯质量均满足钢种要求,且钢中总氧含量(T[O])小于0.0020%,铸坯表面无缺陷,铸坯中心疏松,中心缩孔均为0.5级,中心偏析、皮下裂纹、角部裂纹、内部裂纹均为0级;非金属夹杂物中A类≤1.5级、B、C、D均≤0.5级;且产品在拉丝过程中未出现断丝现象,即本发明还降低了产品拉丝过程断丝率。
具体实施方式
本发明采用“转炉初炼-LF精炼-RH精炼-大方坯连铸浇铸”工艺路线生产洁净钢绞线钢82B钢,其中,大方坯连铸浇铸工序中,凝固端末端采用动态轻压下。轻压下技术是一种在连铸过程的某一阶段对板坯进行轻微压缩的技术;动态轻压下技术(DSR)是在连铸生产过程中,根据板坯的凝固情况,动态跟踪板坯上指定的凝固范围,并实时地下达轻压下参数命令。DSR可以在连铸过渡过程中,及时地按照板坯的液芯位置,调整轻压下参数,从而更好地实现轻压下的效果。
其中,上述大方坯连铸浇铸工序中,钢水在4机4流大方坯连铸机上浇铸,铸机拉速0.45-0.55m/min,采用全程氩气保护浇铸,铸坯断面大于200×200mm的方坯均可使用,优选360×450mm;通过钢包长水口将钢液浇进中间包,钢包长水口与钢包下水口连接处采用密封垫密封;中间包温度为1485-1505℃,中间包采用碱度(CaO/SiO2)为1.2~2.0的覆盖剂;结晶器电磁搅拌电流为350-600A,频率2.4Hz,二冷比水量控制在每公斤铸坯0.35~0.45L水量;凝固末端采用动态轻压下,压下量为7~9mm。
大方坯连铸浇铸时,所用覆盖剂控制化学成分为(以重量计):SiO225%~40%、CaO 30%~50%、Al2O3≤6%、MgO 2%~8%、F 2%~7%;覆盖剂的熔点为1300℃~1400℃。
进一步的,上述LF精炼工序中精炼终渣碱度控制为1.5~2.5;如果终渣碱度过高,使得所得钢中夹杂物组分靠近脆性夹杂物,可能导致产品在拉丝过程中出现断丝,若碱度过小,将影响精炼过程的脱硫效果、并增大对碱性钢包内衬的侵蚀。
其中,上述转炉初炼工序中,在转炉内加入碳含量>3.80%的铁水进行吹炼,15min后结束吹炼,出钢温度控制在1640-1680℃;在转炉出钢到25吨时先加入400kg硅钙钡对钢液进行脱氧,随后加入增碳剂、硅铁、锰铁等必需的铁合金,进行C、Si、Mn元素的合金化,合金加入量以控制C、Si、Mn成分合金化程度≥90%为准;钢液脱氧处理和初步合金化后每吨钢加入4.0~6.0Kg的活性石灰,出钢毕将钢包运至炉后吹氩站,以100-200L/min的流量对钢水吹氩搅拌8min-10min。
优选的,上述转炉初练工序中,出钢时在加入活性石灰时同时加入萤石,加入量为活性石灰量的20%;出钢过程在加入活性石灰时加入萤石,可加快化渣。
其中,上述LF精炼工序中,在钢水运至LF钢包炉精炼站时加入2~3公斤/吨钢的高碱度渣料通电升温,并分批加入总量为0.5~1.0公斤/吨钢的SiC或FeSi粉对钢包顶渣脱氧,同时钢包底部吹入氩气,供气流量控制在300~500L/min;精炼10~15分钟后降低钢包底部的供气流量至100~200L/min;继续通电升温,温度达到1565~1580℃后将钢液送至RH;其中,所述高碱度渣料的碱度大于7.0,SiO2≤6.0%。
优选的,上述转炉初炼和LF精炼工序中,出钢前向炉内加入高镁石灰;加入高镁石灰,能够提高转炉终渣粘度,减少出钢过程的下渣量。
其中,上述RH精炼工序中,钢包到达真空炉后,取样分析钢中各元素成分,抽真空,真空度压力控制在66.7Pa以下,处理15~20min;RH精炼处理5min后,根据取样分析结果,通过真空合金料仓加入所需合金,将钢中各元素含量调整至钢种要求中限,加入合金后的钢液循环时间应不小于7min,使钢中夹杂物能够充分上浮,在真空处理结束后向钢液喂入CaSi包芯线,吨钢喂入3~5m,喂线后软吹氩5-15min,氩气流量50~100NL/min;RH出站温度为1525-1540℃。
本发明中采用大方坯因拉速较慢,可明显降低保护渣卷入等易导致铸坯皮下质量的问题,同时采用动态轻压下,由于压下区域较宽,能够有效确保在凝固终点附近对铸坯进行挤压,对铸坯中心偏析、疏松等内部质量的改善效果更加稳定;此外,采用大方坯,其压缩比比采用小方坯大,也能够消除铸坯中心疏松、缩孔等缺陷,从而降低了产品在拉拔过程的断丝率。
本发明采用动态轻压下,压下区域达到7-9m长,在拉速波动时,能够通过选择使用不同位置的压下棍来对铸坯实施挤压,从而确保稳定的效果。
下面结合实施例对本发明进一步说明。
某钢铁公司实施本发明技术方案,生产8炉钢绞线钢82B,采用的工艺流程为120吨转炉初炼-130吨LF钢包炉精炼-130吨RH真空精炼-大方坯连铸浇铸。
具体实施例中,转炉初炼主要工艺参数见表1,LF精炼主要工艺数据如表2所示,RH精炼主要工艺数据如表3所示,大方坯连铸浇铸主要工艺参数如表4所示。
表1转炉初炼主要工艺参数
Figure BDA0000059629480000041
表2LF精炼主要工艺参数
Figure BDA0000059629480000051
表3RH精炼主要工艺参数
Figure BDA0000059629480000052
表4大方坯连铸浇铸主要工艺参数
Figure BDA0000059629480000053
经上述方法制得的三种82B钢的成品成分与标准对照如表5所示,上述实施例所得三种82B钢的检测值均在表5所示的检测值范围内;三种82B钢成品的铸坯质量及气体含量与标准对照如表6所示,上述实施例所得三种82B钢的检测值均在表6所示的检测值指标范围内。上述标准是用户根据GBT699-1999修改制定的。
表5成品成分与标准对照表
Figure BDA0000059629480000054
表6成品的铸坯质量、成品气体含量与标准对照表
由表5、表6可知,实施本发明的方法生产的钢绞线82B钢的成分、铸坯质量均满足钢种要求,且钢中T[O]达到0.0020%以下,铸坯表面无缺陷,铸坯中心疏松、中心缩孔均为0.5级,中心偏析、皮下裂纹、角部裂纹、内部裂纹均为0级;非金属夹杂物中A类≤1.5级、B、C、D均≤0.5级,即所得产品洁净度高。

Claims (13)

1.一种82B钢绞线钢的生产方法,其生产工艺路线包括:转炉初炼-LF精炼-RH真空精炼-大方坯连铸浇铸,其中,大方坯连铸浇铸工序中,凝固端末端采用动态轻压下,且采用全程氩气保护浇铸,铸机拉速0.45-0.55m/min,中间包温度为1485-1505℃;结晶器电磁搅拌电流为350-600A,频率2.4Hz,二冷比水量控制在每公斤铸坯0.35~0.45L水量。
2.根据权利要求1所述的82B钢绞线钢的生产方法,其特征在于:所述动态轻压下压下量为7~9mm。
3.根据权利要求1或2所述的82B钢绞线钢的生产方法,其特征在于:大方坯连铸浇铸工序中,包括中间包浇铸,中间包浇铸采用碱度为1.2~2.0的覆盖剂。
4.根据权利要求1或2所述的82B钢绞线钢的生产方法,其特征在于:LF精炼工序中精炼终渣碱度控制为1.5~2.5。
5.根据权利要求3所述的82B钢绞线钢的生产方法,其特征在于:LF精炼工序中精炼终渣碱度控制为1.5~2.5。
6.根据权利要求1或2所述的82B钢绞线钢的生产方法,其特征在于:转炉初炼工序中,出钢温度控制在1640-1680℃,钢液脱氧处理和初步合金化后每吨钢加入4.0~6.0Kg的活性石灰,出钢毕将钢包运至炉后吹氩站,以100-200L/min的流量对钢水吹氩搅拌8min-10min。
7.根据权利要求6所述的82B钢绞线钢的生产方法,其特征在于:转炉初炼工序中,出钢时在加入活性石灰时同时加入萤石,加入量为活性石灰量的20%。
8.根据权利要求1或2所述的82B钢绞线钢的生产方法,其特征在于:LF精炼工序中,钢水运至LF钢包炉精炼站时加入2~3公斤/吨钢的高碱度渣料通电升温,分批加入总量为0.5~1.0公斤/吨钢的SiC或FeSi粉对钢包顶渣脱氧,同时钢包底部吹入氩气,供气流量控制在300~500L/min;精炼10~15分钟后降低钢包底部的供气流量至100~200L/min;继续通电升温,温度达到1565~1580℃后将钢液送至RH;其中,所述高碱度渣料的碱度〉7.0,SiO2≤6.0%。
9.根据权利要求3所述的82B钢绞线钢的生产方法,其特征在于:LF精炼工序中,钢水运至LF钢包炉精炼站时加入2~3公斤/吨钢的高碱度渣料通电升温,分批加入总量为0.5~1.0公斤/吨钢的SiC或FeSi粉对钢包顶渣脱氧,同时钢包底部吹入氩气,供气流量控制在300~500L/min;精炼10~15分钟后降低钢包底部的供气流量至100~200L/min;继续通电升温,温度达到1565~1580℃后将钢液送至RH;其中,所述高碱度渣料的碱度〉7.0,SiO2≤6.0%。
10.根据权利要求1或2所述的82B钢绞线钢的生产方法,其特征在于:转炉初炼和LF精炼工序中,出钢前向炉内加入高镁石灰,加入量为500-800Kg/炉。
11.根据权利要求3所述的82B钢绞线钢的生产方法,其特征在于:转炉初炼和LF精炼工序中,出钢前向炉内加入高镁石灰,加入量为500-800Kg/炉。
12.根据权利要求1或2所述的82B钢绞线钢的生产方法,其特征在于:RH精炼工序中,真空度压力控制在66.7Pa以下,处理15~20min;RH精炼处理5分钟后,根据进站成分对钢液进行成分微调至钢种成分中限;真空处理结束后向钢液喂入CaSi包芯线,吨钢喂入3~5m;喂线后软吹氩5-15min,氩气流量50~100NL/min;RH出站温度为1525~1540℃。
13.根据权利要求3所述的82B钢绞线钢的生产方法,其特征在于:RH精炼工序中,真空度压力控制在66.7Pa以下,处理15~20min;RH精炼处理5分钟后,根据进站成分对钢液进行成分微调至钢种成分中限;真空处理结束后向钢液喂入CaSi包芯线,吨钢喂入3~5m;喂线后软吹氩5-15min,氩气流量50~100NL/min;RH出站温度为1525~1540℃。
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