生产SWRM6优质低碳低硅钢盘条工艺实践摘要:全面总结杭钢转炉一高线生产SWRM6优质低碳低硅钢盘条工艺实践，并对SWRM6的生产结果进行分析，结果表明杭钢具备生产用于深加工的优质低碳低硅钢盘条的能力。0 前言 江、浙、沪等地区紧固件及五金行业发达，拉丝、冷镦用钢量较大。此类钢在加工过程中。变形量大，对原料的冷变形能力要求高。杭钢分析了市场形势和现有的技术装备条件，对转炉一高线生产SWRM6优质低碳低硅盘条工艺进行专项研究。经两年多的批量性生产，结合用户的使用情况，又对产品进行多次设计和调整，目前SWRM6钢生产能力和质量保证能力均达到较高水平，且已经产生一定的经济效益和社会效益。1 工艺设计及其实现 根据用户对此类钢的使用要求(拉丝、冷镦)，为了提高钢材的延伸性能，开发时综合此钢特点制订了SWRM6的化学成分(见表1)，同时布置了以下生产工艺路线。表1 SWRM6的化学成分表 %钢号CSiMnPSSWRM60.080.030.600.0350.035 热装铁水+废钢转炉冶炼CASLF精炼R6m150150四流四机连铸机检验步进梁式加热炉加热高压水除磷保温辊道14架粗中轧4架预精轧8架精轧4架减定径斯太尔摩控冷普通精整、检验、包装、入库。1.1 冶炼 目前国内40t以下的小转炉生产低碳低硅钢的条件并不理想，杭钢也如此，主要表现在钢水氧性高、去硫条件差、钢水纯净度低等。为克服以上困难，从产品设计初期至今，经历多次的试验和总结。对顶吹氧气转炉而言，生产低碳低硅钢的主要难度是脱氧脱硫。 试验初期，为了降低钢水中的硫含量，在冶炼过程中采用双渣法操作，文化一定程度上起到了降低出钢时的初始硫含量的作用。但此操作法对操作工的经验依赖程度较高，须在第一批渣料熔化脱硫后进行倒渣操作，进行第二次造渣。其难点是第一批渣料熔化终点的捕捉直接影响倒渣时的去硫率，而且过程倒渣不利于生产节奏的提高，严重影响转炉的产量。 通过一段时间的生产摸索和试验研究，其间随转炉部分技术、设备的改造成功，为SWRM6钢的脱氧、脱硫注入了新的内容： 1)通过对此钢操作作业指导书的制订，操作工熟练程度的提高，以及操作工对此钢特性的进一步了解，一次拉碳命中率得到很大提高，在一定程度上减轻了钢水的过氧化程度。 2)挡渣技术的改进，由原来的挡渣球改为挡渣锥，有效地减少了钢包中的渣量，使得钢水中的脱硫脱氧环境得到改善，减少脱硫剂、脱氧剂与炉渣的反应损失，提高了脱硫剂、脱氧剂利用率，从而提高了脱硫脱氧效率。 3)脱氧工艺和脱氧剂的改进。原脱氧工艺采取一次性在钢包内预加脱氧剂的方式，容易造成出钢前期钢水过脱氧而出钢后期则脱氧不足的问题，而且当时转炉厂无法实现在出钢过程中进行底吹氩，这样就会出现钢水脱氧不平衡，不但增加了脱氧剂的用量，而且脱氧效果不理想。针对这种情况，我们对脱氧方式进行了改进，首先根据钢水的炉内冶炼情况，出钢前在炉内加入一定量的复合脱氧合金进行预脱氧，使其中的碳参与反应而生成的气体搅拌钢水以达到净化钢水和均匀脱氧的目的。在出钢过程中采用“多批、少量、分阶段”加脱氧剂方法进行连续脱氧。以硅、钙、碳为主的高性能脱氧剂在炉前的应用，有效地降低了钢中的氧含量，使氧含量由原来的58.710-6下降到43.6l0-6，同时其本身成分以及脱氧产物也可以作为脱硫剂，在提高脱氧脱硫率的同时也改善了炉前的作业环境。 4)CAS工艺运用。CAS工艺作为一种简单的精炼手段，通过炉渣改质及钢包加盖吹氩，不仅提高了炉渣的去硫能力，而且使吹氩时间得以延长，由原来的3min增加到5min甚至更长，使夹杂物进一步上浮，提高了钢水的纯净度，为降低钢水中的氧活度，提高脱硫率，提高钢水的纯净度提供了有力的保证。 5)定氧仪在炉前的应用。通过对钢水中的氧活度进行定量检测，能及时了解钢水中的脱氧情况，对于脱氧情况欠佳的钢水进行补脱氧处理，以保证钢水的纯净度，提高铸坯的合格率。1.2 连铸 根据此类钢的特性，碳、硅及合金含量低，液相线温度高，同时因其氧化性高，脱氧后的钢水流动性差，在连铸上须采取以下措施：1)结晶器上采用高强度的冷却手段加大一冷的散热量，增加二冷水量，以改善铸坯的冷却条件，保证铸坯在出结晶器时形状稳定，防止铸坯回温，以及因冷却强度不够而造成鼓肚等缺陷的发生； 2)采用专用低碳保护渣改善坯壳在结晶器中的润滑条件和传热条件； 3)通过提高中间包液面高度以提高钢水的静压，在一定程度上缓解钢水流动性差带来的不利影响。通过以上措施的落实，SWRM6钢水的成分、出钢和浇注温度都得到有效保证，各方面表现稳定。表2为生产过程中随机抽取的实际化学成分和温度等控制情况。表2 SWRM6钢成分和温度控制情况表编号化学成分/%平均温度/平均拉速(m/min-1)150*150CSiMnPS钢包中包10.060.030.520.0120.028161015551.920.050.020.510.0150.031161515511.930.080.020.480.0080.033161215482.040.030.030.450.0210.024160815501.950.060.030.530.0180.022160515601.960.070.030.480.0090.025161515482.070.050.010.340.0220.028160515562.080.050.030.460.0140.018161215531.91.3 轧制 拉丝用线材要经受很大的拉拔变形，要求线材的强度低，塑性好，钢种珠光体含量越少越好。根据这些特点，在制订工艺时，适当提高终轧温度，采用缓冷，有利于先共析铁素体充分析出和长大，同时确保SWRM6钢具有良好的表面质量、严格的尺寸精度、均匀的力学性能等。高线厂在生产过程中制订了以下方案： 1)钢坯进加热炉前对钢坯逐根目测检查，控制入炉钢坯表面质量。表面质量不合格的钢坯须经表面清理、磨修合格后再组织生产。 2)制定合理的加热制度，保证钢坯加热均匀。严格控制预热段、加热段、均热段三段的温度，确保出炉钢坯经高压水除磷后开轧温度控制在97010。 3)通过控制冷却水箱的工艺参数，将预精轧入口温度控制在900-910，精轧入口温度控制在:860-870，吐丝温度根据规格的不同控制在：900930。 4)确定合适的控冷工艺，高线厂在轧制SWRM6时采用延迟冷却工艺。 5)严格执行轧制工艺，减少轧制缺陷，保证设备运行完好，轧前对活套、轧辊、吐丝管等进行认真检查，以减少钢材在轧制过程中出现擦伤、压痕等缺陷。2 生产结果分析 根据制订的工艺路线与方案，经过生产过程的精心调试与多次改进，杭钢自2004年以来共生产20 000余t合格SWRM6优质低碳低硅钢盘条。2.1 化学成分控制水平 在冶炼生产的SWRM6钢中随机抽取50炉进行统计分析，结果见表3。从表3可知，生产中化学成分控制能够达到设计的要求，其中平均碳含量为0.057，硅含量为0.021，锰含量为0.44，硫磷含量满足优碳钢的要求。由图1可知，杭钢SWRM6碳成分0.06的控制命中率为82，硅成分100控制在0.03以内，为最终获得良好而稳定的综合性能提供了保证。表3 SWRM6 冶炼化学成分控制表 %最小最大平均标准方案C0.0300.0800.0570.010Si0.0100.0300.0210.010Mn0.320.560.440.06S0.0200.0330.0250.003P0.0080.0350.0150.005图1 SWRM6化学成分分布直方图2.2 内在质量 对SWRM6钢做纯净度分析(参见表4)：钢中全氧含量在(104130)10-6之间，氮含量在(4565)10-6之间，夹杂物评级总级在1.53.5级，未发现粗系夹杂，说明冶炼浇注的能力能够满足用户的使用要求。表4 SWRM6纯净度水平编号气体含量/%非金属夹杂物评级ONABCD总级12-4440.01100.0045A0B1.0C1.5D02.512-4450.01150.0050A0B1.0C1.0D02.012-4460.01080.0055A0B1.0C0.5D01.512-4470.01200.0052A0B1.0C1.5D02.512-4480.01250.0047A0B1.0C2.0D03.012-5600.01040.0057A0B1.0C1.0D02.012-5610.01300.0065A0B1.0C2.0D03.012-5620.01170.0051A0B1.0C2.5D03.52.3 盘条力学性能 表5、图2分别是典型规格6.5mmSWRM6盘条力学性能统计图表。由此可见，杭钢生产的SWRM6盘条力学性能置信区间是：抗拉强度Rm为340390MPa；伸长率A11.3为3038。力学性能稳定，完全能符合用户的要求，与用户反映效果较好的华东某钢厂生产的同类钢种SL2的力学性能相当(见表6)。12冷顶锻合格率为100。图2 6.5 SWRM6盘条力学性能分布直方图表5 6.5SWRM6盘条力学性能Rm/MPaA11.3/%用户要求39030最小34530最大39038平均37533标准方差101.5表6 6.5SWRM6盘条与某厂同规格同类钢种SL2力学性能比较序号牌号Rm/MPaA11.3/%1SWRM6380332SWRM6380323SWRM6375324SWRM6380305SWRM6390336SL2390337SL2390328SL2375339SL23853410SL2375343 结语 杭钢生产的SWRM6优质低碳低硅钢盘条化学成分稳定，碳成分在0.06的控制命中率在82，硅成分100控制为0.03以内；钢中全氧含量在(104130)-6，氮含量为(4565)10-6，夹杂物评级总级在23.5级；抗拉强度Rm为340390MPa；伸长率A113为3038；具有良好的综合性能，能较好地满足用户深加工的要求，深得用户好评。同时为杭钢创造了较好的经济效益，为生产SWRM系列其他低碳低硅钢积累了宝贵的经验。连铸小方坯中心裂纹的研究与分析摘要：通过对现场跟踪及对操作工艺参数的统计，从钢水成分、操作工艺及设备因素分析了对Q23