一种高碳钢盘条夹杂物控制方法与流程

本发明属于高碳钢领域，尤其涉及高碳钢盘条的夹杂物控制方法。
背景技术：
：随着汽车等装备制造业的迅猛发展，同时出于减重和安全的考虑，线材制品呈现明显的高强化趋势，目前单丝强度最高可达4000MPa以上，但要获得如此高的强度，除进行成分调整之外，也对盘条的加工性能提出更高的要求。为了提高高碳钢盘条的加工性能，最通常的做法是采取措施细化盘条组织和对钢中的非金属夹杂物进行改性，改善夹杂物的变形性。在用于拉拔加工的高碳钢的夹杂物控制方面，研究人员通常只关注如何改变夹杂物本身的成分和性质，对于硫化物夹杂则研究得较少。《加工性优良的高碳钢线材》(申请号：201080003183.2)提供了一种含0.6～1.1％的碳、0.1～0.5％的Si、0.2～0.6％的Mn、0.004～0.015％的S、0.02～0.05％的Cr、0.02％以下的P和0.003％以下的Al的高碳钢线材。该种线材通过特别的轧制工艺获得指定尺寸的珠光体球团尺寸和硫化物夹杂间隔距离，从而使该线材具有良好的加工性能。同时，通过控制氧化铁皮中FeO的含量，使氧化铁皮的厚度为6～15um，运输过程附着性良好，机械除磷时脱落性能良好。为了提高高碳钢的加 工性能，该发明在盘条组织控制和夹杂物控制方面都做了工作，并且提及硫化物间距的控制对于盘条的加工性能有利，但该发明显然并未提及如何控制氧化物夹杂的危害，如果钢中存在尺寸较大且变形性不佳的氧化物夹杂，必然极大地损害高碳钢线材的加工性能。在盘条的夹杂物中，一般认为硫化物具有良好的变形性，不影响盘条的加工性能；氧化物夹杂则必须处于一定的成分范围才具有变形性，如果采用合理的成分和工艺，控制钢中氧化物夹杂的尺寸，同时使钢中的夹杂物转变为硫化物包裹氧化物的复合夹杂，则可以大大减轻氧化物夹杂变形性不好对盘条加工性能的不利影响。基于上述考虑，本发明进行了大量创造性研究工作，取得了良好的技术效果。技术实现要素：本发明的目的在于克服上述问题和不足而提供一种适用于碳含量0.6％以上的高碳钢盘条的夹杂物控制方法，通过采用合理的合金成分和精炼连铸工艺，控制钢中氧化物夹杂的尺寸，同时使钢中的夹杂物转变成硫化物包裹氧化物的复合夹杂，降低氧化物夹杂变形性不好的危害，改善盘条的加工性能，满足用户进行细丝拉拔的使用要求。对于碳含量0.6％以上的高碳钢盘条来说，氧化物夹杂常常是影响其加工性能的关键因素之一，本发明通过适当控制盘条的化学成分，结合转炉、精炼、连铸以及轧制工艺控制，开发出一种适用于高碳钢盘条的夹杂物控制方法，可以显著降低不变形的氧化物夹杂对盘条加工性能的损害。本发明目的是这样实现的：一种高碳钢盘条夹杂物控制方法，所述高碳钢盘条碳含量包括转炉、LF精炼、连铸、连轧和线材轧制：(1)转炉冶炼：转炉采用高碳出钢，转炉终点碳含量不低于0.4％，从而减少炉后增碳量，同时减轻钢液的氧化程度，降低由于炉后增碳和脱氧导致的钢液增氮。转炉炉后采用硅锰脱氧，避免使用Al、Ti等强脱氧剂。(2)LF精炼：为了保证精炼渣成分均匀化以及充分进行钢渣反应和夹杂物的上浮排出，精炼过程温度应控制在1550℃-1640℃，时间60-80分钟。适当的硫含量是本发明实施的必要条件，但硫含量过高会降低钢的疲劳性能，因此要求精炼终点钢液中硫含量应控制在0.016-0.025％之间。另外，钢液氧活度控制在(10-30)×10-6之间，钢液酸溶铝含量控制在0.0005％-0.0025％之间，钢液中的氧活度和酸溶铝过高或过低均会导致钢中夹杂物的尺寸增大，熔点升高，变形性能下降。此外，钢液的钛含量不应大于0.0010％，从而尽可能减少不变形的TiN夹杂形成，避免由于钛夹杂导致盘条在后续拉拔过程中发生断丝，在上述成分范围内，氧化物夹杂的数量和尺寸得到控制，且具有一定的变形性能，到钢液凝固后期，硫化物以氧化物夹杂为异质核心在氧化物周围析出，从而形成硫化物包裹氧化物的复合夹杂，提高线材变形时基体与夹杂物变形的匹配性，提高线材塑性。(3)连铸：采用大方坯连铸，钢坯断面尺寸280mm*380mm，拉速在0.6m/min-0.8m/min之间，中间包钢水过热度不大于25℃。通过低过热度浇注，减轻钢坯偏析，减少钢中氧化物夹杂、钛夹杂的长 大时间，降低夹杂物的尺寸。在此过程中，由于硫化物夹杂熔点较低，在铸坯凝固末端以细小的氧化物夹杂为核心析出，形成硫化物包裹氧化物的复合夹杂。在后续变形过程中，氧化物夹杂外围的硫化物夹杂可以配合基体的变形，防止氧化物夹杂两端形成微裂纹，提高成品的加工性能。(4)连轧和线材轧制：盘条直径5mm-5.5mm，吐丝温度880℃-910℃，吐丝后的盘条在斯泰尔摩冷却线上快速冷却到600℃～650℃进行相变，从而获得索氏体组织。本发明技术方案的特点为，通过适当控制钢中S含量，采用合适的精炼和连铸工艺，控制钢中氧化物夹杂的尺寸，使钢中夹杂物转变成硫化物包裹氧化物的复合夹杂，大大降低氧化物夹杂的危害，改善高碳钢盘条的加工性能。本发明有益技术效果在于：按照本发明中涉及的夹杂物控制方法生产所述成分的高碳钢盘条，盘条中氧化物夹杂细小，夹杂物形貌为心部为氧化物外层为硫化物的复合夹杂，在盘条拉拔加工过程中，氧化物夹杂外围的硫化物夹杂可以配合基体的变形，防止氧化物夹杂两端形成微裂纹，提高成品的加工性能。附图说明图1为本发明实施例1夹杂物形貌图。图2为本发明实施例2夹杂物形貌图。图3为本发明实施例3夹杂物形貌图。具体实施方式下面通过实施例对本发明作进一步的说明。本发明实施例根据技术方案的组分配比，进行转炉、LF精炼、连铸、轧制。本发明实施例钢的化学成分见表1。本发明实施例钢的主要工艺参数及夹杂物检测结果见表2。本发明适用的高碳钢盘条化学成分为：[C]：0.60％～0.95％，[Mn]：0.30％～0.60％，[Si]：0.10％～0.40％，[P]≤0.010％，0.016％≤[S]≤0.025％，[Ti]≤0.0010％，全铝：0.0005％-0.0020％，全氧：0.0015％-0.0025％。表1本发明实施例钢的化学成分(wt％)实施例C，％Si，％Mn，％P，％S，％全铝，％全氧，％Ti，％10.650.230.520.00790.0180.00160.00180.000320.740.250.550.00870.0190.00190.00160.000430.890.200.520.00760.0160.00080.00190.0006对比例0.760.230.530.00940.00340.00080.00190.0007表2本发明实施例钢的主要工艺参数及夹杂物检测结果当前第1页1 2 3