一种高碳钢夹杂物控制方法与流程

文档序号:16856432发布日期:2019-02-12 23:21阅读:241来源:国知局

本发明属于冶金技术领域,涉及一种高碳钢夹杂物控制方法。



背景技术:

高碳钢是碳含量为c≥0.6%的钢种,大量应用于金属制品行业,特别是制丝行业,用高碳钢生产的钢帘线、切断丝、胶管钢丝、胎圈钢丝、石油钻井钢丝绳等,直径最小达到0.08mm,对钢的纯净度要求非常高,除杂质元素要求严格控制,对钢中非金属夹杂物的控制也要求非常高。

帘线钢是一种典型的高碳钢线材产品,其生产过程中需要将直径5.5mm盘条拉成0.15mm细丝,线材长度增至原来的1345倍,截面积缩至0.07%,最后合股成绳。拉到如此细丝,任何稍大尺寸的硬性夹杂、偏析、非常规组织、内部及表面缺陷都可能是致命的,都可能造成断丝,生产难度高;因此,帘线钢冶炼过程不仅要保证夹杂物数量要少、尺寸要小,而且钢中非金属夹杂物具有很好的变形性能,在轧制过程能够沿轧制方向变形,另外对于厚度为0.3mm的薄钢板,要求在1m2面积内粒径小于50μm的夹杂物应少于5个,才能达到废品率在0.05%以下。这些钢种对夹杂物尺寸和分布及偏析程度具有更加严格的要求。

对于帘线钢中的非金属夹杂物普遍采取塑性化控制思路,合理地控制脱氧条件和钢包顶渣的成分,能够得到熔点低、塑性良好的脱氧产物,从而使得钢的塑性和疲劳强度都大大提高,该技术的关键是控制脱氧条件、调整渣的成分,创造动力学条件使钢液、夹杂物和钢包顶渣之间达到平衡。钢中夹杂物的成分控制技术,可以降低夹杂物危害,将有害夹杂物无害化。而低熔点夹杂物的控制对于线材,特别是直径很小而强度要求较高的细丝,如钢绞线、弹簧钢丝等有重要的意义;塑性化控制方法固然可以很好地改善钢中夹杂物的加工性能,满足帘线钢拉拔工艺要求。但是对于必须采用al脱氧的钢种,钢中夹杂物的al2o3含量较高,难以进入夹杂物塑性成分区域。



技术实现要素:

本发明的目的是针对现有技术存在的问题提供一种高碳钢夹杂物控制方法。

具体技术方案如下:

高碳钢的冶炼连铸包括转炉冶炼、lf精炼、方坯连铸,本发明的高碳钢夹杂物控制方法,是在lf精炼后,通过喂丝机向钢包内喂入镁包芯线,同时底吹氩气搅拌,加速镁蒸气与刚中杂质的反应,形成纳米级含镁氧化物,镁包芯线喂入完成后,底吹氩气弱搅拌,弱搅拌时间15-25min,吹氩液面以涌动、钢水不裸露为标准,温度达标后,关闭氩气并投入覆盖剂,将钢包转运至浇注平台进行方坯连铸;

进一步的,所述镁包芯线包括无缝纯铁管、包裹于所述无缝纯铁管内的线芯,所述线芯以质量百分比计含镁15%、铝10%、铁粉75%。

进一步的,所述无缝纯铁管的管壁厚度为1.5-2mm;

进一步的,所述lf精炼过程喂入硅线脱硫,所述镁包芯线喂入量为硅线未入量的50%;

进一步的,所述底吹氩气搅拌的氩气流量20m3/h,所述底吹氩气弱搅拌的氩气流量3-5m3/h。

本发明的工作原理和有益效果为:

镁处理工位为lf精炼结束后,向钢水中喂入含镁包芯线,依靠镁元素进入钢水后以蒸汽形式与钢水中的元素反应,形成大量弥散分布的纳米级氧化镁或镁铝尖晶石颗粒,为后续夹杂物形核及微观组织细化提供异质形核质点;为了保证镁元素的收得率,复合包芯线采用镁、铝、铁机械混合方式将镁做钝化处理,降低其活性,同时外围采用纯铁包裹,以一定的速度喂入钢水中,生产中根据液面翻腾情况调整喂线速度,液面翻腾剧烈时可以降低喂入速度。

采用本发明的控制方法一方面可以显著细化高碳钢中非金属夹杂物的尺寸,放宽对高碳钢中氧化铝夹杂物的控制范围,生产工艺更加灵活;另一方面镁处理还可以抑制高碳钢中网状碳化物的析出,促使碳化物变成球形颗粒,显著改善高碳钢线材的综合力学性能。

具体实施方式

以钢厂用80t转炉生产线为例,生产钢种为82b,主要用于生产钢绞线,转炉出钢过程采用si-mn-al复合脱氧,精炼设备为lf炉,轧材规格为φ5.5mm,轧材中的夹杂物以cao-sio2-al2o3系复合夹杂物为主,球形夹杂物尺寸约为5~10μm,拉拔过程中夹杂物沿轧制方向变形能力差,用户对该刚过程中经常出现拉拔脆断现象,断口形貌呈笔尖状,检查发现盘条中心碳偏析严重,并且存在复合夹杂物。

实施例1

lf精炼任务结束后,向钢包中喂入60m/炉含镁包芯线,喂入过程中采用流量20m3/h的氩气底进行吹氩气搅拌,所述包芯线中含镁15%,含铝10%,铁粉75%,采用1.5mm无缝纯铁管包裹,喂丝结束后采用流量3m3/h的氩气进行底吹氩气弱搅拌15min,随后送入连铸工序,铸坯断面175mm×175mm,轧制线材为φ5.5mm盘条,经用户检验,盘条的抗拉强度提升90mpa,断面延伸率提高了9%,断丝率降低60%以上,盘条中夹杂物尺寸集中分布于1.5μm~2.5μm之间,最大夹杂物直径小于5μm。

实施例2

lf精炼任务结束后,向钢包中喂入60m/炉含镁包芯线,喂入过程中采用流量15m3/h的氩气底进行吹氩气搅拌,所述包芯线中含镁15%,含铝10%,铁粉75%,采用1.5mm无缝纯铁管包裹,喂丝结束后采用流量5m3/h的氩气进行底吹氩气弱搅拌20min,随后送入连铸工序,铸坯断面175mm×175mm,轧制线材为φ5.5mm盘条,经用户检验,盘条的抗拉强度提升91mpa,断面延伸率提高了9%,断丝率降低60%,盘条中夹杂物尺寸集中分布于1.5μm~2.5μm之间,最大夹杂物直径小于5μm。



技术特征:

技术总结
本发明属于冶金技术领域,涉及一种高碳钢夹杂物控制方法。本发明的镁处理工位为LF精炼结束后,向钢水中喂入含镁包芯线,依靠镁元素进入钢水后以蒸汽形式与钢水中的元素反应,形成大量弥散分布的纳米级氧化镁或镁铝尖晶石颗粒,为后续夹杂物形核及微观组织细化提供异质形核质点;采用本发明的控制方法一方面可以显著细化高碳钢中非金属夹杂物的尺寸,放宽对高碳钢中氧化铝夹杂物的控制范围,生产工艺更加灵活;另一方面镁处理还可以抑制高碳钢中网状碳化物的析出,促使碳化物变成球形颗粒,显著改善高碳钢线材的综合力学性能。

技术研发人员:秦俊山;付红卫;胡明
受保护的技术使用者:甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司
技术研发日:2018.10.29
技术公布日:2019.02.12
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1