河钢宣钢C72DA帘线钢质量稳定控制技术研究

2022-01-24张立君

山西冶金 2021年5期

张立君

（河钢宣钢二钢轧厂，河北宣化 075000）

高碳钢C72DA控轧控冷盘条主要用于制作胎圈钢丝、胶管钢丝和钢帘线等钢丝产品。作为轮胎、传送带、高压胶管等橡胶产品的骨架材料，要求钢丝具有强度高、韧性好、抗疲劳、耐冲击的优良综合力学性能，是深加工拉丝用的高强度线材。该牌号盘条从冶炼到成品钢丝经过冶炼、连铸、控轧控冷和拉拔、热处理等多道工序，每个工序对产品的力学和工艺性能要求存在较大差异，所以盘条生产难度大、质量要求高。本文结合生产试验研究，提出帘线钢C72DA质量的稳定控制与提升具体方案，从提高钢材内在质量、外在质量两个方面不断地改进并完善关键工艺控制点，提高C72DA成分的稳定性、纯净度以及过热度控制，使C72DA稳定生产达到了预期目的。

1 质量稳定控制原因分析

1.1 成分稳定性方面控制

C72DA化学成分要求控制范围窄，钢质纯净，有害元素含量低。特别在高品质钢丝生产中，成分波动会引起盘条的通条性能不均匀，造成断丝。

为了使成分更加稳定，提高钢水质量。对于成分的窄范围控制，主要从渣料的选择、氩气控制、取样节点及准确性、C及合金补加操作细化、软吹把控等几个方面控制。

1.2 渣系优化提高钢水纯净度方面

对于气体元素，氧含量的高低是纯净钢冶炼的关键指标，决定了钢中非金属氧化物夹杂数量。通过采用专用的精炼渣和脱氧剂进行脱氧造白渣以提高钢水纯洁度。

1.3 过热度控制方面

高碳钢的偏析是不可避免的，无论采取什么方法，只能减轻偏析，不能消除偏析。为了获得良好的力学性能和拉拔性能，应严格控制钢水过热度和拉速，最大程度的降低中心偏析。为了稳定过热度和拉速，精炼工序应该严格把控温度，对软吹过程中的温降和上钢温度进行优化和控制，保证拉速稳定。

2 具体实施方案

2.1 成分稳定性控制

选择合适的渣样，使钢渣具有合适的融化温度以及合适的碱度，控制碱度在0.8～1.0，目标0.9。一次供电15 min，使熔渣完全并具有良好的吸附能力和流动性，保证调C和补加合金时，可以全部融化进入到钢液中，以确保调分析时的准确性。

氩气控制分为一次供电阶段、调合金阶段以及软吹阶段。

1）一次供电阶段。使用氩气采用大流量氩气，使熔渣充分搅拌，加速熔渣融化，以达到快速升温的目的。同时，钢水温度升高，熔渣完全融化且具有良好流动性，也可使精1样本具有准确性和代表性。

2）调合金阶段。精1成分分析出来后，氩气模式采用旁通吹入，碳粉和合金调入后，充分搅拌，使其在钢液中充分熔化并被吸收，保证成分准确。

3）软吹阶段。精炼结束后进行软吹氩阶段，因该钢种软吹时间控制长，要求在30 min以上，所以软吹控制尤为重要。既要保证成分和温度充分混匀，又要保证温度可控。该阶段严格控制氩气流量，绝对不允许钢液裸露。

取样节点及准确性控制，保证一次上电后，熔渣充分熔化有样可取，若出现渣料未完全融化，应继续供电。取样之前，应进行1～2 min大翻，使成分均匀。之后氩气调制中吹或弱吹，开始取样操作，取样要求采用无铝取样器。

在调C和合金补加过程中，要求补加量精准控制，合金采用低钛硅铁和中碳锰，成分控制按目标值调整（见表1）。由于脱氧剂采用硅铁粉和碳化硅，所以在补加硅铁时，要考虑脱氧剂增硅。调成分时，氩气采用大流量氩气，保证碳粉和合金完全进入钢液中，并充分熔化吸收。

表1 化学成分表 %

精炼结束后进行软吹氩处理，软吹氩时间≥30 min，整个软吹过程不得吹破渣层。保证成分的均匀性和准确性，同时由于软吹时间长，要兼顾钢水温降情况，软吹过程中先加覆盖剂。

2.2 钢水纯净度控制

优化渣系，精炼渣要兼顾各项冶金功能的发挥，特别是要协调脱硫和吸附夹杂，C72DA对硫要求严格，要求w（S）不大于0.008%，所以在精炼渣设计上要考虑脱硫能力，因此在精炼渣的选择上，采用72A专用精炼渣。

冶炼C72DA脱氧剂采用低铝硅铁粉和90碳化硅，前期脱好氧，早化渣，早成渣，保证白渣冶炼，后续持续脱氧勤加少加。

2.3 过热度控制

提高过热度控制，保证连铸机横拉速，以提高铸坯质量。全过程钢包加盖，合理加入覆盖剂，保证软吹过程渣层不结壳，具有流动性。软吹时间长，不少于30 min，温降按30～38℃控制，合理使用氩气流量，目标中包过热度25℃以内。

3 实施效果

3.1 成分稳定性控制

通过对氩气的控制、钢样的准确性以及调C时机的把控，将实施前后的C控分析做对比，见表2、表3。

表2 实施前w（C）控分析表 %

表3 实施后w（C）控分析表 %

通过实施前后w（C）控分析表的对比，可以看出，实施前w（C）控波动大，最高0.736%，最低0.695%，相差w（C）为0.04%。实施后w（C）控稳定，波动小，并且控制在目标值0.71%，最高0.721%，最低0.705%，相差0.015%。

通过调w（Mn）时机的把控以及氩气控制，实施前后w（Mn）控做对比，见表4、下页表5。

表4 实施前w（Mn）控分析表 %

表5 实施后w（Mn）控分析表 %

通过对比，实施前Mn控波动较大，数值参差不齐，不定性较差。实施后，w（Mn）在52%～53%波动，波动范围小，非常稳定。

3.2 过热度控制

通过合理规范使用覆盖剂，全程钢包加盖以及氩气的合理使用，实施前后中包过热度对比，见下页表6、表7。

表6 实施前中包过热度控制 ℃

表7 实施后中包过热度控制 ℃

通过对比可以发现，在实施前中包浇铸温度多数超过规定的过热度30℃，且最高温度和最低温度温差大、波动大，前后期温度幅度大，最大温差达到了27℃，最小温差为9℃。实施后，中包浇铸稳定，有利于恒拉速拉钢，所对比炉次均未超过规定过热度，最高温度和最低温度温差小，对铸坯质量提升也起到关键作用。

3.3 渣系优化提高钢水纯净度

精炼渣系由原来的炉前加白灰700 kg，萤石球100 kg，轻烧白云石300 kg，精炼加白灰1 000 kg，石英砂2 500 kg变为炉前加72A专用精炼渣1 750 kg，精炼加72A专用精炼渣950 kg。之前石英砂加入后，渣子稀薄（R从1.42变为1.15）升温困难。后期渣R值为1.15，存在烧锰现象，最高烧锰14个。渣系优化之后，防止了增硅烧锰，对于提高成分的命中率和稳定性有明显作用。