65#钢生产工艺的技术优化

６５＃钢生产工艺的技术优化

　　蔡常青

福建三钢闽光股份有限责任公司炼钢厂　福建三明３６５０００

摘要　介绍了福建三钢炼钢厂２０１２年５月份后６５＃高碳硬线盘条在市场上出现杯锥状拉断的质量异议的情况，分析了产生质量异议的原因是孔洞及中心部位的交替偏析，并对转炉、精炼、连铸进行了工艺优化，重点是对过热度与拉速进行了调整。通过一段时间的摸索与市场检验，证明了所采取的措施是有效的，６５＃拉断率明显降低，用户异议与索赔率下降。关键词　６５＃；杯锥状断口；末端电搅；交替的正负偏析；缩孔与疏松

Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　６５＃　Ｓｔｅｅｌ

Ｃａｉ　Ｃｈａｎｇｑｉｎｇ

ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ　ｐｌａｎｔ，　Ｆｕｊｉａｎ　ｓｔｅｅｌ　Ｍｉｎｇｕａｎｇ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ　　Ｆｕｊｉａｎ　Ｓａｎｍｉｎｇ　３６５０００

Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　６５＃　ｈｉｇｈ　ｃａｒｂｏｎ　ｈａｒｄ　ｗｉｒｅ　ｒｏｄ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｂｙ　Ｆｕｊｉａｎ　ｔｈｒｅｅ　ｓｔｅｅｌ　ａｆｔｅｒ　２０１２　Ｍａｙ　ａｐｐｅａｒｅｄ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｂｊｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｕｐ　ａｎｄ　ｃｏｎｅ　ｂｒｅａｋ　ｓｔｅｅｌｗｏｒｋｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍａｒｋｅｔ．　Ｉｔ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎｓ　ｏｆ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｂｊｅｃｔｉｏｎ　ｉｓ　ａｌｔｅｒｎａｔｅ　ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｈｏｌｅｓ　ａｎｄ　ｃｅｎｔｅｒ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，　ｒｅｆｉｎｉｎｇ，　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｗａｓ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．　Ｔｈａｔ　ｍａｉｎ　ａｄｊｕｓｔｅｄ　ｓｕｐｅｒｈｅａｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｓｐｅｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ａ　ｐｅｒｉｏｄ　ｏｆ　ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍａｒｋｅｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔ，ｐｒｏｖｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ａｒｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ．　６５＃　ｂｒｅａｋｉｎｇ　ｒａｔｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｕｓｅｒ　ｄｉｓｃｒｅｐａｎｃｙ　ａｎｄ　ｃｌａｉｍ．　ｄｅｅｒｅｎｓｅｄ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｕｐ　ｔｏ　ｎｏｗ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　　６５＃；　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｃｕｐ　ａｎｄ　ｃｏｎｅ；　ｔｅｒｍｉｎａｌ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｓｔｉｒｒｉｎｇ；　ｔｈｅ　ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ａｎｄ　ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ　ａｌｔｅｒｎａｔｅ；　ｓｈｒｉｎｋａｇｅ　ｃａｖｉｔｙ　ａｎｄ　ｐｏｒｏｓｉｔｙ

第卜七届全国炼钢学术会议文集

１生产工艺

当前三铡炼钢厂生产６５“钢生产工艺路线：１２０ｔ复吹转炉—◆吹氩站—◆１２０ｔＬＦ槲１６０ｍｍ×１６０ｒａｍ七机七流方坯连铸机。

七机七流方坯连铸机的弧半径为ｌＯｍ，流间距为１２００ｍｍ，钢包回转台与中间包车均能在线升降，结晶器采用液压正弦／非正弦振动，配有结晶器电磁搅拌与二冷未端电磁搅拌、二冷水汽水雾化冷却、塞棒液面自动控制、结晶器液面自动控制等技术。可以说是国内装备较先进的连铸机之一，但生产６５“的质量不是很稳定，应当是工艺控制不当造成的。

２断口分析

从市场拿回的断样做微观分析，断样芯部

存在“Ｖ”字形断口和碳偏析带，如图３图４所示。

图３：断样心部的“ｖ”字形断口图４：断口的横、纵剖面存在交替的正负偏析带

金相分析：试样横向、纵向心部均存在大量孔洞。腐蚀后，试样横向、纵向心部均存在交替分布的ｊＥ负偏析带，孔洞位于偏析带内。试样纵向断口处未见异常夹杂，腐蚀后断口处组织正常。综合分析，钢丝拉拔断裂主要与母材心部存在偏析与孔洞、疏松有关。

３技术优化

通过分析明确了拉断主要与方坯心部孔洞和碳偏析有关，因此必须重点给序解决。

３．１降低碳偏析的主要措施

因６５＃ｔ龋Ｊ碳内控为０．６２￣０．６５％，原在８２０ｋｇ／ｔ低铁水耗的情况下，终点碳平均为０．０７３％，而当前９７０ｋｇ／ｔ３．１．１高拉碳高铁水耗的情况下，采用高枪位操作，在保证脱磷的基础上，终点碳平均为０．１１７％左右，这样减少出钢过程中的增碳剂用量，在有限的时间可降低钢水自身的碳偏析

３．１．２钢包底吹系统优化

炼钢厂１２０ｔ转炉系统自２００９年投产以来，钢包底吹透气砖位置虽经院校水模试验优化，但实际使用中发现钢包局部存在明显死区，后经院校的重新校正，将钢包透气砖同耳轴的夹角２７。改为５４。，改进了１５个钢包，从现场的使用看，钢包死区现象明显改善，拟对其余的７个钢包全部进行改造。

第十七届全国炼钢学术会议文集

图６１２０ｔ钢包底吹透气砖改进前后位置对比

３．１．３精炼碳的控制

１０月份后优质坯要求精炼一样Ｃ含量（６０钢≥０．５０％，６５钢＞ｔ０．５５％），降低精炼后期因大量增碳引起的碳偏析，同时规定软吹氩时间（ｔ）：ｔ≥１０ｍｉｎ。软吹氩时间（ｔ）：５≤ｔ＜１０ｍｉｎ，及精炼一样Ｃ含量（６０钢＜０．５０％，６５钢＜Ｏ．５５％），均改判为合格坯（原来判为优质坯）。

３．１．４结晶器电搅

根据东北大学的前期磁场检测数据计算、６０钢试验的成分检测结果、６５钢枝晶腐蚀检测结果，结晶器电磁搅拌引起的枝间倾斜达３０。（较为正常的枝间倾斜在２７。），推断出目前结晶器电磁搅拌过强，已引起较严重的负偏析，使后期凝固正偏析加重。并且，拉速越低，结晶器电磁搅拌作用时间越长，其负面效应越明显。因此应下调结晶器搅拌电流强度，电流从３８０Ａ／流位下调到３００Ａ／流位。

图５结晶器电磁搅拌过强引起的枝间倾斜达３０。

３．１．５未端电搅

在未端电搅使用与认识上还存在不位的地方，末端电搅投产初期安装离弯月面９．３ｍ，后考虑今后生产更高级别钢种，如７２Ｂ、８２Ｂ的开发，会降低拉速，因此２０１２年５月２４日将末端电搅移到离弯月面７．７ｍ，现在看来移位是偏前了。

３．２降低疏松缩孔的措施

３．２．１严格温度控制

低的过热度控制技术：保证低的中包过热度，中包过热度控制目标值２０±６℃，同时确保最高过热度Ｔ≤３０℃（中包开浇第一炉除外），其他炉次过热度超过３０℃按２０元／炉考核，超过３５℃按１００元／炉考核，兼顾生产的顺行和铸坯的实物质量，过热度的降低无疑会减少缩孔与疏松。

３．２．２拉速控制

降低拉速是减少液芯长度的有效措施，因此从２０１２年１０月２１日后在实际生产中将拉速由２．０ｒｒｆｍｉｎ降到１．７５ｎＶｍｉｎ，当前的液芯比例为：３０～３７％，处于理论控制的水平。

３．２．３二冷配水

由于偏析是凝固区域有时在末端电搅之外，因此提高二冷比水量，加快铸坯凝固能够加快铸坯的凝固，减少末端电搅位置液芯。在生产试验过程中，分别试验了比水量０．７３ｋｇ／吨钢，０．９７ｋｇ／吨钢对铸坯低倍质量，以及铸坯碳偏析的影响。从试验效果来看增大二冷比水量对降低碳偏析是有益的。

第十七届全国炼钢学术会议文集

３．３其它提高６５４钢品质的措施

３．３．１氮的控制

转炉工序通过出钢碳的提高，同时通过高铁水耗提高入炉铁水比，氮含量降低，有利于钢水脱氮；精炼通过加强埋弧效果，减少电离增氮；连铸工艺方面采用大包套管的定期更换及密封垫的每炉更换，增强密封性能，减少钢水吸氮。

表１２０１２年与２０１１年６５”钢氮含量对比

３．３．２金相组织的控制

６５＃盘条要求具有均匀一致的索氏体组织，无网状渗碳体和马氏体，并且理论研究粗大的珠光体和先共析铁素体尽可能少。轧钢工序在组织控制在应避免生成网状渗碳体，从铁碳相图可看出，含量越高，冷却速度越慢。越易形成渗碳体组织，越容易拉断，因此轧钢的冷却控制对材拉拔性能也有重要影响。３．３．３打包的质量

从市场用户反馈的较多的还有三钢６５＃钢的打包质量，如打包的乱丝、丝线的扭曲、表面擦伤等造成在拉拔过程的打结与拉拔过程的作业率下降和伤口应力集中引起的拉断等均会引起用户损失，如图８、图９、图１０所示。

图８材的表面存在擦伤图９材的扭曲与乱丝图ｌＯ因材的乱丝在拉拔过程中产生打结

４效果

４．１铸坯中心碳偏析降低

２０１２年１～５月份，６５４钢生产的碳偏析情况，如表２。

表２２０１２年ｌ～５月份未端电搅离结晶器弯月面９．３ｍ位置时的６５８钢生产的碳偏析情况

注：碳偏析的计算方法采用五点法进行统计，Ｃ偏析指数＝５×Ｃ中／（Ｃｌ＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４＋Ｃ中）。

Ａ

Ｂ图１０碳偏析的采用五点法碳偏析的计算方法采用五点法

第十七届全国炼钢学术会议文集

表３２０１２年６～１０月份未端电搅离结晶器弯月面７．７ｍ位置时的６５。钢生产的碳偏析情况

从表２与表３碳偏析指数对比，在拉速、过热度等没有变化的前提下，未端电搅从９．３ｍ位置移至７．７ｍ位置，碳偏析指数变差了。

表４２０１２年１１－－２０１３年元月份未端电搅离结晶器弯月面７．７ｍ位置工艺优化后的６５。钢生产的碳偏析情况

通过表４与表２、表３对比，未端电搅从９．３ｍ位置移至７．７ｍ位置后在拉速、过热度等优化的前提下，碳偏析指数变好了。４．２铸坯上的疏松与缩孔改善情况

表５２０１２年ｌ～５月份未端电搅离结晶器弯月面９．３ｍ位置时拉速为２．Ｏｒｅ／ｒａｉｎ的共取低倍样７８个低倍情况

表６２０１２年０１０月份未端电搅离结晶器弯月面７．７ｍ位置时拉速为２．０ｍ／ｍｉｎ的共取低倍样７０个情况

从表５与表６的６５＃低碳偏析和缩孔对比，在拉速、过热度等没有变化的前提下，未端电搅从９．３ｍ位置移至７．７ｍ位置，碳偏析与缩孔变差了。

表７２０１２年ＩＩ一２０１３年２月未端电搅离结晶器弯月面７．７ｍ位置时拉速为１．７５ｍ／ｍｉｎ共取低倍样８６个情况

通过表７与表５、表６对比，未端电搅从９．３ｍ位置移至７．７ｍ位置后在拉速、过热度等优化的前提下，低倍的碳偏析与缩孔明显变好了。

通过工艺优化与持续改进，６５８钢的实物质量得到明显的改善，市场异议明显降低，从２０１２年１１月到２０１３年３月未接到因碳偏析产生杯锥状断口的投诉。表８为三钢自２００９年到２０１３年市场投诉情况。

表８自２００９－２０１２年市场６５４钢投诉情况ＩＯｌ３