90t电弧炉-LF((VD)-连铸-连轧流程生产链轨节钢35MnBM的工艺实践

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摘要:北满特钢通过90t电弧炉-LF(VD)精炼-240㎜×240㎜方坯连铸-连轧工艺生产Φ65、Φ70㎜链轨节钢35MnBM(％：0.35C、1.25Mn、0.0018B、0.029A1、0.09V)。通过VD处理和全程无氧化保护浇铸，使[N]≤78×10^-6，钢中非金属夹杂物为0～2级，无发纹，晶粒度、组织和淬透性均满足标准要求。

关键词:EAF—LF(VD)一CC-CR流程　链轨节钢35MnBM　工艺实践

1 生产工艺

　 35MnBM链轨节钢工艺流程：90t电弧炉冶炼→LF精炼→VD真空→连铸240mm×240mm方坯→连铸坯热装(或缓冷→铸坯清理)→轧制。

1.1 电弧炉冶炼

　 90t EBT超高功率电弧炉，炉容96.1m³，炉壳直径6100mm，变压器功率85MVA 10％。

　冶炼采用熔氧结合、早期去磷、泡沫渣埋弧操作，当[P]≤0.015％、温度≥1630℃出钢。出钢[Si]、[Mn]不计烧损调至规格下限，出钢15t时，向钢包中加铝1kg/t；出钢量达20t时，随钢流加入增碳剂、粗调合金及渣料。留钢留渣操作，留钢量22.4t，出钢全程吹氩。

1.2 LF/VD精炼

　 90t LF变压器功率18MVA。VD是双罐、单盖、罐盖车横移式装置。钢包到精炼位后，给电加热化渣，用C粉、Si粉、Al粉扩散脱氧造白渣，升温速度4.0～5.0℃/min，[C]、[Si]、[Mn]、[V]微调完毕；精炼过程Als控制在0.025％～0.035％，温度≥1680℃时吊包。

　当VD真空度达67Pa，保持氩气搅拌10min以上，氩气压力≥0.5MPa，而后调小氩气压力破真空。破真空后依次精调成分，喂铝线0.030％，加钛铁0.03％，加硼铁0.0025％，再喂钙线160m，加150kg覆盖剂，软吹氩≥10min后，考虑残硫量喂入0.025％硫磺线。温度1565～1570℃吊包连铸。

1.3 弧形连铸机连铸

　 4机4流连铸系统包括，蝶型、支臂可独立升降的钢包回转台；悬臂式、变频驱动的中间包车；工作液位20t(800㎜)，溢流液位22t的中间包；内壁镀铬，长800㎜的管式结晶器；每流4架，1、2架拉矫；3、4架矫直的拉矫机系统，一区、二区随断面规格更换，三区通用的二冷区；自动火焰切割系统；出坯辊道、事故冷床、拨钢机等组成的出坯系统。连铸机半径10.25m，流间距1300mm，冶金长度28m。连铸是全程无氧化保护浇铸，铸坯拉速0.6～1.0m/min。

　结晶器冷却水流量2500L/min；停止浇铸时冷却水流量1300L/min；振动频率170r/min，振动截止频率150rpm，振幅3.9mm。结晶器电磁搅拌频率为3.0Hz，电流450A。连铸规格240㎜×240mm，定尺长度5.9m，切头600mm，切尾1600mm。

1.4 连轧机轧制

　采用侧进侧出步进梁式加热炉，预热段温度不限，加热l段(1100±20)℃，加热2段(1180±20)℃，均热段(1160±20)℃，开轧温度1050，1070℃，经平立交替布置、单线全无扭转的23架轧机轧制成Φ65mm、Φ70mm、4～6m的定尺材。

2 生产结果与分析

2.1 化学成分

　 35MnBM链轨节钢化学成分检验值见表1。由表1可以看出，通过90t电弧炉冶炼、90t LF/VD精炼，C、Si、Mn、P、S、B、A1、V等含量均控制在标准要求的范围内，且P、S含量平均值分别为0.014％、0.007％，控制较好。

表1 　35MnBM钢化学成分，30炉

2.2 低倍组织和非金属夹杂物

　通过对短流程生产线生产Φ65mm、Φ70mm、4～6m的定尺材检验结果看，中心疏松、中心偏析、一般疏松、一般点状偏析均波动在0～1级，波动级别较低，这与采用了结晶器电磁搅拌(M—EMS)、凝固末端电磁搅拌(F—EMS)技术有关。非金属夹杂物均≤2.0级(表2)，尤其是B类夹杂物控制得好。通过塔形检验未发现发纹存在(表3)。

表2 　35MnBM钢的非金属夹杂物／级

项目	A		B		C		D
项目	细	粗	细	粗	细	粗	细	粗
标准	≤3.0	≤3.0	≤3.0	≤3.0	≤3.0	≤3.0	≤3.0	≤3.0
检验值	0.5-2.0	0.5-1.5	0-1.0	0-1.0	0	0-0.5	0	0-1.5

2.3 淬透性与晶粒度

　为保淬透性要求，[C]、[Mn]保淬透性元素应按内控成分的要求控制在中上限，从表1看，经过短流程生产，[C]、[Mn]化学成分的平均值达到中线水平；从表3看，淬透性值满足技术条件要求，但为了更好地提高35MnBM钢淬透性，在批量生产时[C]、[Mn]尽可能往中上限水平控制。

　硼是活泼元素，在VD后，执行铝→钛→硼顺序精调成分，先用铝降低钢中氧、碳，再用钛铁固氮，使硼能充分发挥有效硼的作用，进而对提高钢的淬透性起作用。通过LF精炼加钒铁，VD喂铝线、加钛铁，使Al、Ti、V元素与钢中氧、氮、碳形成氧化物、氮化物或碳化物，弥散分布在晶界处，达到细化晶粒的目的，从表3看，晶粒度稳定控制在7～8级。

表3 　35MnBM的淬透性、晶粒度、发纹检验结果

3 结论

　通过30炉次的生产实践，北满特钢在短流程生产线上生产的35MnBM链轨节钢，其化学成分(％：0.33～0.37C、0.21～0.28Si、1.16～1.32Mn、0.0013～0.0024B、0.018～0.042A1、0.08～0.10V)、低倍组织、非金属夹杂物、淬透性(HRC：51～55.5J_1.5、46～51J₉、31～48.5J₁₅)、晶粒度(7～8级)、发纹及脱碳层完全满足技术标准要求，可进行批量生产。

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