硬线钢60#～70#的冶炼开发与生产实践

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刘立德，谢祥

(水城钢铁公司贵州六盘水553028)

摘要：介绍了水钢炼钢厂采用复吹转炉冶炼、LF炉精炼、150 mm×150 mm方坯连铸机生产硬线用钢坯的工艺控制及质量情况。

关键词：复吹转炉；硬线；工艺；铸坯

水钢生产的硬线钢用户主要经拉丝后制作钢丝绳、铝质电线钢芯、钢绞线、非机械弹簧(主要用于家具)等，要求在保证强度的前提下具有较好的韧性，故要求铸坯成分稳定、钢质纯净、磷和硫等有害元素含量低。

1 工艺路线

转炉冶炼—(双渣去磷、机械挡渣)—LF炉精炼(造白渣脱氧、脱硫、去夹杂，调整成分、温度，钙处理)—150 mm×150mm方坯铸机浇注(碱性工作层中间包，全保护浇注，结晶器电磁搅拌，二冷自动配水，连续矫直)—连铸坯。

2 主要工艺技术措施

2.1 炼钢工艺

炼钢工艺采取的主要措施有：

1)双渣操作，合理控制出钢温度，降低终点钢水磷含量。生产中根据铁水磷含量确定造渣方法，铁水磷含量低于0．120％时转炉采用单渣法，铁水磷含量高于0．120％时转炉采用双渣法。即在冶炼初期采用高枪位操作，早化渣，吹炼约5 min倒掉初渣后重新造高碱度渣，使终点磷达到较低含量，确保成品磷含量低于0．020％。

2)强化终脱氧，合理控制精炼炉到站钢水成分。良好的到站钢水条件是保证精炼效果，获得优质出站钢水的必要保障，是保证铸坯质量的基础。为保证钢水的脱氧和可浇性，出钢过程吨钢加入1．0kg强脱氧剂SiCaBa终脱氧，将进站钢水氧活度控制在20 ppm以下。为给LF精炼精确调整成分提供空间，炉前出钢时碳按下一钢号下限控制，硅、锰按标准成分中下限控制。

3)加强挡渣控制，减少下渣量。转炉氧化性炉渣中含有大量铁的氧化物，其进入钢包后将会对精炼过程造白渣产生影响，导致精炼效果的不可控；同时，进入钢包的转炉渣量越多，精炼过程回磷越严重。出钢末期通过机械臂加入挡渣锥挡渣，有效控制钢包内渣量，抽查钢包内渣层厚度小于70 mm。

2.2 LF炉精炼工艺

LF精炼炉具有钢水升温、精确微调成分、造白渣脱硫、去除夹杂净化钢水等诸多功能，同时还能起到缓冲转炉一连铸钢水衔接的作用，LF精炼工艺采取的措施主要有：

1)造白渣脱硫、脱氧。为加快白渣的形成，采用专用的预熔精炼渣和自制的合成渣，并采用电石、硅铁粉等脱氧剂进行造白渣操作，以保证在供电15 min内形成白渣，保持白渣时间不小于10min，渣中FeO含量不大于1．0％；LF精炼炉钢水平均硫含量由进站的0．019 0％降至0．009 1％，过程平均脱硫率52．14％。

2)精确调整成分。成分的稳定性是产品性能稳定，便于用户深加工的关键点之一，为将钢水成分控制在一个较窄的范围内，制定了严格的到LF炉目标成分和LF炉离站成分要求。LF炉的精炼周期为40～45 min，全程进行底吹氩并根据精炼进程和调整成分的需要调整底吹流量，保证钢水成分均匀性；每炉钢进站后配合快速光谱分析仪对成分先进行初调，第一次精炼后再进行精调，甚至进行两次以上精调，达到严格按内控目标或用户要求

组织生产的目的。

3)钢水钙处理。LF炉处理温度、成分等达到目标要求后，喂入适量SiCa包芯线对钢水进行钙处理，使夹杂物变性利于上浮，保证足够的软吹时间使之充分上浮，达到净化钢水的目的。

2.3连铸工艺

1)全保护浇注。大包采用带氩封的长水口，中间包采用侵入式水口和专用预熔型保护渣实现全程保护浇注，避免了钢水的二次氧化。

2)中间包冶金。采用碱性工作层中间包减少耐火材料对钢水的污染，利于净化钢水。中间包液面控制采用高液面的方式，并利用塞棒控流保证拉速的稳定，正常浇注时中间包液面高度为600～700mm。同时在钢液面上覆盖碱性无碳覆盖剂，既起到保温作用，还能吸附上浮的夹杂，充分发挥中间包冶金功能。

3)严格控制中间包钢水过热度。开发初期，由于对过程温降未掌握，担心温低事故，LF精炼炉离站温度较高，造成中间包钢水过热度达40℃～55℃且不稳定；经试验、总结，将钢水过热度控制在25℃～35℃较适合本厂浇注工艺，既保证顺利浇注，又满足铸坯质量要求，中间包温度情况如表1。

4)实施结晶器电磁搅拌和二冷自动配水。为提高铸坯表面质量及凝固组织，浇注过程全部采用结晶器电磁搅拌；二冷实施自动配水，冷却制度采用弱冷，比水量按0．7～1．01／kg钢控制，使铸坯温度在矫直点前达到910℃以上，避开裂纹敏感温度。

3 铸坯质量

3．1 成分控制

铸坯成分的稳定是稳定产品性能，便于用户深加工的基础。随着工艺操作的不断改进、LF精炼炉采用分次调整成分的工艺，钢水成分稳定性不断提高，取得理想效果。标准成分及铸坯熔炼成分统计如表2。

3.2铸坯低倍检验情况

连铸坯的低倍质量对最终钢材的质量有潜在的影响，稳定和提高连铸坯的质量是保证产品使用性能的重要环节。铸坯低倍检验结果如表3。

从表3可见，铸坯低倍质量控制总体良好，在227个试样的检验结果中，评级≤0．5级的比例分别为：非金属夹杂物达98．68％、中心疏松85．46％、皮下气泡100％、角部裂纹98．68％、边部裂纹99．56％、中间裂纹99．12％、中心裂纹100％、缩孔91．63％、中心偏析99．56％；227个试样2 043个检验数据中，评级≥2．0级的仅14个，占0．69％。