帘线钢C72DA生产工艺与夹杂物控制

时间：2024-11-06

皮鹏飞

（天津荣程联合钢铁集团有限公司轧钢厂，天津 300000）

首先，钢帘线是生产汽车等相配套的一些必不可少的金属骨架材料。要求通过轧材经过干湿等多次特殊处理工艺最终生产出直径为0.15mm～0.2mm的成品钢材，在制作过程中各个环节的制作工艺复杂，同时对钢水的洁净度要求十分高，对于生产钢材的洁净度来说，每一个生产环节和操作工艺都将决定生产结果，从整个的流程来看，首先控制的洁净度显得尤为重要。对帘线钢72A钢中非金属夹杂物通过电镜扫描和光谱分析等手段，找出夹杂物的来源。结合自身工艺特点，对转炉、LF精炼、连铸等工序提出详细的夹杂物控制措施，并应用于生产实践，通过采取措施，夹杂物控制水平有大幅度提升，大颗粒夹杂物得到有效控制。

1 帘线钢生产流程及主要化学成分

1.1 帘线钢主要化学成分介绍

帘线钢C72DA的主要化学成分包括：C，Si，Mn，P，S，Cr，Ni，Mo，Cu，Al，N等，具体含量如下表所示：

表1 C72DA化学成分

1.2 帘线钢C72DA生产流程介绍

帘线钢C72DA的具体生产流程较为复杂，（删除）具体如下：转炉→精炼（VD）→连铸→盘条→机械除磷→校直→水洗→（稀硫）电解酸洗→水洗→除硼→烘干→7道拉拔→2.8mm→7道次拉拔→1.4mm→加热→铅浴火→镀铜→19道次水箱拉拔→0.3mm（拉拔速度12m/s）→收线（每轴23kg）→每轴强度检测。

1.3 脱氧合金化

首先，应该将转炉出钢的温度最好控制在1600℃～1620℃[1]，终点的钢水碳含量不得低于0.45%，工艺制定对使用合金种类单独控制，硅铁采用微铝硅铁，碳粉质量对与控制钢水氮含量有重要影响，采用低氮碳粉，氮含量不得超过250ppm。

其次，出钢过程合金加入的次序，在钢量出钢过程1/3时依次加入锰硅合金，硅铁，硅钙钡。合金加入量为锰硅合金4.0kg/t～4.5kg/t，硅铁1.5kg/t～2.2kg/t，硅钙钡0.3kg/t～0.5kg/t。（出钢量变化或）合金成分变动时及时调整合金加入量，出钢过程全程吹氩，压力设置为0.5Mpa～0.7MPa，出钢后立即调整吹氩压力调整为0.3Mpa～0.4Mpa。在出成品时要严格调整出品环境，保证出品的环境安全和干净。

转炉工序控制重点由于碳含量比较高，终点渣粘度含量大。如果摇炉工起炉不及时，下渣量过大应当补加适当的石灰进行调节。出钢前需要仔细检查钢包的整体状况，包括温度，湿度，干度，整洁度等，出钢后检查是否存在积渣，对于不合格的钢包进行及时更换和修理[2]。

2 其他原因

2.1 化学成分的影响

C72DA冷拉钢丝用盘条所使用的相关化学成分要求较高，所用的钢质较为纯净，其中所包含的有害元素含量少。尤其是在高品质钢丝的生产过程中，钢丝内所含的化学成分的改变将会引起部分通条性能不均匀。其次对于其中所含的有害元素，s的化学成分过高会引起产品的塑性和韧性等专业性能的降低，p的化学成分过高将会使得盘丝的降低塑性、造成冷脆，铜含量高会引起红脆。

2.2 气体元素的影响

在生产过程中，气体元素对于生产产生的影响也很多，氧的含量将会决定钢中一些非金属氧化物的夹杂含量的多少[3]，氮则会决定钢的韧性强弱，氢影响钢的时效敏感性，在晶界上偏析凝聚后会引起疲劳断裂，生产中也要严格控制。

2.3 夹杂物的影响

常见的夹杂物主要是点状氧化物类(D类)，该夹杂物的形貌图以及其组成的含量分别有以下几种其级别≤0.5级，主要组成4.53%MgO+21.12%Al2O3+20.28%SiO 2+39.34%CaO+3.76%MnO，部分夹杂物中存在着少量的铁成分以及钛成分。详情见图1。

该夹杂中具有较高量的CaO，属于熔点比钙斜长石高的复合塑性夹杂。安钢在生产中合金的选择和稳定加入量容易出现工艺波动，今后需要进一步稳定工艺，强化工序可操作性。另外，在个别批次观察到直径小于3μm的小颗粒Al2O3脆性夹杂，但也需要进一步控制。

图1 部分夹杂物中铁成分以及钛成分

3 帘线钢C72DA卷渣存在的原因

研究人员对于帘线钢C72DA卷渣卷入的原因进行观察和分析得出，在帘线钢C72DA生产过程中有3个不同种类的原因，具体为结晶器壁铜管卷渣，回流卷渣，漩涡卷渣这三种。

4 改善措施

（1）拉坯速度。拉坯的速度过快时，将会保护渣熔融整体结构的变化[4]，如果渣熔融的厚度减少，粉渣层卷入钢液的可能性就会变大；倘若拉速太低，就会造成回流卷渣。因此，我们在工作时把拉坯速度控制在1.50m/min～1.70m/min。

（2）保护渣粘度。在我国当前的钢铁制造业中，应当适当的增大保护渣的粘度。应使得保护渣液渣层的厚度大致保持在10mm～15mm，粉渣厚度≤25mm，保护渣粘度应控制在（0.4+0.005）Pa。

（3）结晶器的液面自动控制系统的精度。在生产过程中，结晶器的液面变化比较大，卷渣出现的可能性也会变大。经过工作人员的实践得出，结晶器液面自动控制系统的精度，应当控制在3mm～5mm左右，可以避免卷渣出现。

（4）其他。在工作过程中应当要定时检查设备工况运行状态；对于出现的不良情况及时给予采取措施，避免外界环境因素对工作的正常开展造成严重影响。在帘线钢的生产中，通过采用Si—Mn合金终脱氧以及调整合适的低碱度精炼渣系，进而控制钢中夹杂物组成的目的，改善了夹杂物数量与形态；通过各个工艺环节的控制，降低了钢中总氧含量。