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1、承钢45钢盘条的研制与开发关丛英 于青章 李 玮（承德新新钒钛股份有限公司技术中心）摘要：介绍了45钢盘条采用氧气顶吹转炉冶炼吹氩喂线方坯连铸高速线材轧机生产的研 发过程。通过确定合理的化学成分，选择合理的冶炼、连铸、轧制和控制冷却的工艺参数，生产出 了符合用户使用要求的盘条。关键词：45钢 盘条 研制1 前言硬线盘条是指含碳量较高的优质碳素钢盘条，主要用于生产碳素结构钢丝、胎圈钢丝、钢丝绳 弹簧、钢芯铝绞线、预应力钢丝和钢钉等，具有广阔的市场前景。经市场调查，45钢盘条是目前市 场上需求量较大的一个产品，产品附加值较高，因此公司决定试制45钢盘条。45钢盘条用于拉拔加工，要求线材的强度适中、
2、塑性好，具有良好的拉拔性能。然而，目前生 产45钢盘条，还没有统一的标准，衡量其合格与否的主要指标是以保证拉拔过程的连续性和成品丝 的性能是否达到要求为准。产品质量以满足用户的需求为主。2 生产工艺流程高炉铁水f混铁炉f氧气顶、底复吹转炉f钢包吹氩+喂丝f方坯连铸（全程保护浇注）f热 装热送f加热f高速无扭轧机f控制冷却f集卷收集f检验f打包f入库。3 45钢盘条开发的技术关键连铸坯中的大型夹杂物、有害元素偏析、中心疏松以及盘条通条性能不均匀，是造成线材在 深加工拉拔过程中脆断的主要原因。为此我们在研制开发45钢盘条过程中，针对性地制定冶炼的终 点控制、脱氧合金化、吹氩、喂丝以及连铸钢水温度、
3、拉速、冷却、钢坯加热、轧制、控制冷却等 工艺制度。3.1 化学成分与偏析控制钢的化学成分是决定成品金相组织的基础条件。它除了对加工工艺过程有影响（如Mn/Si3, 利于连铸操作）之外，C、Mn、Si的含量决定钢的强度和韧性等基本性能。一般认为P、S含量越低 越好。钢的成分要均匀。钢中的C偏析和Mn偏析是中碳钢最严重的问题，当然Si、P、S的稳定性也是45#钢开发的关键问 题，浇注时残余元素往往会造成严重的中心偏析，在拉拔时中心偏析会造成断裂事故。3.2 夹杂物控制 盘条中的非金属夹杂的存在破坏了金属基体的连续性。金属在断裂前，通常在非金属夹杂内部或非金属夹杂与金属基体之间产生裂纹，该裂纹的产生
4、又是应力集中的区域，自然是断裂源所在。 在开发45#过程中，控制好非金属夹杂物含量非常重要。钢中非金属夹杂物根据其来源不同，可分为内生夹杂物和外来夹杂物。内生夹杂物有脱氧产物、 出钢浇注过程由于温度降低产生平衡移动的生成物、凝固过程溶解度降低因偏析而发生反应的产物 等，外来夹杂物主要来自出钢、浇注过程侵蚀和冲刷的耐火材料、卷渣、出钢和浇注过程钢水的二 次氧化产物等钢水在浇注过程中与大气、耐火材料 熔渣和保护渣等接触并相互作用均称为二次氧 化，其生成物为二次氧化产物，滞留于钢中成为外来夹杂物。夹杂物控制措施如下：控制好终点碳和终点温度，避免钢水过氧化。 加强挡渣操作控制，减少钢渣对钢水的污染。
5、优化钢包底吹氩、喂丝脱氧操作，使夹杂物得到有效去除。浇注过程采用全程保护浇注。大中包采用优质耐火材料。完善钢包采用长水口保护浇注条件，避免钢水卷渣。选择性能合适的保护渣。过热度应控制在30C以下。稳定控制拉速，减少、杜绝卷渣。3.5 加热控制由于钢坯加热时间不够，滞留时间短，造成铸坯中心温度偏低，其渗碳体组织没有完全重新溶 解，钢坯将存在局部碳偏析，最终仍旧保留在线材中，造成线材性能不均匀。因此，生产中连铸方 坯应尽量热送热装。3.6 轧制工艺控制较好的成品表面质量和较高的几何尺寸精度是45钢拉拔过程中均匀受力，减少应力集中和减少模耗的前提，因此对该钢种的尺寸精度有一个较高的要求。0 6.5m
6、m的45钢盘条尺寸精度控制为土 0.25mm、椭圆度 W 0.4mm。经过综合考虑开轧温度、吐丝温度、冷却速率对盘条钢性能的影响，制订了合理的工艺参数：开轧温度1000C1100C，精轧后水箱开三段，吐丝温度90010C，风机开4台，保温罩全开， 冷却速度410C/S。4 试验结果及分析4.1 试验结果2006年6月份进行了首次试轧，轧制成0 6.5mm的盘条102.1851,化学成分全部符合内控标准 （见表1），力学性能检验全部合格（见表2），产品开发获得成功。截至2006年12月底共计组织生产了 五次，生产量累计达到7000余1,炼钢冶炼命中率达到99%，轧钢合格率达到98. 8%，轧钢成
7、材率达到 98%,销售量7000余1。表145钢盘条的化学成分（%）兀素名称CSiMnPSCrCuNi%内控0.420.170.50WW0.500.370.800.0350.0350.250.250.30第一批0.460.230.600.0300.0260.160.0120.022第二批0.460.240.620.0290.0260.080.0110.024平均0.460.240.620.0290.0260.080.0110.024表245钢盘条的力学性能指标项目名称力学性能冷弯试验180 d：弯心直径 a：盘条直径RelN/mm2RmN/mm2A%Z%内控三4007001000三6三20d=
8、a第一批4978071531合格第二批5618191732合格平均5608101732合格4.2 产品金相检验结果及分析 产品的金相检验结果可知，45钢盘条的金相组织为铁素体珠光体，晶粒度为810级，夹杂物级别在0.52.5级之间。从拉拔试验看，45钢盘条的夹杂物含量及金相组织均能满足拔丝的要求。从45钢热轧6.5mm盘条金相检验结果可以看出，盘条的组织正常、性能合格，说明在轧制控冷 方面采取的措施是十分有效的。但是盘条中仍存在着一定数量的非金属夹杂物，个别检测样达到2 级，同时有粗系夹杂物存在，这说明在冶炼及连铸过程中导致钢水污染。因此， 45钢的洁净度尚需 进一步提高。5 结论5.1 以承
9、钢公司现有的炼钢、轧钢工艺装备及技术操作水平，采用氧气顶、底复吹转炉冶炼、吹氩 喂线、方坯连铸和高速线材轧机，按以上设计的冶炼工艺、连铸工艺及轧制工艺生产出的45钢盘 条产品，完全能够满足用户的需求。5.2 中碳钢冶炼时去磷、脱硫有一定的难度，因此，要求尽可能提高铁水质量，降低冶炼控制难度， 为提高钢的洁净度创造有利条件；今后再充分利用电磁搅拌技术，能够更好的提高铸坯质量。5.3 45钢盘条的开发成功，不仅为承钢线材产品增加了新的品种，同时也为继续开发硬线盘条提供 了经验。参考文献1 殷瑞钰主编1 钢的质量现代进展1 北京：冶金工业出版社， 19952 高速轧机线材生产编写组编著1 高速轧机线材生产1 北京：冶金工业出版社， 1995.11（2003.3 重印）
承钢45钢盘条的研制与开发
