簾線鋼夾雜物塑性化控制實(shí)驗(yàn)室研究

22 2010 年第 33 卷第 1 期 簾線鋼夾雜物塑性化控制 實(shí)驗(yàn)室 研究 陳 亮，曾建華，陳天明 ，周 偉 （攀鋼 集團(tuán) 研究院 有限公司 ） 摘 要： 根據(jù)熱力學(xué)計(jì)算， 渣系 的 堿度為 量 10% 25%時(shí) 夾雜物控制在塑性區(qū)域 。實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)表明，夾雜物中（ ，鋼中 低于 610 6；當(dāng) 精煉渣堿度為 量為 0 10%， 能 實(shí)現(xiàn)鋼中夾雜物塑性化控制。 關(guān)鍵詞： 簾線鋼；夾雜物；塑性化控制 0 引言 簾線鋼是優(yōu)質(zhì)硬線鋼的精品，是商品用鋼中 強(qiáng)度最高的鋼。簾線鋼對(duì)冶煉 有 特殊的要求，加工出很細(xì)的鋼絲后還要絞合成股，在拉絲和合股過(guò)程中幾乎不允許斷絲 ，如： 鋼簾線，有的成品廠要求在拉拔 200 內(nèi)不允許斷絲；有的成品廠則要求拉拔 1 t 簾線鋼過(guò)程中斷絲不超過(guò) 4次?？傊?，對(duì)簾線鋼的質(zhì)量和性能要求十分苛刻。因而，對(duì)鋼中夾雜物要求十分嚴(yán)格，而且氮含量必須盡可能地低，對(duì)夾雜物的大小、形狀和可變形性也提出了很高的要求。 有文獻(xiàn)指出精煉過(guò)程中鋼 中小于 310渣 堿度應(yīng)控制在 1.0，低于 8%1 筆者 在實(shí) 驗(yàn)室進(jìn)行了簾線鋼非金屬夾雜物塑性化控制試驗(yàn)研究，取得了較好效果。 1 熱力學(xué)計(jì)算 為了確定夾雜物的控制范圍，對(duì)夾雜物進(jìn)行了熱力學(xué)計(jì)算 ， 采用的簾線鋼 要 化學(xué)成分見(jiàn)表 14，計(jì)算時(shí)取 C= 溫度 1 823 K。 鑒 于濺渣護(hù)爐技術(shù)的應(yīng)用和鋼包襯等耐火材料含有 此夾雜物中一般含有一定量的 本計(jì)算中 量固定為 6。 表 1 要 化學(xué)成分要求 % C n P S r 于高碳硅錳脫氧鋼，一般認(rèn)為鋼中主要存在兩類非金屬硅酸鹽夾雜物，即 、。 為一次脫氧產(chǎn)物， 利用 力學(xué)計(jì)算軟件中相圖計(jì)算模塊，計(jì)算在 元夾雜物區(qū)域熔點(diǎn)低于 1 200 區(qū)域 ，如圖 1 中深色所示，其成分范圍是 28% 53%、 5% 22%、 8% 57%。隨著精煉的進(jìn)行， 夾雜物逐漸減少， 鋼中 TO不斷 降低，此時(shí)簾線鋼中存在的主要是 元系夾雜物。圖2 為 算的 元系相圖。由圖 2 可以看出，在 元系夾雜物中，與磷石英和假硅灰石（ 鄰的周邊 圖 1 鋼 技 術(shù) 23 圖 2 低熔點(diǎn) 區(qū)（區(qū)域 1 和區(qū)域 2 ）及鈣斜長(zhǎng)石（ 有良好的變形能力。 在鋼簾線的生產(chǎn)中，當(dāng)夾雜物成分落在區(qū)域 1 時(shí)，平衡計(jì)算鋼液中 w 0410wO 50101010圖 3； 當(dāng)夾雜物成分落在區(qū)域 2 時(shí)，平衡計(jì)算鋼液中 w2010wO3)和低堿度 (2)兩類。研究發(fā)現(xiàn)，低堿度渣更能控制 夾雜物塑性化 3。 因此 在低堿度范圍內(nèi)進(jìn)行 試驗(yàn) ，試驗(yàn)中 別 按 制， 量分別按 5%， 7%， 10%， 15%控制 ，見(jiàn)表 2。 試驗(yàn)結(jié)果 及 分析 夾雜物組成 試 驗(yàn)室 研究 結(jié)果 見(jiàn) 圖 5、 6， 可以看出，夾雜物夾雜物基本都處于低熔點(diǎn)區(qū)，熔點(diǎn)在 1 400 左右，為鈣斜長(zhǎng)石 24 2010 年第 33 卷第 1 期 ( 表 2 試驗(yàn)中精煉渣的組成設(shè)計(jì) 方案 堿度 w（ (鄰的周邊低熔點(diǎn)區(qū)，其成分范圍為 75%、 40%、%55%。 表明，當(dāng)精煉渣 10%時(shí)，夾雜物塑性化控制效果較好 。 圖 7 顯示夾雜物 ，夾雜物 大部分已經(jīng)不在該低熔點(diǎn)區(qū)。 即 要實(shí)現(xiàn)夾雜物的塑性控制，堿度應(yīng)控制在 圖 5 圖 6 夾雜物中 量的影響 圖 8 為精煉渣堿度 ，鋼中 夾雜物中 量的變化關(guān)系。從圖 8 可以看出，鋼液 量對(duì)夾雜物中 量影響非常顯著， 圖 7 夾雜物中的 量隨著鋼中酸溶鋁的增加而增加。要使 夾雜物中 量 處于塑性變形區(qū)域， 應(yīng)低于 610 6。 堿度 0 . 8 1 . 2 0 10 20 30 40 50 60 70 0 . 0 0 0 3 0 . 0 0 0 4 0 . 0 0 0 5 0 . 0 0 0 6 0 . 0 0 0 7 0 . 0 0 0 8 0 . 0 0 0 9 W ( A l s) /% 夾雜物圖 8 鋼液 夾雜物（ （ ?？梢钥吹剑瑑烧咧g存在明顯的變化關(guān)系。當(dāng)鋼液中 活度（濃度）增加時(shí)，夾雜物的（ 。如果要將夾雜物的（ 生成塑性非金屬夾雜物，鋼液的 量必須控制在 610 6 以內(nèi)。 煉渣 量與夾雜物 量的關(guān)系 圖 10 是精煉渣堿度為 圍內(nèi)，精煉渣中 量與夾雜物中 量的關(guān)系。由 鋼 技 術(shù) 25 圖 10 可見(jiàn)，夾雜物中 量隨精煉渣中 夾雜物中 10% 25%的 度 0. 8 1. 2 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 0 . 0 0 0 3 0 . 0 0 0 4 0 . 0 0 0 5 0 . 0 0 0 6 0 . 0 0 0 7 0 . 0 0 0 8 0 . 0 0 0 9 w ( Al s ) /% （ 鋼液 中夾雜物 (含量對(duì)應(yīng)的渣中 % 10%。 圖 10 表明，對(duì)于 非金屬夾雜物，當(dāng)精煉渣 w(w( ，隨精煉渣堿度的增加，夾雜物 量隨精煉渣 生成塑性?shī)A雜物出發(fā)，精煉渣堿度應(yīng)控制在 中的 5%。 在理想狀態(tài)下 ，當(dāng)鋼、渣和夾雜物處于 理想 熱力學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，渣的成分與夾雜物成分趨于一致 。 從該圖可見(jiàn)，在煉鋼過(guò)程中，鋼、渣和夾雜 物間 理想的 熱力學(xué)平衡是很難達(dá)到的。 3 結(jié)論 1） 熱力學(xué)計(jì)算表明， 0510152025303540450 5 10 15 20精煉渣中 O 3 含量 /%夾雜物中堿度 0 . 8堿度 1 . 2圖 10 精煉渣中 控制的塑性區(qū)域，夾雜物的 值在 10% 25%。此時(shí)與脫氧反應(yīng)平衡的 10 6 10 6，與 aO為 30 10 610 6。 2） 實(shí)驗(yàn)室結(jié)果表明： 在低堿度 夾雜物的（ 。 于 10%時(shí)，可以使鋼液中的 10 6，此時(shí)夾雜物控制在 塑性變形區(qū)域 。 3）精煉渣 堿度為 010%時(shí)，鋼中形成了以硅鋁酸鹽和硅錳酸鹽為主的可塑性?shī)A雜物 ， 具有良好的塑性變形能力。 參考文獻(xiàn) 1 u et 2009， 44（ 3） ：40 44. (趙中福 ， 余新河 ， 洪軍 ， 等 J2009， 44（ 3） ： 40 44.) 2 et in . 005,17(4):26 29. (卓曉軍，王立峰，王新華 ， 等 夾雜物成分的控制 J2005,17(4)： 26 29.) 3 i et of o.1 /2001： 662 665. (李小明，趙繼宇，易衛(wèi)東 ， 等 C/國(guó)鋼鐵年會(huì)