金剛石焊接鋸片基體用65Mn鋼對鋼水潔凈度要求較高,即鋼中非金屬夾雜物含量要低,目前65Mn鋼普遍生產(chǎn)工藝流程為轉(zhuǎn)爐(BOF)—鋼包精煉(LF)—連鑄(CC)[1?3]。在提高鋼水潔凈度的生產(chǎn)實(shí)踐中,車輪鋼和高級別管線鋼已普遍采用LF–RH(真空循環(huán)脫氣精煉)精煉雙聯(lián)工藝。為滿足鏈條企業(yè)高潔凈度要求,國內(nèi)某鋼廠基于自身設(shè)備情況提出精煉雙聯(lián)工藝的解決方案,為該鏈條企業(yè)建立了BOF—LF—RH—CC雙聯(lián)工藝路線[4],遵循去除夾雜物的最佳熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件,制定雙聯(lián)工藝控制計(jì)劃。首次組織生產(chǎn)3爐,成品規(guī)格主要為2.3 mm×1245 mm,軋制成品30卷,客戶使用后反饋各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。
1. 方案制定
1.1 65Mn鋼化學(xué)成分
通過與客戶對接了解客戶需求,對比本鋼廠65Mn鋼以往性能數(shù)據(jù),客戶接受按企標(biāo)成分設(shè)計(jì)出廠。為保證性能穩(wěn)定性,采用窄成分控制方式,企標(biāo)成分設(shè)計(jì)見表1。
1.2 雙聯(lián)工藝路線
將原有單精煉路線KR(鐵水脫硫)—BOF—LF—CC改為KR—BOF—LF—RH—CC雙精煉路線:鐵水預(yù)處理→脫碳轉(zhuǎn)爐→LF精煉→RH精煉→直弧連鑄→熱裝加熱→高壓除磷→粗軋→高壓除磷→精軋→層流冷卻→卷取→入緩冷坑→平整→檢驗(yàn)出廠。首次生產(chǎn)冶煉了3爐,爐號(hào)分別為A、B、C,共計(jì)630 t。
2. 鋼區(qū)工藝
2.1 轉(zhuǎn)爐
鐵水經(jīng)KR脫硫出站S質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.005%,廢鋼加入比8%,所選鋼包內(nèi)不得含有Cu、Nb、Ti、Mo等微量元素。轉(zhuǎn)爐吹煉加入白云石塊、生石灰塊、輕燒白云石塊造渣,同時(shí)加入球團(tuán)礦降溫和泡沫渣抑制劑。轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))C、P、S和O分別為0.052%、0.0126%、0.0078%和0.0425%,溫度為1655 °C。出鋼過程中使用鋼砂鋁脫氧、錳鐵和硅鐵合金化、低碳鉻鐵配鉻、鍛煤增碳劑增碳,轉(zhuǎn)爐終渣TFe質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.87%、MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.42%、堿度3.35。轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)成分見表2。
2.2 LF精煉
LF精煉的目的是成分微調(diào)、夾雜物去除,進(jìn)行化學(xué)成分的精確控制,此次精煉雙聯(lián)LF工序取消凈吹,不進(jìn)行鈣處理。加合金期間,增大攪拌強(qiáng)度到400~800 L/min,鋼水裸露直徑40~50 cm,以渣面波動(dòng)不發(fā)生飛濺為準(zhǔn),強(qiáng)攪拌1~2 min,此后再以流量 400~800 L/min攪拌3~4 min,使夾雜充分上浮。LF出站成分見表3。
2.3 RH精煉
RH精煉的目的是脫氧合金化和去除夾雜物,處理前涮真空槽,真空度≤270 Pa,低真空時(shí)間10~30 min,目標(biāo)15 min。純脫氣時(shí)間≥6 min,環(huán)流氣流量>90 m3/h。RH破真空后使用定氫儀測氫,要求鋼水H質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤2×10?6。破空后取樣化驗(yàn)全成分,出站后添加鋁粒、高碳錳鐵、低碳硅鐵。RH進(jìn)站溫度控制目標(biāo)1564 °C,結(jié)束溫度控制目標(biāo)1529 °C。整體冶煉過程第一爐溫控較差,全部超出設(shè)計(jì)上限,經(jīng)過調(diào)整2、3爐溫控符合率良好。冶煉周期駐爐減少,整體把控仍需提高。冶煉時(shí)長情況見表4。
2.4 連鑄
連鑄中間包使用無碳低硅覆蓋劑,當(dāng)中間包質(zhì)量達(dá)到15 t時(shí)開始加入覆蓋劑,換包完成后和澆鋼過程中,根據(jù)中間包液面情況及時(shí)在沖擊區(qū)補(bǔ)加覆蓋劑,保證中間包液面不漏紅,過熱度設(shè)定15~30 °C,結(jié)晶器使用高碳鋼專用保護(hù)渣,液面波動(dòng)控制±3 mm,目標(biāo)拉速1.1 m/min[5?6]。3爐次連鑄中間包溫度處于設(shè)計(jì)上限,澆次過熱度分別為32、30和31 °C。鋼區(qū)全流程溫度控制情況由第1爐全部超出設(shè)計(jì)上限到第3爐基本處于設(shè)計(jì)區(qū)間,后續(xù)按設(shè)計(jì)目標(biāo)值進(jìn)行改進(jìn)。
每爐產(chǎn)出10塊板坯,板坯厚度230 mm,板坯寬度1300 mm。實(shí)際拉速保持在1.2 m/min,澆次液面、桿位控制平穩(wěn)正常。在線檢查熱坯表面質(zhì)量情況,鑄坯表面良好,未發(fā)現(xiàn)異常情況。鑄坯低倍檢驗(yàn)結(jié)果均為中心偏析C類0.5級,無中心分層、疏松和內(nèi)部裂紋等缺陷,鑄坯內(nèi)部質(zhì)量良好。檢驗(yàn)報(bào)告見表5、冷酸洗照片見圖1。