標準件Q195 用鋼的開發(fā)

楊 輝 賀春亮 朱維生

（新興鑄管新疆有限公司煉鋼部 新疆 和靜 841300）

前言：

標準件用鋼是用冷鐓成型工藝生產(chǎn)的標準緊固件及非標準緊固件用鋼。冷鐓鋼成型用鋼,冷鐓是在室溫下采用一次或多次沖擊加載,廣泛用于生產(chǎn)螺釘,銷訂,螺母等標準件.冷鐓工藝可節(jié)省原料,降成本,而且通過冷作硬化提高工作的抗拉強度,改善性能,冷鐓用鋼必須其有良好的冷頂鍛性能,鋼中S 和P 等雜質(zhì)含量減少,對剛才的表面質(zhì)量要求嚴格,經(jīng)常采用優(yōu)質(zhì)碳鋼. 隨著市場的需要， 我們對各種生產(chǎn)工藝進行整理、修改，以滿足市場需要、跟隨市場發(fā)展方向。

標準件Q195 用鋼的生產(chǎn)技術(shù)要求：

主要設(shè)備：

公稱容量1300t 混鐵爐， 公稱容量120t 頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐、八機八流弧形連鑄機

生產(chǎn)工藝設(shè)計：

標準件Q195 用鋼成分的要求見表1。

表1

表1 中的化學成分范圍較小，實際生產(chǎn)中需對成分進行針對性的波動控制。

硅：硅本身具有明顯的固溶強化作用，提高鋼的回火穩(wěn)定性及間接的促進沉淀強化的作用，但硅含量較高時會明顯增加鋼的脫碳傾向。

錳：錳的主要作用提高鋼的淬透性，錳能改善鋼的熱吃力性能，細化珠光體，從而提高鋼的強度和硬度。

碳：碳是主要強化元素，碳溶解在鋼中形成間隙固溶體，起固溶強化的作用，他與強碳化合物形成元素形成碳化物析出時，起沉淀強化作用，但碳含量會使鋼的塑性、韌性明顯變差，增加鋼的脫碳傾向，其影響往往超過其他合金元素。

磷、硫及殘余元素：磷、硫為有害元素，含量越低越好，鋼中殘余元素銅、鎳的含量均不得大于0.2%。

新興鑄管新疆有限公司煉鋼工藝流程：高爐鐵水—混鐵爐—氧氣頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐—吹氬精煉—連鑄保護澆鑄—坯料精整—加熱—軋制。

生產(chǎn)精煉控制要點：

為了有穩(wěn)定的生產(chǎn)溫度控制， 以液相線溫度1526℃控制，溫度波動控制正負偏差10℃，終渣堿度按R:2.8 控制。

相對于其他施工技術(shù)，帷幕灌漿技術(shù)操作較為方便。在開展帷幕灌漿技術(shù)的過程中，必須充分結(jié)合施工方案，在合理的位置進行鉆探和灌漿。隨著時間的延續(xù)，水泥會完成凝固，凝固的水泥和周圍的泥土形成堅硬的保護物，也就是形成了效果較好的帷幕防滲系統(tǒng)。帷幕灌漿技術(shù)具有以下特點：適用范圍廣、施工成本低、施工成果佳。

鋼水終點過氧化、終點碳含量低曾是冶煉的主要特征之一，對轉(zhuǎn)爐冶煉操作存在以下幾方面的影響。

1）終點鋼水過氧化直接影響脫氧合金化過程，直接關(guān)系到鋼坯質(zhì)量。 過氧化鋼水中[O]含量通常在800～1600ppm 左右，過氧化嚴重的甚至能夠達到2000ppm 以上，不難想象，過氧化如此嚴重的鋼水脫氧、合金工藝是非常難控制的。 在我廠實際生產(chǎn)中， 不可能知道這種鋼水中的準確氧含量是多少，所以很難準確計算予脫氧劑、終脫氧劑加入量應(yīng)該為多少，更難以把握在不同的脫氧條件下合金元素的回收率為多少。 在遇到這種情況時，操作工只能憑借經(jīng)驗進行脫氧合金化過程， 因此比較容易出現(xiàn)成分出格的現(xiàn)象。另外， 即使宏觀表現(xiàn)的鋼水成分沒有出格，但是大量脫氧產(chǎn)物在后續(xù)的簡單吹氬處理過程時并不能得到充分而且有效地去除，還有很大一部分滯留在鋼水中，形成鋼坯中的夾雜。 有實驗表明，馬鋼第二煉鋼廠鋼坯中夾雜物含量平均在0.0050%的水平， 而過氧化鋼水澆注出的鋼坯夾雜物含量高出平均水平一倍以上，達到0.0110%左右。 可見，鋼水過氧化對鋼坯宏觀質(zhì)量、 微觀組織結(jié)構(gòu)都有相當程度的影響，降低鋼水過氧化程度是提高鋼質(zhì)量的重要前提。

2）鋼水過氧化直接影響到原材料消耗和冶煉成本。 過氧化鋼水是在鐵水中發(fā)熱元素（主要指Si、C 元素）氧化到極限后，進一步氧化大量的鐵元素而造成的。 這無形中增加了鋼鐵料消耗，也降低了脫氧劑、合金元素的回收率，增加了冶煉成本。

總之，鋼水過氧化不利于爐況維護、不利于鋼質(zhì)量的提高、也不利于冶煉成本的降低，要從根本上扭轉(zhuǎn)這一局面，做到濺渣不補爐或盡量少進磚，減少待復、待處理，提高鋼坯質(zhì)量，進一步降低冶煉成本，就必須分析出造成鋼水過氧化的原因，并據(jù)此進行相應(yīng)的調(diào)整以減少鋼水過氧化的危害。

鋼液中的夾雜物，尤其是脫氧生成的氧化物夾雜物的性質(zhì)直接影響到鋼材的質(zhì)量。 因而，鋼水的脫氧和脫氧產(chǎn)物的控制成為生產(chǎn)純凈鋼的關(guān)鍵問題之一。 鋼中析出的氧化物夾雜主要來自三部分： 一是合金和鋁終脫氧時析出的脫氧產(chǎn)物，稱為一次脫氧產(chǎn)物；二是鋼液從精煉溫度冷卻至液相線溫度過程中析出的脫氧產(chǎn)物，稱為二次脫氧產(chǎn)物；三是從液相線溫度冷卻至固相線溫度時析出的脫氧產(chǎn)物，稱為三次脫氧產(chǎn)物。 如果只有鋁脫氧時：一次脫氧產(chǎn)物的性質(zhì)是不能控制的，但一次脫氧產(chǎn)物的數(shù)量是可以控制的，它決定于鋼液中的鋁含量。 二次和三次脫氧產(chǎn)物的成分可以通過控制鋼液中強脫氧元素鋁和鈣的含量來控制，使它們具有良好的熱加工變形能力。 通過這一方法既達到減少氧化物夾雜總量，又減少氧化物夾雜尺寸的目的，這就是氧化物夾雜成分和形態(tài)控制的基本技術(shù)思想。

對于冶煉脫氧要求：

1）轉(zhuǎn)爐控制下渣量≤50mm。

3）喂SiCa 線≥200m/包鋼水。

4）復合脫氧劑用量：視情況而定0.4－1.5kg/t（若使用硅鈣鋇，加入量：1kg/t,加入方式：包底加入40kg，出鋼1/2 時加入20kg，出鋼2/3 時加入40kg）終點碳低時取上限，碳高時取下限。

5）采用強－弱－強脫氧方式，保證全過程均勻、穩(wěn)定的脫氧，保證鋼水的純凈度、可澆性，保證合適的錳硅比、錳硫比。

6）生產(chǎn)組織上保證3－5min 鎮(zhèn)靜時間。對澆鑄控制要求：

1）中包液面≥800 mm。

2）中包溫度中包內(nèi)襯烘烤溫度≥800℃。

3）對冷卻水配比加強控制。

4）采用保護澆鑄，加保護套管。

5）必須保證撈渣工藝，按少加、勤加、勤撈工藝操作，加強火切工藝。

力學性能：

對于標準件用鋼，要滿足冷鐓、冷拔

鋼的屈服、抗拉

Rp 為屈服強度；Rm 為抗拉強度

A%為斷后標距；Agt%為延伸率

根據(jù)標準件生產(chǎn)及力學性能的要求， 結(jié)合上述實驗結(jié)果，可看出其鋼的性能完全可以滿足標準件，螺絲、釘子的生產(chǎn)。

結(jié)語：

在新興鑄管新疆有限公司煉鋼實業(yè)部成功開發(fā)標準件Q195 用鋼，不僅滿足冷鐓標準件生產(chǎn)工藝同時也使Q195 用鋼生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)成本，擴寬Q195 生產(chǎn)單一用途，大大開發(fā)了市場需求的前景。

［1］金屬學與熱處理[M].

［2］合金結(jié)構(gòu)鋼[M].