含殘釩60、65鋼盤(pán)條的生產(chǎn)實(shí)踐

王洪利,李義長(zhǎng),王西江

(攀鋼集團(tuán)成都鋼釩有限公司,四川成都 610303)

含殘釩60、65鋼盤(pán)條的生產(chǎn)實(shí)踐

王洪利,李義長(zhǎng),王西江

(攀鋼集團(tuán)成都鋼釩有限公司,四川成都 610303)

為了拓寬原料選擇范圍,降低60、65鋼盤(pán)條的冶煉成本,將60、65鋼中的殘余釩含量放寬至小于或等于0.04%。通過(guò)優(yōu)化殘余元素釩含量較高的鋼的加熱工藝、控軋控冷工藝來(lái)保證成品盤(pán)條的力學(xué)性能和高倍質(zhì)量。結(jié)果表明：將60、65鋼中殘余元素釩含量上限放寬至0.040%,通過(guò)工藝優(yōu)化,成品盤(pán)條具有良好的力學(xué)性能和金相組織,滿足內(nèi)控設(shè)計(jì)要求和用戶使用要求。

殘余元素;釩;盤(pán)條

1 引言

60、65鋼盤(pán)條是金屬制品行業(yè)的主要原料之一,通過(guò)拉絲后廣泛用于加工各種鋼絲、鋼絞線、鋼絲繩,如床墊用彈簧、高速公路護(hù)欄、電纜線中心鋼絲、掛光纖或電纜的承重鋼絲、光纖芯絲等。

冶煉60、65鋼盤(pán)條的原料主要采用鐵水加廢鋼。有些廢鋼中含有釩元素,一些地區(qū)出產(chǎn)的鐵礦石中本身含有較高的殘余元素釩,若冶煉將所含釩基本除凈(V≤0.015%),會(huì)大大增加成本。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的60、65鋼盤(pán)條都是采用不含釩的礦石、不含釩廢鋼,這就給生產(chǎn)60、65鋼盤(pán)條的原料選擇帶來(lái)了較大的局限性。

因此研究含殘釩60、65鋼盤(pán)條的生產(chǎn)工藝,拓寬生產(chǎn)60、65鋼盤(pán)條的原料選擇范圍,降低冶煉成本,對(duì)60、65鋼盤(pán)條的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有直接的指導(dǎo)意義。

2 研究?jī)?nèi)容與生產(chǎn)方案

適當(dāng)放寬60、65鋼中殘余釩元素含量,運(yùn)用高線機(jī)組的設(shè)備優(yōu)勢(shì),通過(guò)優(yōu)化軋制前的加熱制度,采用控軋控冷技術(shù),改善金相組織,保證60、65鋼盤(pán)條的力學(xué)性能。

2.1 生產(chǎn)工藝路線

60、65鋼盤(pán)條生產(chǎn)主要工藝流程:高爐鐵水→(KR脫硫)→轉(zhuǎn)爐煉鋼→LF爐外精煉→保護(hù)連鑄+電磁攪拌+液位自動(dòng)控制+三段水冷→鋼坯檢驗(yàn)→(修磨)→加熱爐上料輥道上料→鋼坯入爐→步進(jìn)爐加熱→出爐輥道鋼坯出爐→高壓水除鱗→粗軋六架軋制→1#飛剪切頭(事故碎斷)→中軋六架軋制→2#飛剪切頭、尾(事故碎斷)→中軋兩架軋制→預(yù)精軋四架軋制(包括立活套)→1#、2#水冷箱冷卻→3#飛剪切頭(事故碎斷)→水平活套→BGV軋制→3#、4#水冷箱冷卻→TMB1+TMB2軋制→5#水冷箱冷卻→(夾送輥)→吐絲機(jī)→散卷冷卻→集卷收集→掛卷→PF鉤式運(yùn)機(jī)運(yùn)輸→檢查質(zhì)量、取樣、剪除頭尾→壓緊打捆→稱(chēng)重掛標(biāo)牌→卸卷→入庫(kù)→成品運(yùn)出。

2.2 60、65鋼化學(xué)成分設(shè)計(jì)

國(guó)內(nèi)絕大部分鋼廠是將60、65鋼的殘余釩元素含量控制在0.015%以下,而攀成鋼的60、65鋼的殘余釩元素含量控制在0.040%以下。放寬殘釩元素控制范圍,一方面拓寬了冶煉(鐵水)原料選擇范圍,另一方面也降低了冶煉難度,由此降低了冶煉成本,具體化學(xué)成分設(shè)計(jì)見(jiàn)表1所示。

2.3 加熱爐加熱工藝優(yōu)化控制

鋼在加熱爐的加熱制度見(jiàn)表2。針對(duì)鋼中殘釩含量較高的情況,將均熱段保持在適當(dāng)高的溫度區(qū)域,使得鋼在奧氏體階段,鋼中殘余釩元素能充分溶于奧氏體中。

2.4 控制軋制關(guān)鍵點(diǎn)

將軋制溫度控制在再結(jié)晶溫度以上的較低溫度區(qū)域,使鋼在較低的溫度范圍內(nèi)完成軋制,避免鋼的晶粒度粗大而影響其力學(xué)性能,關(guān)鍵工序溫度見(jiàn)表3。

2.5 軋后冷速控制

根據(jù)鋼中殘余釩含量的多少,分別設(shè)計(jì)不同的風(fēng)冷參數(shù)?？刂票P(pán)條在珠光體相變前的冷速為12～15℃/s。當(dāng)殘釩含量V≤0.020%時(shí),珠光體相變溫度控制在570～710℃,相變后冷速為3～5℃/s;當(dāng)殘釩含量在0.021%～0.040%時(shí),珠光體相變溫度控制在580～720℃,相變后冷速為2～4℃/s,避免盤(pán)條產(chǎn)生異常金相組織。

表1 60、65鋼的化學(xué)成分設(shè)計(jì)

表2 各加熱段加熱制度

表3 關(guān)鍵工序60、65鋼的溫度

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 化學(xué)成分

生產(chǎn)60、65鋼的實(shí)際化學(xué)成分見(jiàn)表4,整體成分控制符合設(shè)計(jì)要求。

3.2 力學(xué)性能

經(jīng)過(guò)加熱制度優(yōu)化、控軋控冷工藝優(yōu)化,用殘釩含量較高的60、65鋼軋制的盤(pán)條,其力學(xué)性能滿足設(shè)計(jì)要求,具體指標(biāo)見(jiàn)表5。

3.3 高倍質(zhì)量

對(duì)生產(chǎn)的60、65鋼盤(pán)條進(jìn)行高倍組織檢驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)表6,金相組織照片見(jiàn)圖1、圖2。

由表6及圖1、圖2看出:較高殘釩含量的60、65鋼盤(pán)條的高倍質(zhì)量也達(dá)到了內(nèi)控要求,滿足用戶使用要求。

3.4 分析討論

60、65鋼中的殘余元素釩在較低加熱溫度或高溫加熱區(qū)保溫時(shí)間較短的情況下,較高含量的釩就會(huì)以化合物的形式存在,不能固溶于奧氏體,對(duì)鋼的性能產(chǎn)生危害。

根據(jù)大量經(jīng)驗(yàn)所得,釩的化合物在奧氏體中的固溶量與溫度、元素含量有關(guān)式[1]:

式中:[V]—鋼中的釩含量,wt%;

[C]—鋼中的碳含量,wt%;

[N]—鋼中的氮含量,wt%;

A、B—V、C在奧氏體中的固溶度積公式中的常數(shù);

X、Y—V、N在奧氏體中的固溶度積公式中的常數(shù);

T—鋼的溫度,℃;

γ—奧化體。

表4 φ6.5 mm 60、65鋼盤(pán)條化學(xué)成分

表5 φ6.5 mm 60、65鋼盤(pán)條力學(xué)性能

表6 φ6.5 mm 60、65鋼盤(pán)條高倍檢驗(yàn)結(jié)果

圖1 60鋼盤(pán)條金相組織圖

圖2 65鋼盤(pán)條金相組織圖

由式(1)、式(2)得出,對(duì)于60、65鋼,殘釩含量越高,釩的化合物在奧氏體中的全固溶溫度越高。所以,對(duì)于殘釩含量控制范圍較寬的60、65鋼,適當(dāng)調(diào)高鋼在加熱爐內(nèi)均熱段的溫度,使得鋼在奧氏體階段,鋼中殘余釩元素能充分溶于奧氏體中,避免對(duì)鋼的性能產(chǎn)生不良影響,也為后續(xù)析出強(qiáng)化做準(zhǔn)備。

殘余元素釩具有抑制珠光體轉(zhuǎn)變的傾向,推遲貝氏體轉(zhuǎn)變,升高珠光體轉(zhuǎn)變溫度范圍,降低貝氏體轉(zhuǎn)變溫度范圍[2]。所以對(duì)于殘余釩含量控制范圍更寬的60、65鋼,當(dāng)釩含量較高(0.021%～0.040%)時(shí),適當(dāng)提高珠光體相變區(qū)溫度、降低冷卻速度,使得珠光體在最佳溫度區(qū)間充分相變,避免出現(xiàn)貝氏體等異常組織,消除釩含量偏高對(duì)成品盤(pán)條金相組織的不良影響。

從結(jié)果來(lái)看,實(shí)際生產(chǎn)的φ6.5 mm 60、65鋼盤(pán)條,無(wú)論是強(qiáng)度、塑性,還是高倍質(zhì)量都達(dá)到了內(nèi)控設(shè)計(jì)要求,滿足用戶使用要求。

4 結(jié)論

(1)放寬60、65鋼盤(pán)條中的殘釩含量有利于拓寬其原料選擇范圍,降低生產(chǎn)成本。

(2)通過(guò)優(yōu)化加熱制度、控制軋制工藝,根據(jù)不同的殘釩含量設(shè)計(jì)不同的控制冷卻參數(shù),生產(chǎn)出的60、65鋼盤(pán)條的力學(xué)性能和高倍質(zhì)量均達(dá)到了內(nèi)控要求,滿足下游用戶使用要求。

[1] 雍岐龍.鋼鐵材料中的第二相[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2006:146-170.

[2] 吳承建,陳國(guó)良,強(qiáng)文江.金屬材料學(xué),[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2005:15-16.

Production of Wire Cords of Grades 60 and 65 with Residual Element Vanadium

WANG Hong-li,LI Yi-chang,WANG Xi-jiang
(Pangang Group Chengdu Steel&Vanadium Co.,Ltd.,Chengdu 610303,Sichuan,China)

In order to have more choices of raw material and low smelting cost of wire cords of grades 60 and 65,residual element vanadium in those wire cords have been allowed content up to no more than 0.04%.For material with high residual element vanadium content,to make certain good mechanical properties and metallurgical quality of the finished wire cords,optimized heating progress and controlled rolling and cooling technology are adopted.The results show that in the condition of residual element vanadium content up to no more than 0.04%within steels of grades 60 and 65,the finished wire cords have good mechanical properties and metallographic structures and meet the internal control designing requirements and the user requirements by means of process optimization.

residual element,vanadium,wire cords

TG335.6

A

王洪利,工程師,主要從事金屬材料產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和工藝優(yōu)化研究。

1001-5108(2016)06-0035-03