36 南钢科技与管理 2015年第1期 短流程生产合金工具钢钢带 李 凯 (特钢事业部) 摘 要:采用100 t电弧炉(EBT出钢)一lo0 tLF精炼 0 tVD脱气—— 流150 mm×150 mm断面连铸机浇注 _+轧制工艺生产合金工具钢钢带。通过成分设计及冶炼工艺控制,材料硬度和耐磨性能均可满足用户要求。 关键词:工具钢钢带电弧炉 Steel Strip of Alloy Tool Steel Produced by Short Process Li Kai (Electric Arc Furnace Plant) Abstract:The steel strip is produced by 100tEBT furance--- ̄100tLF refining ̄90tVD vacuum degassing-- ̄5 strand 150 mm x 150 mm billet caster— rolling process.Through composition design and controlling smelting process.material hardness and wear resistance can meet clients’requirements. Key words:tool steel;steel strip;electic arc furnace r前言 制钢水成分,将钢水中【P】、【s】含量分别控制在 0.012%、0.008%以下,降低钢水中气体夹杂含量。 通过对成分设计和冶炼工艺的优化,取得了较好的 生产效果。钢水成分见表1。 合金工具钢要求具有高强度、高耐磨性等性能, 主要用于制造刀具类、锯片类及高强度热处理钢带, 成分控制上是一种高铬、高钼、高镍钢种。合金总含 量5%以上,冶炼难度较大,为保证其性能,需严格控 表1化学成分(%) 1 工艺流程及主要参数 废钢、热装铁水一EBT电弧炉(表2)冶炼一LF (表3)精炼一VD真空脱气一连铸150×150 mm连 表2电炉主要参数 铸坯(表4)一连铸坯缓冷一轧制。 主要设备参数见表2、表3、表4。 2015年第1期 南钢科技与管理 37 表3 LF炉主要参数 表4连铸机主要参数 2制程控制 2.1 电炉冶炼 配料采用精料方针,加入铁水和优质废钢,不得 加入生铁和大块废钢等,防止电炉冶炼前期炉料熔 化不干净,后期炉料在熔化过程,造成终点钢水回 磷、低温。 该产品P含量要求较低,成品P含量需小于 0.012%,而用户在使用过程希望成品P含量小于 0.007%,以增强使用性能。由于该钢种精炼过程合 金加入量大,合金加入后会导致钢水回P,因此电炉 冶炼过程需将P含量控制在0.006%以下,对电炉冶 炼过程造渣操作要求较高。电炉废钢加入结束后通 电熔化3~5 min,加入造渣材料,根据炉内情况分批 加入。电炉冶炼过程通过吹氧脱碳、换渣操作,降低 钢水中终点P的含量。 电炉熔清后取样分析成分,根据P含量调整冶 炼工艺。考虑出钢过程合金加入量较大,温降较大, 出钢温度定为1620~1660℃,出钢过程避免下渣, 防止精炼过程回磷。电炉冶炼终点温度及磷含量见 表5。 表5电炉钢水化学成分(%)及出钢温度(℃) 2.2 LF精炼 电炉出钢过程合金加入量较大,钢水温度损失 大,因此钢水至LF后即开始送电升温,供电10 min 后再进行测温、取样。LF精炼过程中使用铝粒及电 石等复合脱氧造渣剂进行扩散脱氧,保证炉内较强 的还原气氛,根据渣况及硫含量补加适量石灰,精炼 过程保持白渣20 min以上。 精炼过程使用氩气做为搅拌气体,合金化时采 用大氩气搅拌,保证合金化均匀,正常供电情况下氩 气流量保持在100~250 l/min。 根据过程成分分析,加入增碳剂和合金进行成 分调整。精炼过程C、Si控制在规格下限,P控制小 于0.007%,S控制小于0.005%,其他元素按规格中 限控制。考虑该钢种VD处理过程温降及VD处理 后成分微调过程温降,吊包进VD温度控制为 1600~1620 c【=。 2.3 VD处理 LF温度成分合适后进VD炉真空处理,真空处 38 南钢科技与管理 2015年第1期 理时间15 rain以上,保证真空处理后氢含量小于 2 ppm。 制,保证渣面微动,钢水不裸露,静搅5分钟后取样 分析全成分,确保静搅时间大于15 min。钢水成品 成分见表6。吊包上连铸浇注前加入保温剂150~ 300 kg,吊包温度控制为1530~1540℃。 真空处理结束取样分析全成分,根据成分分析 结果喂人适量铝线,Al控制在规格中限。喂线结束 后调整氩气流量进行静搅,静搅氩气采用小流量控 表6化学成分(%) 2.4连铸浇注 该钢种铝含量较高,在浇注过程易发生二次氧 化生成A1 O,夹杂,A1 O,夹杂容易通过碰撞、积聚 水成分,增加铸坯等轴晶,提高铸坯中心致密度 。 浇注过程应保证电磁搅拌正常使用,否则应相应降 低拉速。 形成大颗粒夹杂,在浇注过程中析出,并粘附在水口 周围造成水口结瘤,结瘤物易脱落,通过结晶器进入 钢液后,造成铸坯大颗粒夹杂增多,恶化铸坯质 FEMS有利于细化柱状晶,增加等轴晶区,明显 降低中心缩孔、中心疏松的级别。浇注过程应保证 末端搅拌正常使用。 量 。为减少开浇过程钢水二次氧化,连铸开浇前 向中间包灌氩气,有效阻止了钢水二次氧化,提高了 钢水纯净度。 钢水温度对铸坯低倍质量影响较大,尤其对中 心偏析、中心疏松和缩孔影响最大,对中心和中间裂 纹也有影响,必须保证连铸低温浇注。开浇前控制 中间包烘烤温度≥1000℃,可保证中间包钢水温度 3 轧制工艺 轧制时均热段温度1120~1150℃,上加热段 1180~1130℃,下加热1段1150~1200℃,下加热 2段1100~1150℃,总加热时间在3 h以上。开轧温 度1030~1120℃,终轧温度850~930℃,卷取温度 <700℃。高压水除磷装置正常使用。  ̄稳定,将过热度控制在15~20℃。 连铸应选择最佳的二冷区配水模型,自动调节 二冷强度。在浇注过程中应经常关注喷嘴状况,保 证冷却均匀;生产前,要对连铸机全面检修,特别注 意对二冷区喷嘴进行检查清理,防止因浇注过程中 喷嘴堵塞,造成铸坯冷却不均匀而产生内裂 M—EMS有利于减轻铸坯偏析和疏松,均匀钢 4检验结果 4.1铸坯低倍组织 钢材的横向酸浸低倍组织没有肉眼可见的缩 孔、裂纹、分层、白点、气泡、翻皮及夹杂等缺陷。低 倍按照GB1970的实验方法实验后评级结果如表7 所示。 2015年第1期 南钢科技与管理 表7低倍组织检验结果 39 硬度(HBW) 屈服强度(MPa) 抗拉强度(MPa) 延伸率(%) 屈强比 4.2机械性能 热扎带钢取样机械性能检测结果见表8,从实验 结果来看性能波动较小,说明成分偏析小,性能均匀 稳定,有较好的屈强比。 2)轧材性能良好且均匀稳定,能够满足用户使 用要求。 参考文献: [1]王宝明等.含铝钢连铸时中间包水口结瘤物的成 5结论 1)整个冶炼轧制过程,成分控制、连铸实物质量 因分析.炼钢,2008,24(6):41. [2]陈雷.连续铸钢.北京:冶金工业出版社,1994. 都能满足标准要求。 (上接第41页) 4结语 利用生石灰消化吸收水分的特性,能较好解决 低品质原料含水分高的问题。改善原料物理形态, 有利于运输和配料,且加工成本低。但因露天作业 存在几个问题:一是作业过程中扬尘较大,影响环 境;二是露天作业受天气条件制约遇雨天无法加工、 且加工好成品遇雨天效果打折。建设密闭厂房能有 效解决上述问题。