浅析线材制品用盘条的生产控制

1浅析线材制品用盘条的生产控制摘要针对目前线材制品用盘条的现状，着重从冶炼、浇铸、轧制等方面讨论了应该如何进行过程控制，并结合本企业发展的需要论述了盘条生产过程中应该注意的问题。关键词线材制品盘条生产1前言目前，国内许多钢铁企业都将开发钢铁延伸产品作为努力方向，朝走精品化、制品化的道路发展。线材制品是线材盘条的深加工产品，它是经过固定的工艺路线及一些必要的生产工序，对线材进行一系列加工处理后得到的具有一定组织、力学性能及不同适用规格的产品。盘条作为线材制品的原料，其质量状态直接影响到制品的生产及品质。譬如八钢在线材制品所用原料的生产中还存在一些困难，影响到钢厂制品的发展。为此笔者就线材制品用盘条的生产谈谈自己的观点，以供参考。2线材制品生产用盘条的现状盘条是用途十分广泛的钢铁深加工原料，它可用于冷拔丝或冷轧钢丝。多年来用于冷拔或冷轧钢丝的盘条标准较多，为了满足线材制品企业的需要，生产出优质的线材制品。各钢铁企业纷纷制定了自己的内控标准，但基本上都是沿用GB/T699-1999或GB/T700-1988标准中的牌号，并没有专用的统一标准和钢种。随着制品行业的迅速发展，这两个标准己不能满足目前线材深加工生产的需要。目前，线材盘条影响制品企业生产加工的主要因素有:(1)原料内在质量差。如钢的成份不均匀造成的组织性能不稳定，主要是冶炼过程中缺乏必要的控制和精炼手段;轧制过程中缺乏对各道次的2温度控制及控冷的检测手段。(2)盘条表面质量差。如表面折叠、耳子、裂纹、结疤等。由于提供的盘条尺寸与需求尺寸不符合，既浪费人力、物力，又不能使钢材得到充分的利用，这实际上是忽视了用户的需要。(3)所需牌号规格与供货不符，达不到标准要求。如市场缺乏Φ6.5mm以下的各种规格的线材，尤其是硬线，用户只能用Φ6.5mm的线材代替。增加了加工费用。(4)高线厂以生产传统的建筑用盘条为主，忽视了拉拔用线材的生产(建议制定用于冷拔的线材专用标准)。由于上述原因，给线材制品企业带来了许多不便。据资料统计，1998年我国进口线材达到80万吨，进口的主要品种是目前国内不能生产或产品质量不过关的高碳优质硬线盘条及一些特殊要求的盘条。3线材生产中有关问题探讨及生产控制从线材制品的生产实际情况来看:要扩大线材制品的种类、提高线材深加工产品的质量，在线材的加工生产方面还需要做大量的工作。3.1线材生产过程中应考虑的问题3.1.1转炉的供氧制度转炉的供氧制度对钢的内在质量影响很大。如增碳法操作虽然比较简单，容易掌握，只要在终点钢水碳含量较低的情况下出钢，然后用增碳剂调整碳含量到要求控制的范围以内。但这种操作方法合金回收率不稳定，钢水成份波动也比较大，还会使钢中非金属夹杂物和气体含量明显增高，大大降低钢水的纯净度，对制品生产产生不利的影响，而采用3拉碳法操作却可以有效地避免这些不利因素(应该达到钢的牌号碳含量的1/3~2/3，即一次拉碳应在0.15~0.30%或者更高)。3.1.2钢水的温度控制制度炼钢生产已普遍采用了连铸技术，相比而言增加了钢水的周转次数和停留时间，迫使终点出钢温度升高，钢水二次氧化增加，并使钢水中氮、氢、氧三种有害元素含量升高，降低了钢的塑性和韧性，对钢的力学性能产生不良影响。此外还会使钢中的非金属夹杂物增多。因此，合理的温度制度对保证线材的品质十分重要。3.1.3炼钢合理的脱氧制度脱氧操作必然会使部分脱氧产物滞留在钢中而成为非金属夹杂物，因此必须采用合理的脱氧制度。目前采用复合脱氧剂及电石等脱氧剂进行脱氧操作，不仅提高了脱氧能力，而且由于其脱氧产物容易脱离钢水，从而减少了钢中的非金属夹杂物含量。3.1.4铸坯质量因素铸坯质量是保证线材具有良好深加工性能的基本条件。在铸坯内部质量方面:轻微的中心疏松、缩孔、裂纹等，经过轧制后部分缺陷可以消除，而还有一部分严重的缺陷变形加剧并被保留下来，对制品深加工造成严重的影响。3.2线材生产中的生产控制对于制品用的盘条来说，由于偏析引起的成份不均匀是造成盘条通条性能差的主要原因。在小方坯连铸生产中，往往会产生中心碳偏高。根据资料介绍，150mm×150mm的铸坯中心偏析系数可达到1.45左右，对4于中高碳钢这种偏析将更为严重。尽管轧制时线材组织处于奥氏体化状态，且轧制温度较高。但由于碳偏析不可能完全被消除，因而在缓慢冷却时会析出网状渗碳体，破坏线材基体的均匀性能，从而导致线材拉拔时容易发生断裂。因此，要解决通条性能差的问题，首先要解决碳偏析的问题。要求连铸小方坯中心碳偏析系数控制在1.10以下。国外厂家提供的经验是：(1)中间包钢水的过热度控制在25℃以下。(2)连铸中间包采用电磁搅拌技术。(3)二冷段采用强化冷却技术。(4)采用凝固终端轻压下技术。轧钢工序的质量控制除了控制线材产品的尺寸精度外，更重要的是控制好线材的内部组织，根据本地的环境温度制定合理的冷却工艺参数。由于目前大部分轧钢厂在超设计能力组织生产，因此部分钢坯的加热时间不能得到有效保证。由于钢坯加热时间不够，滞留时间短，造成铸坯中心温度偏低(热送热轧坯除外)，其渗碳体组织没有完全重新溶解，钢坯将存在局部碳偏析，最终仍旧保留在线材中，造成线材性能不均匀。因此终轧温度的控制非常重要。当然吐丝温度、风冷强度以及合适的辊道速度也是保证线材获得良好加工性能的重要因素。从以上的分析可以看出，盘条通条性能的稳定是线材制品生产乃至制品质量的基本保证条件。而保证盘条的通条性能又是制品生产企业对线材的冶金和轧制过程提出的更高要求。目前国内的线材盘条大多是由转炉和电炉生产的，从大部分厂家的生产原材料和工艺装备来看：要生5产出高质量的制品专用线材有一定的难度；而要生产高质量的中高碳硬线盘条难度更大。从转炉炼钢流程分析，小转炉炼钢工艺存在着钢水氧化性强的问题，虽然有炉后脱氧、吹氢处理，但钢中含氧量一般都在0.5×10-4～0.7×10-4，难以控制在较低水平(如0.4×10-4以下)，同时含碳量波动较大，很难保证成品碳的状态。尽管采用炉后精炼手段：如LF炉等，也很难得到较好效果，仅能作为一种调整温度的手段。因此，对于转炉来讲，要生产出适用于制品的线材必须具备以下条件：(1)钢水的P、S含量控制在0.030%以下。(2)炼钢炉的公称容量不宜太小。(3)最好采用顶底复合吹。(4)要有可靠的精炼设备。生产中高碳钢盘条和合金钢盘条的原料必须由电炉冶炼。电炉炼钢用原料大多是回收的废钢，对有色金属含量的控制十分困难，采用热装铁水可以解决这个问题，但要将电炉钢水中的[N〕含量控制在0.6×10-4以下，必须在电炉的封闭性、造渣工艺、供氧、惰性气体保护等方面做大量工作。因为[N]含量大于0.7×10-4会造成钢质恶化，[N]能增加钢的时效硬化性，使钢的强度和硬度升高，塑性和冲击性、韧性显著下降，影响拉拔及最终产品性能的稳定性。轧制过程需着重考虑的是加热制度及轧制工艺冷却制度，同时必须保证线材的外形、规格及组织的均匀性，避免盘条出现非正常组织。4结论6目前，国内大部分钢厂生产的线材盘条已难于满足制品企业的要求，提高线材盘条的适应性质量是一个系统工程，需要冶炼、浇铸、轧制等各工序的紧密配合和共同提高。当然，除了要提高对制品用线材的认识以外，企业还要考虑提高技术装备的硬件和相关生产技术软件，以满足钢材深加工的需要及企业自身生存和长远发展的需求。