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1、第3 0 卷第4 期 2 0 0 8 年8 月四川冶金S i c h u a nM e t a l l u r g yV 0 1 3 0N o 4A u g ，2 0 0 8国内外帘线钢生产现状及发展趋势赵烁1 古隆建2 钟毅1曾建华2( 1 昆明理工大学，昆明6 5 0 0 9 3 ；2 攀枝花钢铁研究院，攀枝花6 1 7 0 0 0 )【擒要】简要阐述帘线钢的质量要求。重点分析了帘线钢的生产工艺流程及冶炼、精炼和连铸技术现状，通过国内外钢厂生产现状的对比。建议国内帘线钢生产应在洁净度控制方面多下功夫。【关键词】帘线钢质量要求夹杂物冶炼生产P R O D U C T I O NS T A T
2、 U SA N DD E V E L O P M E N TT R E N D S o FT Y R EC O R DS T E E LI NT H EW O R L DZ h a oS h u 0 1G uL o n g j i a n 2Z h o n gY i lZ e n gJ i a n h u a 2( 1 K u n m i n gU n i v e , | i t yo f S c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，K u n m i n g6 5 0 0 9 3 ；2 P a n z h i h u aI r o na n dS t e e
3、 lR e s e a r c hI n s t i t u t e 。P a n d d h u a6 1 7 0 0 0 ) A b s t r a c t T h eq u a l i t yr e q u i r e m e n to ft y r ec o r ds t e e lw a si n t r o d u c e d ，a n dt h ep r o d u c t i o np r o c e s sW a sp r e s e n t e d ，t h et e c h n i c a ls t a t u sq u oo fs m e l t i n g ，r e
4、f i n i n ga n dc o n t i n u o u sc a s t i n go ft y r ec o r ds t e e lw e r ea n -a l y z e de m p h a t i c a l l y ，B yc o n t r a s t i n gs t e e lm i l l sp r o d u c t i o ns t a t u sa th o m ea n da b r o a d ，t h ep u r i t yc o n t r o li nd o m e s t i ct y r ec o r ds t e e lp r o d
5、u c t i o nW a sp r o p o s e dt om a k eg r e a t e re f f o r t s K e yw o r d s t y r ec o r ds t e e l ，q u a l i t yr e q u i r e m e n t ，i n c l u s i o n ，s m e l t i n g ，p r o d u c t i o n0 引言一步的要求。钢帘线是汽车子午线轮胎的关键材料。随着我国汽车工业和高速公路的迅速发展，对子午线轮胎的需求量将大增，对钢帘线需求量也将随之增加。国外子午化率一般为8 5 一9 0 ，有的发达国家甚至
6、达到1 0 0 。我国起步较晚，2 0 0 5 年我国子午线轮胎产量达到1 4 2 6 1 6 9 万条，子午化率仅占5 0 左右，提高我国子午化率是大势所趋。据有关部门统计，到2 0 1 0 年我国子午线轮胎的数量将达到每年2 3 亿条，年需要钢帘线约7 0 万吨，年需求增长率在3 0 左右。而我国目前钢帘线生产量仅有4 0多万吨，市场前景将十分广阔。从近几年我国钢帘线盘条的生产来看，宝钢冶炼的B 7 0 L x 钢，经马钢高线轧制的f5 5 m m 盘条质量很好，但与国外进口的钢帘线专用盘条相比仍有差距。帘线钢国内主要依靠进口。宝钢的帘线钢产品将促进这一产品的国产化进程。为适应我国汽车工业
7、和交通运输的发展，对帘线钢的生产提出了进1帘线钢的质量要求帘线钢是洁净钢的主要代表钢种之一，在拉拔成丝后直径为0 1 5 0 3 8 r a m ，其质量取决于帘线用钢坯的质量及帘线盘条性能和质量。因而生产帘线钢对钢中夹杂物、硫化物要求十分严格，而且氮含量必须尽可能地低，对夹杂物的大小、形状和可变形性也提出了很高要求。对各残余元素、连铸坯表面和内在质量缺陷也有严格的要求B J 。1 1 化学成分帘线钢要求控制的元素较多，表1 列举了国外部分帘线钢的化学成分控制【3 J ，C 、M n 、S i 成分波动要小，对S P 及其他微量元素的含量亦有严格的限制。7 2 号及8 2 号钢化学成分要求如表
8、2 所示H J 。1 2中心偏析帘线钢对碳的中心偏析亦有严格要求，一般碳中心偏析指数1 0 5 。高碳钢的偏析是造成钢的内3 6 四川冶金第3 0 卷表1国外一些钢厂帘线钢的化学成分( )坌司名塑日本住友( s M 堕旦本新日铁( N S C )日本神户( K S L )韩国浦项( 瞍堑鱼2筵( S a a n s t a M )部质量和性能不均匀性的主要因素，在拉丝和扭转过程中易引起断裂，因此，在连铸浇铸过程中应采取相应措施进行严格控制，特别是对钢水成分、温度、二冷参数的控制H 】。1 3 夹杂物含量国际上对帘线钢洁净度要求常用的是意大利的皮拉利标准，该标准对夹杂物的要求如下：( 1 ) 夹
9、杂物总量一般要求T O O 7 0 ，其中心偏析是发达的柱状晶引起的，而浇铸温度的高低，将是影响柱状晶生长的重要因素。如图1 所示：过热度T 2 5 0 C ，柱状晶发达，产生中心偏析；A T 1 5 ，中心等轴晶区扩大，中心偏析明显减轻；T 1 0 ，中心偏析不明显。在帘线钢生产中，钢水过热度严格控制在小于2 5 的水平，有效地扩大了铸坯的等轴晶区，改善了铸坯的偏析。051 01 52 02 53 0过热度图1 过热度与中心偏析及等轴晶率的关系摹、静暗暴玲卯加如筋竹lllO蔽舁嚣翠童cb四川冶金第3 0 卷( 4 ) 拉速的控制。随着拉速的提高，铸坯在结晶器内停留的时间变短，从而使钢水凝固速
10、度降低，其结果是铸坯液芯延长，这不但推迟了等轴晶的形核和成长，扩大了柱状晶区，而且发生铸坯鼓肚危险的几率也随之增加。在帘线钢生产中，按1 0 一1 3i n m i n 严格控制拉速，有效地抑制了铸坯柱状晶区的发展2 1 。( 5 ) 电磁搅拌技术运用。结晶器和二冷段设置电磁搅拌，使铸坯等轴晶区尽量扩大。( 6 ) 轻压下技术。以减轻铸坯中间疏松，改善铸坯组织结构，减轻铸坯偏析。( 7 ) 二次冷却。采用强度较高的二次冷却，比水量一般可达1 5l M k g 一2 0I M k g 钢，二冷段分区进行自动调节J 。3 帘线钢生产的现状及发展趋势3 1国内钢厂生产帘线钢的现状迄今我国国内只有宝钢
11、、武钢、鞍钢等能生产一些帘线钢。国内一些生产帘线钢的合资企业所使用的坯料还大量依靠进口。宝钢采用3 0 0 t 转炉冶炼经过L F 、R H 二次精炼，浇成钢锭，经初轧开坯后再经连轧机轧成1 5 0 耐的小方坯供高线厂轧成钢帘线盘条后供给钢帘线厂。由于采用浇铸大钢锭轧制工艺，帘线钢的收得率很低，且质量不够稳定。如采用连铸浇铸大方坯的生产工艺，可较好地控制碳偏析，对质量将会有很大改善。武钢采用9 0t 转炉冶炼帘线钢，经L F 、V D 精炼后，浇铸成2 0 0l n l n 2 0 0n l l l l 的大方坯，经开坯轧制成小方坯，供线材厂轧成帘线盘条，供某钢帘线厂生产钢帘线，经几次试生产取
12、得了可喜的成果，其拉拔断丝率最高达2 2 7 万m 次。目前帘线钢生产存在的主要问题是钢中夹杂物含量控制还未完全达到要求，个别夹杂物尺寸大于1 5 1 x m ，由于使用耐材材质因素导致钢中铝含量高，带人外来夹杂物，使夹杂物含量有所增高H 。鞍钢近几年进行了大规模的设备改造，装备了一系列先进的工艺设备，具备开发一系列高技术含量品种的基础。对生产帘线钢来说，鞍钢的工艺装备具有以下特点：以铁水为原料炼钢适合生产帘线钢等对杂质元素有严格要求的钢种，L F 和V D 装备加上合适的工艺、技术能够严格控制夹杂物类型、数量和分布，大方坯连铸加电磁搅拌减少钢的偏析，大方坯热送连轧和高速线材轧制大的压缩比使塑
13、性夹杂物伸长、变细。经过几年的研制工作，鞍钢生产的 帘线钢线材品质有了大幅度的提高。3 2国外钢厂生产帘线钢的现状世界上著名的钢帘线专用线材生产厂商德国S a a r s t a h lA G 公司冶炼帘线钢时，铁水经1 6 0 1 7 0t鱼雷罐车运至炼钢厂，在1 4 0 t 铁水包中进行脱硫预处理，外加1 5 一2 0 返回废钢组成炼钢原料。在1 6 5 t 转炉内进行吹炼，转炉为顶底复吹式。炉顶有5 6 个氧枪，每分钟吹人5 0 0 6 5 0 m 3 氧气。炉底有1 0 个直径为4 m m 的孔，每分钟吹氩气量0 0 1 5 0 5N m 3 t 。其氧枪的位置、吹氧速度和底吹氩气量均
14、由声控仪或废气成分分析仪实现自动控制。炉外精炼采用R H ，最大真空度为5 0P a ，2 台“ I N 喷粉装置，其中一台用于喷吹C a C ：粉和C a S i 粉。成分微调后加入冷料由送风站完成。此外还配有双线喂丝机喂C a S i 线和C a 线，这些工艺技术的应用，是保证钢帘线专用线材纯净度必不可少的前提。3 3 帘线钢生产今后的发展目前国产钢帘线专用线材生产企业很少，尚无国家统一的质量标准。国内几家钢帘线生产企业对国产线材试用结果显示，国产钢帘线专用线材可满足钢帘线生产的一般要求J 。但还存在夹杂物类别控制达不到要求、外来夹杂数量较多、钢中全A l含量偏高、有关铸坯加热和线材轧制工
15、艺不够完善等问题，现阶段在生产过程中控制脱氧条件和采用低碱度顶渣进行熔炼可以减少夹杂物含量。此外，氧化物冶金技术、超细晶粒技术、钢水的高纯净度技术的发展为控制夹杂物形态、类型和大小以及进一步减少钢中夹杂物提供了可能。国外研究表明，提高钢帘线的疲劳性能可以减轻轮胎质量，增加轮胎载重能力，提高轮胎寿命。钢丝和钢帘线的强度对疲劳性能的影响见表6 。4 结语( 1 ) 随着精炼和连铸工艺的改进，严格控制夹杂物及有害气体的含量，防止连铸坯中心偏析和中心疏松，是提高帘线钢生产质量的必要手段。( 2 ) 为了适应可持续发展的要求，应发展高强度和超高强度的帘线钢，这是因为提高疲劳强度可以延长轮胎的使用寿命，减
16、少轮胎成本，降低汽油消耗，同时改进生产技术和生态环境。 ( 3 ) 努力提高帘线钢生产系统的质量控制水第4 期S i c h u a nM e t a l l u r g y3 9 表6 中钢丝直径O 3 0 m m ，钢帘线结构为2x O 3 0 6 1 。平，逐步加强过程细节的控制能力，整个研发向着标准化、多元化的方向稳步发展。与此同时，企业通过与客户建立技术、检验、销售等人员的定期交流，完善跟踪评价机制，及时处理客户提出的问题，使客户群不断增加，市场得以拓展。相信在不久的将来，我国的帘线钢生产将会在世界范围取得瞩目成就。参考文献1 康听我国钢帘线的生产情况及国内外钢帘线生产技术 J 钢铁技术，2 0 0 6 ，( 6 ) ：l - 4 2 萧忠敏武钢炼钢生产技术进步概况 M 北京：冶金工业出版社，2 0 0 3 2 8 2 2 8 5 3 余蓉，吴玮，郭永铭，张新宝
