ML35 冷镦钢炼钢生产实践张成勇，冯跃平，陈寿红，黄载富，姚云苗 （武钢集团昆明钢铁股份有限公司炼钢厂，云南昆明 650302） 摘要：针对昆明钢铁股份有限公司炼钢厂生产冷镦钢 ML35 初期存在的铸坯中心等轴晶率不发 达、中心缩孔、中心偏析明显，钢中AlS含量控制不稳定、连铸中间包水口结瘤频繁等质量、技 术问题，通过分析原因，并优化结晶器电磁搅拌等连铸参数，提高了铸坯中心等轴晶率，改善了 铸坯中心缩孔、中心偏析等质量问题；采取步控制法，稳定了钢中A1S含量；合适的钙处理工艺 及加强连铸保护浇注，解决了连铸中包水口结瘤堵塞的难题，提高了单中包连浇炉数，稳定了 ML35 的生产关键词：冷镦钢；技术；质量；生产实践冷镦钢作为生产紧固件的主要材料，需求较大昆明钢铁股份有限公司 （以下简称昆钢）于 2006年9月开始试制，但由于多方面的原因，冷镦性能不能满足国家标准要求，改为生产 E88， 只能在个别用户定点使用，从而影响了该产品的合同量，作为产品的升级换代，有必要开发满足 国标要求的冷镦钢，以便市场的推广2007 年10月24日，昆钢炼钢厂首次试制以 ML35 为代表的冷镦钢，试制初期开浇成功率 低、钢液中AlS控制不稳定、中包水口堵塞频繁。
铸坯中心等轴晶率不发达、中心缩孔明显经 采取相应措施后，解决了试制初期存在的问题， ML35 钢的单中包连浇炉数达到了 23 炉以上， 最高达到了 30 炉，铸坯质量满足后工序要求，生产稳定1 ML35 钢的成分设计及工艺路线ML35 钢主要用作标准件，要经过深加工、冷加工，因此必须具备较好的加工性能化学成 分设计见表 1 表1 ML35化学成分控制要求' C Si Mn P S Ak范鬧值327L卩 ＜几汕d卫）〜IL丽£（L旧5勺LI圧几标7L "35 目标值 f）. 33-0. 36 ＜（1 10 O.3.5-U. 45 ＜（）. 1）20 （「创根据ML35钢热轧盘条的成分、性能要求，结合昆钢现有生产条件，采用了如下工艺路线： KR铁水脱硫一50 t顶底复吹转炉冶炼一吹氩喂丝一70t LF精炼一弧形方坯连铸机（R9 m，5机5 流，铸坯尺寸为150mm X 150mm） 一高线轧制2 质量和技术难点及其原因分析ML35 冷镦钢盘条有以下特殊要求：1）拉拔性能好且波动小，在加工过程中有较大的压缩变形要求ML35钢有较好的塑性，面 缩率在 45％以上，因此，在生产过程中就必须降低钢中 S 含量［1］。
而转炉熔池气氛不利于脱硫2）非金属夹杂物是造成冷墩开裂的主要原因之一，特别是 B、D 类夹杂危害较大，更要严格 控制而ML35钢是用铝脱氧的，难度更大3）线材的通条性能要均匀、成分要一致但生产初期由于钢水过热度、拉坯速度、结晶器电 磁搅拌参数等不合适，致使铸坯中心等轴晶率不发达，中心疏松、缩孔、偏析等质量缺陷明显ML35 钢冶炼具有以下技术难点：1） 钢液中 AlS 的稳定控制是提高产品质量、保证生产顺行的关键 AlS 含量一方面代表钢液 脱氧程度，另一方面起细化晶粒的作用，要满足ML35钢的生产工艺及加工性能，钢中AlS不能 过低，也不能高然而，AlS与钢中氧、硫关系较为复杂，因此，稳定控制AlS含量特别困难2） 开浇成功率与保护浇注是生产顺行的保障钢中含A1S，钢水流动性较差，因此采用孔径 较大的水口，在开浇过程中对“出苗”时间及“试棒”时机把握不好，都易造成开浇失败；而长 水口及中包两节水口接缝处都易造成二次氧化若引流二次开浇或保护浇注不好，都易造成Al2O3 堵塞水口3 措施3．1 降低钢中 S 含量为降低ML35钢中的S含量，在采用铁水脱硫及转炉出钢合成渣洗的同时，还需LF造高质 量的“白渣”精炼。
1）铁水脱硫工序在对铁水脱硫前后进行规定（见表 2）的基础上，还采用具有均匀铁水成分、 减少搅拌死角、易扒渣等优点的铁水罐底吹n2工艺表2 ML35钢冶炼用铁水脱硫前后要求时间 认S）% 温度代处理前 ^（1 040 习25U ~处理斤 <11.1111） >1 220采用该工艺后，在搅拌头插入深度、搅拌转速及使用相同脱硫剂的情况下，平均脱硫率为89. 36%，脱硫处理后平均铁水S质量分数由原来的43X10-6降低为26X10-6，最大S质量分数 由原来的92X10-6降低为65X10-6,脱硫剂平均单耗由原来的0. 498 kg / t降低为0. 306 kg/to 出站平均温度为1 262. 8°C,出站最低温度1 251 °处理过程中由于增加底吹，温降大，平均温降37. 2C,最大温降48C见表3°S3釉林瓢处垃鼬髓甌Hl 讥 血％ Goto 4W K 麟/t "STW 丽帀亍讎血t「耳f〉 1it!51,4113川lljffi 1(ij II P()752他1J1H丨加0,113] 1)iWI2S4乜1』训201供}1 EO ]门II 麻55 閒B 7?J5 H2）合成渣洗转炉出钢前向钢包内加入一定量的合成渣，利用出钢过程中钢液动 能产生的冲击功，使造渣材料在钢液中碎散为液滴，增加钢渣的接触面积（100〜300m2/m3）［2］； 加速钢液中的硫向熔渣滴内扩散，从而获得含硫较低的钢液。
通过采用合成渣洗法，出钢过程脱 硫率达 20％左右，以 2008 年 1 月 25 日的生产情况统计，采用合成渣洗法，出钢至精炼前的脱 硫率达 19．20％，见表 4表4 ML35出钢至LF的脱硫情况炉号岀钢 w(S)/%到LF的 w( S) /%S)%脱硫率/%平均(1. (H2().(109 5()* ()023山2最高m 1 &“〔）13{). ()03()27. 3最低0. II 1110{).()()!t)15* 43）“白渣”精炼脱硫在渣系确定的情况下，硫的分配比 LS 取决于钢液中的氧含量，氧含 量越低，硫的分配比LS越高，氧含量越高，硫的分配比LS越低而“白渣”含有较低的FeO及 MnO,渣中氧势较低，避免了渣中的氧向钢液扩散，从而为脱硫创造了很好的条件⑶3．2 降低钢中非金属夹杂转炉终点过氧化、出钢下渣、LF的“白渣”精炼能力及钙处理效果，对钢中夹杂物数量、 种类都有较大的影响1） 为减少钢水过氧化，以早化渣早成渣为目标，采用石灰一废钢一铁水的加料模式，达到了 快速形成含有一定量的 FeO、 CaO 和一定碱度的熔渣，使金属液中的 P、 S 在最短的时间里降低 至ML35规定的范围内，减少了点吹的次数，确保了终点®（C）＞0 05%，减少了钢水的过氧化。
2） 为减少出钢下渣量、提高挡渣命中率在转炉增设了挡渣小车在应用挡渣小车后，挡渣命 中率已由原来的60%提高到90%左右，平均钢包渣层厚度由原来的120mm下降到现在的70mm 以内（包括合成渣）3） 为提高LF的“白渣”精炼能力，将精炼造渣工艺前移至转炉出钢时段及氩站工序，在转 炉出钢过程中向钢包内加入一定量的精炼造渣材料，利用钢流冲击功及吹氩动能，使造渣材料充 分熔化，同时在吹氩站进行造渣，促使钢水在氩站就形成精炼初渣，为LF “白渣”精炼去除钢 中夹杂创造条件［4］；钢水到LF后，以先化渣后升温为操作原则，使熔渣速形成R=5. 0±0. 5, ①（FeO）＜l%,①（MnO）＜l%的精炼白渣，取得明显效果4）钙处理工艺是在“白渣”精炼的基础上，对钢液中少量、未排出的A12O3脱氧产物进行变 性处理，使其形成低熔点、低密度的钙铝化合物，在钢液中集聚上浮排入熔渣，从而保证连铸顺 利进行，改善钢的纯净度⑸钙处理工艺的核心是保持合适的钙铝比，若钢中AlS控制不稳定， 钙处理就起不到应有的作用ML35生产实践中，钢水经钙处理后，当钢中①（A1S）=O. 010%〜 0. 030%、刀①（CaO）=（18〜42）X 10-6时，水口 “结瘤”概率很低。
3. 3 AlS含量三步控制法出钢过程对钢液进行沉淀脱氧；在吹氩喂丝站对钢液进行一次深脱氧；在LF对钢液进行扩 散脱氧，一次性加铝使钢液中AlS质量分数高出LF控制要求上限（100〜200）X10-6，精炼后钢中 AlS含量都能满足控制要求3 . 4 提高铸坯质量1）采用“典型拉速”工艺规定中包温度与拉速匹配，稳定拉坯速度，改善了铸坯疏松、缩 孔为此，钢水过热度的稳定控制是保障性条件，因此，LF升温采用“双峰”型升温曲线（如图 1）,先将温度升至高出目标温度10〜20°C，然后软吹一定时间；再升温至钙处理温度，从而实 现过热度的稳定控制，实现了“典型拉速”2）优化结晶器电磁搅拌参数，保证结晶器弯月面的平稳，使结晶器内钢水温度分布更加均匀， 提高了铸坯中心等轴晶率，改善了铸坯中心缩孔、中心偏析3. 5 开浇操作与保护浇注1） 开浇操作通过积累经验、加强中包烘烤等，准确把握“出苗”时间与“试棒”时机，开 浇成功率已达100%2） 采取大包长水口加密封垫并吹氟密封，开浇第 1 炉中包吹氩至覆盖剂铺满整个中包液面、 脱锭后在中包两节水口咬合处涂抹密封胶泥、结晶器使用保护渣的保护方式，基本杜绝了浇铸过 程的二次氧化。
4 生产效果 通过采取相应措施后，无论是产量规模、单中包连浇炉数，还是铸坯质量都得到较大提高 具体情况见表 5抚就戈前删生啟翱比曲蹴川删m肿耆， …‘‘ w&魅僦 靜肿舞樹种心巾怖 能融 t m齡孵/%褊細馳牺辆輕 BII.'50 心川■「卄忙说附j WMi （15-H （L5-UImW ™曲郝唧（肺爛HiW恻3 G縊胖 酬现）m阿忖5 结 论1） 稳定控制钢中AlS含量、合适的钙处理及加强保护浇铸，解决了 ML35生产中连铸中包水 口“结瘤”等难题，实现了 ML35 钢的批量稳定生产2） 减少转炉终点钢水过氧化和转炉出钢下渣量、提高LF “白渣”精炼能力，有效降低了钢 中非金属夹杂含量3）典型拉速工艺及合适的结晶器电磁搅拌参数，提高了铸坯中心等轴晶率，改善了铸坯中 心缩孔及中心偏析，提高了铸坯质量［参考文献］［1］ 陈家祥•钢铁冶金学（炼钢部分）［M］.北京：冶金工业出版社，1989： 9.［2］ 黄希祜•钢铁冶金原理［M］.北京：冶金工业出版社，1989： 312.［3］ 齐江华，薛正良•李宗强，等•实现感应炉钢水深脱硫的条件探讨［J］•炼钢，2008，24（2）：30—33.［4］ 王金平，余新河，赵继字，等•冷镦钢优化精炼工艺的生产实践［C］〃2006年全国炼钢、连铸 生产技术会议论文集，中国金属学会，2006•⑸干勇，姜起华，张如斌•等•炼钢-连铸新技术800问［M］•北京：冶金工业出版社，2003： 162—163.。