硅灰石對高碳鋼中夾雜物改性的研究 2012

1、硅灰石對高碳鋼中夾雜物改性的研究沈建軍（新余市南方硅灰石有限公司，新余市，江西省，中國，338000）摘要：高碳簾線鋼盤條在拉拔和捻制過程中經(jīng)常出現(xiàn)拉拔脆斷的現(xiàn)象，嚴(yán)重地影響了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。造成斷裂的主要原因之一是由于鋼絲內(nèi)部存在非金屬夾雜物，本文通過使用硅灰石造渣，改變精煉過程造渣工藝，減少Al和鋁礬土的加入量，實現(xiàn)了有效控制夾雜物形態(tài)，使簾線鋼的塑性和拉拔性能大大提高。關(guān)鍵詞：夾雜物；拉拔性能；硅灰石Effect of Wollastonite on Modifying Inclusion for High Carbon Steel Sheng Jianjun（Xinyu Sout

2、h wollastonite Co.,ltd. Xinyu city, Jiangxi Province, China, 338000）Abstract：The phenomenon of Brittle fracture is always happened during drawing process for high carbon steel grade, which influence quality and efficiency seriously. One of the main reason of causing fracture is non-metallic inclusio

3、ns existing internal of material. The paper achieved controlling inclusion modification by usage of wollastonite , reducing Al andBauxite addition during refining process, which increases Plastic and drawing performance mostly. Key Words：inclusion; drawing performance；wollastonite預(yù)應(yīng)力鋼絲，鋼簾線和鋼棒通常都用0.7

4、0.9%的碳含量、0.60.9%的含錳量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)盤條制造。為了獲得理想的簾線鋼鋼質(zhì)，目前國內(nèi)外主要鋼鐵企業(yè)都在提高鋼的潔凈度方面付出了很大努力。生產(chǎn)中常用的煉鋼工藝組合為：鐵水預(yù)處理LD頂?shù)讖?fù)吹（或電爐）冶煉二次精煉高速無扭控冷軋制。在拉絲和合股的過程中幾乎不允許斷絲（一般要求每100000m斷絲不能超過一次）。鋼中的脆性夾雜物是造成鋼簾線出現(xiàn)缺陷的主要原因之一，象A12O3；這種既硬又不變形的夾雜物是導(dǎo)致鋼絲拉拔和合股斷裂的主要原因。消除鋼中的不變形夾雜物或使其尺寸盡可能的小，可以避免鋼絲的斷裂。1 鋼簾線對夾雜物要求高碳簾線鋼盤條在拉拔和捻制過程中經(jīng)常出現(xiàn)拉拔脆斷的現(xiàn)象，嚴(yán)重地影響了

5、產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。造成斷裂的主要原因之一是由于鋼絲內(nèi)部存在非金屬夾雜物1，特別是脆性非金屬夾雜物，破壞了鋼絲基體的連續(xù)性，在拉拔和捻制變形時，因應(yīng)力作用而造成鋼絲斷裂。所以除了對成分有較高的要求外，對鋼中非金屬夾雜物的數(shù)量、尺寸、分布特別是夾雜物的變形性能有嚴(yán)格的要求，即要求鋼中的夾雜物盡可能為在熱軋過程中能夠變形的塑性夾雜物。1）經(jīng)驗表明，鋼中非金屬夾雜物尺寸只要大于被加工鋼絲直徑的2% ，即可導(dǎo)致鋼絲在冷拔和捻股過程中脆性斷裂。那些很細(xì)小的脆性夾雜物顆粒，雖然僥幸通過鋼絲拉拔和捻股關(guān)，必然會在成品鋼簾線的動態(tài)疲勞性能試驗或在輪胎的實際應(yīng)用中導(dǎo)致早期斷裂隨著鋼絲強(qiáng)度提高，鋼絲斷線率提高。

6、為了防止輪胎子午線冷拔斷裂，要求夾雜物粒直徑D5。2）夾雜物中A12O3含量適宜。夾雜物中A12O3含量在適當(dāng)范圍時，不變形夾雜物指數(shù)最低2。輪胎鋼絲鋼在拔成很細(xì)的絲時，容易斷頭。斷頭是由于鋼中含有不變形夾雜(熱軋后，夾雜物的長寬比小于3時為不變形夾雜)。要求不變形夾雜的直徑d1），占22.78，第二次改進(jìn)工藝試驗取盤條試樣12根，觀察到夾雜物189個，其中發(fā)生變形的夾雜物139個（DI1），占73.54。由此可以看出改進(jìn)工藝試驗盤條中夾雜物的變形個數(shù)比例明顯高于常規(guī)工藝試驗的。圖6 兩次試驗盤條中夾雜物變形情況圖7為兩次試驗在盤條中觀察到夾雜物的變形率分布圖，從圖中可以看出，常規(guī)工藝試驗盤條

7、中的變形夾雜物的變形率主要集中在13，占78.0，變形率為36的只占17.1，而變形率為69和930的夾雜物只占4.9和0。改進(jìn)工藝試驗盤條中的變形夾雜物的變形率主要集中在13和36，分別占42.4和43.9，而變形率為69和930的夾雜物占9.4和4.3。圖7 盤條中夾雜物變形率分布從圖6和圖7可以看出，改進(jìn)工藝后試驗中觀察到盤條中變形夾雜物的數(shù)量和變形程度明顯好于常規(guī)工藝試驗的，因此針對常規(guī)工藝試驗的情況進(jìn)行工藝參數(shù)的調(diào)整是有效的。5 結(jié)論以調(diào)整頂渣成分來控制夾雜物性能是控制夾雜物形態(tài)的一項行之有效的重要技術(shù)。對于鋼簾線的精煉，最有效控制夾雜物形態(tài)的渣是硅灰石或其它成分與硅灰石的混合物。通

8、過控制精煉渣中A12O3含量，采用新的爐渣精煉工藝，72A鋼水純凈度明顯改善，夾雜物形態(tài)由以球狀CaO-SiO2- A12O3為主變成以SiO2為主的不規(guī)則形狀，夾雜物尺寸明顯減小，95%以上的夾雜物尺寸小于5m。試驗表明，合理控制脫氧條件和鋼包頂渣的成分，就能夠得到熔點低、塑性良好的脫氧產(chǎn)物，從而使鋼的塑性、拉拔性能大大提高。參考文獻(xiàn)：1 A.Melander and M.Larsson. The effect of stress amplitude on the cause of fatigue crack initiation in a spring steel. International Journal of Fatigue. 1993,15(2):1191312 薛正良、李正邦、張家雯. 彈簧鋼夾雜物形態(tài)控制. 鋼鐵,1999,34(4):20233 李為繆編譯 . 鋼中非金屬夾雜物 . ：冶金工業(yè)出版社，1998 :751444 Fauling G.M. Inclusion Modification in s