如何進行簾線鋼冶煉技術攻關

冶煉技術難點有哪些？

碳含量（碳當量）對拔絲影響很大。據統計，碳當量每提高0.01%，斷絲率約提高5%。鋼簾線盤條的碳含量高、范圍窄，一般在0.7%以上。對于高碳鋼來說，碳含量與碳當量的穩定精確控制是個難點，需要通過提高轉爐出鋼的含碳量、LF爐通過增碳劑精確調整碳含量來進行控制。

在鋼簾線加工過程中，單絲直徑最小可以拉拔到ф0.15毫米，夾雜物的大小和形態直接決定著考核鋼簾線用線材質量的一個最重要指標——拉拔斷絲率。控制夾雜物成為煉鋼廠冶煉水平的直接體現。現在一些先進鋼廠在研究零夾雜的超純凈鋼冶煉。冶煉過程中必須嚴格控制脫氧、精煉，減少鋼中的夾雜物含量。另外，用渣洗法進行夾雜物無害化處理，不但可以減少夾雜物的數量，而且可以得到易變形的夾雜物。要合理確定鋼水罐、澆注水口的耐火材料來控制外來夾雜物的產生。

碳、錳偏析一般產生在連鑄坯凝固過程中，對高碳鋼來說，更容易在心部產生偏析，它會強烈推遲線材軋制時心部珠光體的轉變。若冷卻速度較快，則形成心部馬氏體；若冷卻速度較慢，則形成心部滲碳體。這兩種組織都會導致線材在拉絲中斷裂。采用大方坯連鑄技術、電磁攪拌技術、輕壓下技術對控制偏析有很大好處。

簾線鋼夾雜物影響幾何？

鋼簾線是線材制品中的極品，被稱為“皇冠上的明珠”。因為鋼簾線要被拉至0.15毫米~0.38毫米鋼絲并制成繩，拉拔成細絲100千米不允許斷頭，所以鋼簾線的所有生產工序都有較嚴格的要求，其中對夾雜物的控制最為關鍵。鋼簾線在冷拔和捻股過程中發生斷絲，最主要的原因之一是鋼中存在硬而不變形的脆性夾雜物。實驗表明，夾雜物大于被加工鋼絲直徑2%就會導致鋼絲在冷拉和合股過程中脆性斷裂。鋼簾線斷絲的主要原因有以下幾點：

原輔材料是保證簾線鋼質量的前提，入爐鐵水、廢鋼，以及添加的渣料、合金料等均需要對有害元素進行控制。鋼簾線用鋼除要按規定控制碳、硅、錳成分以外，其他各元素更要嚴格控制，否則就會導致斷絲，如銅含量超標會引起“紅脆”等。電爐加入40%廢鋼，帶入的銅元素不能在后道工藝中去除，必須使用優質廢鋼。鈦元素在鋼中危害也很大，與氮元素在凝固過程中形成小尺寸、帶棱角的、硬脆的氮化鈦夾雜（即鈦夾雜）。鈦夾雜在鋼絲拉拔過程中加重模耗，并嚴重惡化成品的抗疲勞性能。鈦元素性質活潑，極易與氧、氮元素發生反應，煉鋼殘留的少量鈦元素也會對成品造成很大的危害，因此必須控制其來源，使用特殊合金及合成渣，將原輔材料中的鈦元素限制在最低水平。鋁是強脫氧元素，鋼液脫氧過程中一旦析出氧化鋁夾雜，精煉過程中就無法將它們從鋼液中徹底去除。特別是尺寸小于10微米的氧化鋁夾雜，要通過常規的精煉工藝從鋼液中有效去除是十分困難的。即使將鋼液全氧質量分數降低到（5~6）×10-6，材料疲勞斷口上仍然發現直徑為10微米~20微米的A12O3顆粒。另外，鋼中鋁元素還會與渣中的二氧化鈦發生反應：4A1+3TiO2=3Ti+2A12O3，使渣中的二氧化鈦被還原后進人鋼液中，不利于鈦元素的去除。

氧的控制是冶煉簾線鋼的一項非常重要的工作。全氧含量高于夾雜物數量后無論夾雜成分控制得多好，都會導致斷絲。

高碳鋼偏析也是影響斷絲的一個重要因素。高碳鋼偏析高對軋鋼組織控制帶來不良影響，同時使夾雜物的分布不均，產生斷絲。鋼簾線用盤條偏析評級≤2級，應達到標準。

氣體對鋼簾線斷絲的影響主要是氫和氮的含量。雜物是影響斷絲的主要原因，特別是氧化鋁夾雜。

夾雜物如何控制？

夾雜物形態控制主要依靠精煉渣來實現，但每個鋼廠有不同的工藝條件，夾雜物受很多因素制約，如原材料、合金、耐火材料等，所以各廠設備不一樣，冶煉方法也不一樣。技術人員可以從鋼絲斷口形貌、斷絲入手借助電子探針和圖形儀分析夾雜物；同時對LF精煉夾雜物進行有限控制，用電解和金相分析鑄坯中的夾雜物可以有效地減少夾雜物對質量的影響。

國際上，簾線鋼最常用的標準是皮拉利標準，該標準對夾雜物的要求為：鋼中總氧含量≤30×10-6；夾雜物最大尺寸，一般要求<ф15微米，更細的絲及高強度簾線要求夾雜物直徑小于鋼絲直徑的2%；鋼中不允許純氧化鋁夾雜存在，復合氧化物夾雜中氧化鋁要求質量分數≤50%；夾雜物數量根據不同強度級別、不同鋼絲直徑的要求，一般要控制在每平方厘米1000個以下。

嚴格控制鋼中鋁元素，所有合金、原料中不允許含鋁元素，同時要控制渣中堿度（氧化鈣/二氧化硅）。當堿度在≤1.0時，渣中氧化鋁≤15%可以實現氯元素的微量控制，即能將夾雜物氧化鋁控制在20％左右。

但日本研究表明，精煉渣中的氧化鈣和二氧化硅與鋼中全氧含量有較大關系。當堿度≤1.0時，全氧水平在（20~25）×10-6左右，但實際操作中全氧很難達到這一水平。全氧含量高即夾雜物數量多，這也是影響斷絲的重要因素。