UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB1第9讲：中高碳钢棒线材的实际生产应用UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB21高碳硬线钢82B中Al2O3-SiO2-MgO-CaO-MnO系夹杂物塑性化控制新余钢铁股份有限公司分析了高碳硬线钢82B在冶炼过程中复合夹杂物-钢液-渣及耐火材料局部动态平衡反应过程及Mn、Si和Al脱氧条件下夹杂物成分变化规律。利用热力学计算软件进一步计算分析了硬线钢获得良好变形能力的Al2O3-SiO2-MgO-CaO-MnO五元系夹杂物所需要的条件。UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB31.1热力学分析夹杂物形成条件某钢厂生产高碳钢盘条的工艺流程为:铁水脱硫→转炉冶炼→Mn、Si和Al合金终脱氧→LF精炼→连铸连轧由于高碳硬线钢采用一定的铝脱氧,因此在随后的炉外精炼过程中必须采用高碱度、高还原性炉渣精炼。当高碱度、高还原性炉渣形成后,由于渣-钢间的氧势很低,渣中的CaO、MgO会被还原,部分Ca、Mg进入钢液中,生成CaO、MgO。UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB4在轧制温度下,随着夹杂物熔点的降低,其变形能力越来越好,夹杂物的熔点低于1500℃时,其变形能力比同温度下钢的变形能力好，当夹杂物中CaO、MgO和Al2O3含量达到一定程度时,就会形成非塑性夹杂物。UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB5UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB6研究假设夹杂物-钢液-渣之间达到了热力学平衡,夹杂物的成分与渣的成分趋于一致,夹杂物的成分可以用钢液与夹杂物间的热力学平衡预测。因而通过控制精炼渣成分、炉衬耐火材料和一定的脱氧条件,可以控制夹杂物的成分。1.2硬线钢中夹杂物成分热力学优化及控制UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB7因此通过热力学软件优化上述各组元的浓度,以控制夹杂物的成分。在给定组元成分、温度、压力和某一组元的活度,选择可能生成的物质和合适的数据库,就可以计算出与该组元活度对应的炉渣成分。UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB81873K时钢液中元素的相互作用系数UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB9为了将夹杂物成分控制于低熔点区域,Al2O3的活度应控制在0.01~0.04。同时,为了提高夹杂物的碱度,可以将CaO的活度控制在0.01~0.05,而SiO2的活度应当控制在较低的范围内(小于0.005)。由于MnO组元可以降低夹杂物的熔点、扩大低熔点区域,因此适当提高MnO的活度有助于将夹杂物成分控制于低熔点区域。1.3结论UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB102铬微合金化对大规格高碳钢线材质量的影响唐山钢铁有限公司研究了成品成分与高碳钢线材力学性能的关系,得出回归方程。讨论铬微合金化对大规格高碳钢线材质量的影响。高碳钢中加入的铬元素抑制先共析铁素体析出,减小珠光体片层间距,可明显提高抗拉强度,提高断面收缩率,改善线材的拉拔性能。UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB112.1高碳钢线材生产工艺流程UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB122.2铬微合金化对高碳钢线材力学性能及组织的影响高线轧制80钢工艺:加热温度1050℃,吐丝温度850℃,风冷速度约为4℃/s。采用铬铁合金化与不采用铬铁合金化对高碳钢力学性能的影响如表1所示,对高碳钢线材心部组织的影响如图2所示。UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB13由表1可以看出,加入铬的质量分数为0.20%~0.30%,与未加入铬元素的高碳钢线材相比,可使抗拉强度平均提高67.9MPa,断面收缩率平均提高2%。UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB14图2高碳钢线材心部金相组织UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB15从图2可以看出,加入铬元素和未加入铬元素的高碳钢线材显微组织有明显区别,加入铬元素的显微组织粗大,珠光体较少,无先共析铁素体析出;未加入铬元素的显微组织粗大,珠光体较多,有先共析铁素体析出。显然先共析铁素体量很小(约为1%~2%),但由于铁素体与珠光体组织有截然不同的性能,且在转变过程中沿原奥氏体晶界析出,所以对线材抗拉强度和断面收缩率有不利影响。UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB16在轧制大规格...
