一种帘线钢夹杂物塑性化的控制方法

摘要

一种帘线钢夹杂物塑性化的控制方法，属于钢铁冶炼技术领域。工艺步骤包括：转炉终点采用高拉碳工艺，终点碳质量分数为0.1-0.4％；转炉出钢时Si-Fe和Mn-Fe合金脱氧合金化，Si-Fe合金加入量为每吨钢1.0-3.0kg，Mn-Fe合金加入量为每吨钢3.0-6.0kg；在LF钢包炉精炼过程中渣面添加硅铁粉，加入量为每吨钢0.5-1.5kg；向钢包中喂入镁线量为每吨钢0.1-0.5kg；分两阶段向钢包底吹氩。优点在于，可在生产帘线钢时不再需要使用专用镁质或锆质钢包，同样达到满足生产要求的夹杂物控制水平，从而降低吨钢生产成本，增加经济效益。

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶炼技术领域。特别涉及一种帘线钢夹杂物塑性化的控制方法。

背景技术

帘线钢被誉为“线材中的极品”，主要用于生产钢帘线(也称轮胎子午线)，用 于轮胎增强骨架，具有强度高、韧性好的特点。由于在钢帘线的生产过程中，盘条要 被拉拔为0.15-0.35mm的单丝，随后经捻制合股成为最终产品，此过程要求每100km 断丝率不超过1次，所以生产难度极大，对原料线材组织及成分的均匀性、洁净度以 及综合质量有着极为严格的要求，尤其是对夹杂物的尺寸和形态的要求更为严格。钢 中存在的脆性夹杂物是造成钢丝拉拔过程发生断裂的重要原因，由于该类夹杂物变形 性差，极易与变形基体脱离而产生裂纹源，当外界拉力大于该处的抗拉强度时即发生 断裂。生产统计结果表明，当夹杂物尺寸大于被加工钢丝直径的2％时，就会导致钢丝 在冷拉及合股过程发生脆性断裂。帘线钢生产除了要尽量减少钢中夹杂物尺寸外，另 一个关键的环节就是要有效控制夹杂物的组成及形态，使其转变为塑性夹杂物，降低 其在钢帘线生产过程中的危害。

常用的控制帘线钢中夹杂物的措施包括：1、转炉采用不含铝的合金进行弱脱氧， 并在整个炼钢过程避免加入含铝的原材料，降低钢中酸溶铝含量，控制夹杂物的组成 及变形性。2、LF精炼过程通过采用低碱度顶渣控制夹杂物组成。该生产工艺下，钢中 夹杂物数量多，全氧含量高。

此外，为了避免钢包包衬材质对钢中夹杂物组成的不利影响，生产帘线钢一般都 要采用镁质或锆质专用钢包，而专用钢包的成本相对较高，导致吨钢生产成本增加， 不利于提高帘线钢的经济效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种帘线钢夹杂物塑性化的控制方法，达到改变帘线钢中 夹杂物组成，降低熔点，改善变形性，减少夹杂物在钢帘线生产加工过程中产生的危 害的目的。

为了解决上述技术问题，具体技术步骤如下：

1、转炉终点采用高拉碳工艺，终点碳的质量分数为0.1-0.4％。

2、转炉出钢过程采用Si-Fe和Mn-Fe合金脱氧合金化，Si-Fe合金加入量为每吨 钢1.0-3.0kg，Mn-Fe合金加入量为每吨钢3.0-6.0kg。根据转炉终点炉渣碱度向钢包 中加入低碱度预熔渣，控制进精炼站顶渣二元碱度R(CaO/SiO₂)范围在1.5-2.5之间。

3、在LF钢包炉精炼过程中采用渣面添加硅铁粉的方法强化扩散脱氧，加入量为 每吨钢0.5-1.5kg。加入低碱度预熔渣调整顶渣二元碱度至0.8-1.3。

4、向钢包中喂入镁线，镁线喂入量为每吨钢0.1-0.5kg，对钢液进一步脱氧，降 低钢液溶解氧含量至铝脱氧钢水平，即溶解氧质量分数为10×10^-6以下。同时，镁脱 氧过程中生成的MgO可将非金属夹杂物由CaO-SiO₂-Al₂O₃三元系转变为 MgO-CaO-SiO₂-Al₂O₃四元系，扩大塑性夹杂物成分区；并将非金属夹杂物熔点控制在 1300℃内，使其在钢液中以液态形式存在，改善夹杂物的变形性，减少其在钢帘线生 产加工过程中产生的不利影响。

5、喂镁线后钢包底吹氩分两阶段进行：第一阶段吹氩流量为50-250Nl/min，吹氩 时间5-30min；第二阶段吹氩流量为20-100Nl/min，吹氩时间5-20min。通过对钢包底 吹氩，可促进夹杂物的聚合、上浮，使钢液中遗留的夹杂物尺寸≤8μm。

本发明的优点在于：

通过在LF精炼过程中向钢包中加入镁脱氧，不但可降低钢中的氧活度，而且，镁 脱氧过程中生成的MgO可将帘线钢中的非金属夹杂物由CaO-SiO₂-Al₂O₃三元系转变为 MgO-CaO-SiO₂-Al₂O₃四元系的夹杂物，使夹杂物的熔点更低，变形性更好，对后续加工 过程的不利影响更小。采用本发明技术，可在帘线钢生产时不再需要使用专用镁质或 锆质钢包，同样达到满足生产要求的夹杂物控制水平，从而降低吨钢生产成本，增加 经济效益。

附图说明

图1为实例1盘条1#夹杂物形貌。

图2为实例1盘条2#夹杂物形貌。

图3为实例2盘条1#夹杂物形貌。

图4为实例2盘条2#夹杂物形貌。

具体实施方式

实施例1：

1、转炉终点采用高拉碳工艺，终点碳的质量分数为0.19％。

2、转炉出钢过程Si-Fe合金加入量为每吨钢2.56kg，Mn-Fe合金加入量为每吨钢 5.10kg。向钢包中加入低碱度预熔渣后进精炼站炉渣二元碱度R(CaO/SiO₂)为2.13。

3、LF钢包炉精炼过程中，硅铁粉加入量为每吨钢1.40kg。加入低碱度预熔渣后 顶渣二元碱度为1.08。

4、LF精炼结束后，向钢包喂入镁线对钢液进一步脱氧，喂入量为每吨钢0.1kg。

5、喂入镁线后第一阶段钢包底吹氩流量为160Nl/min，吹氩时间13.5min；第二 阶段钢包底吹氩流量为70Nl/min，吹氩时间12min。

通过金相及扫描电镜分析，实施例1制备钢轧制盘条后夹杂物组成为MgO-CaO-Si O₂-Al₂O₃，变形性较好，尺寸为0.5-6.5μm。

实施例2：

1、转炉终点采用高拉碳工艺，终点碳的质量分数为0.20％。

2、转炉出钢过程Si-Fe合金加入量为每吨钢2.34kg，Mn-Fe合金加入量为每吨钢 5.36kg。向钢包中加入低碱度预熔渣后进精炼站炉渣二元碱度R(CaO/SiO₂)为2.38。

3、LF钢包炉精炼过程中，硅铁粉加入量为每吨钢1.50kg。加入低碱度预熔渣后 顶渣二元碱度为1.15。

4、LF精炼结束后，向钢包喂入镁线对钢液进一步脱氧，喂入量为每吨钢0.4kg。

5、喂入镁线后第一阶段钢包底吹氩流量为180Nl/min，吹氩时间13.2min；第二 阶段钢包底吹氩流量为80Nl/min，吹氩时间10.8min。

通过金相及扫描电镜分析，实施例2制备的钢轧制盘条后夹杂物组成为MgO-CaO- SiO₂-Al₂O₃，有一定变形性，尺寸为2.0-7.5μm。