金剛石焊接鋸片基體用65Mn鋼對鋼水潔凈度要求較高，即鋼中非金屬夾雜物含量要低，目前65Mn鋼普遍生產(chǎn)工藝流程為轉(zhuǎn)爐（BOF）—鋼包精煉（LF）—連鑄（CC）[1−3]。在提高鋼水潔凈度的生產(chǎn)實踐中，車輪鋼和高級別管線鋼已普遍采用LF–RH（真空循環(huán)脫氣精煉）精煉雙聯(lián)工藝。為滿足鏈條企業(yè)高潔凈度要求，國內(nèi)某鋼廠基于自身設(shè)備情況提出精煉雙聯(lián)工藝的解決方案，為該鏈條企業(yè)建立了BOF—LF—RH—CC雙聯(lián)工藝路線[4]，遵循去除夾雜物的最佳熱力學(xué)和動力學(xué)條件，制定雙聯(lián)工藝控制計劃。首次組織生產(chǎn)3爐，成品規(guī)格主要為2.3 mm×1245 mm，軋制成品30卷，客戶使用后反饋各項指標(biāo)均滿足設(shè)計要求。

1. 方案制定

1.1 65Mn鋼化學(xué)成分

通過與客戶對接了解客戶需求，對比本鋼廠65Mn鋼以往性能數(shù)據(jù)，客戶接受按企標(biāo)成分設(shè)計出廠。為保證性能穩(wěn)定性，采用窄成分控制方式，企標(biāo)成分設(shè)計見表1。

1.2 雙聯(lián)工藝路線

將原有單精煉路線KR（鐵水脫硫）—BOF—LF—CC改為KR—BOF—LF—RH—CC雙精煉路線：鐵水預(yù)處理→脫碳轉(zhuǎn)爐→LF精煉→RH精煉→直弧連鑄→熱裝加熱→高壓除磷→粗軋→高壓除磷→精軋→層流冷卻→卷取→入緩冷坑→平整→檢驗出廠。首次生產(chǎn)冶煉了3爐，爐號分別為A、B、C，共計630 t。

2. 鋼區(qū)工藝

2.1 轉(zhuǎn)爐

鐵水經(jīng)KR脫硫出站S質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.005%，廢鋼加入比8%，所選鋼包內(nèi)不得含有Cu、Nb、Ti、Mo等微量元素。轉(zhuǎn)爐吹煉加入白云石塊、生石灰塊、輕燒白云石塊造渣，同時加入球團礦降溫和泡沫渣抑制劑。轉(zhuǎn)爐終點成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）C、P、S和O分別為0.052%、0.0126%、0.0078%和0.0425%，溫度為1655 °C。出鋼過程中使用鋼砂鋁脫氧、錳鐵和硅鐵合金化、低碳鉻鐵配鉻、鍛煤增碳劑增碳，轉(zhuǎn)爐終渣TFe質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.87%、MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.42%、堿度3.35。轉(zhuǎn)爐終點成分見表2。

2.2 LF精煉

LF精煉的目的是成分微調(diào)、夾雜物去除，進行化學(xué)成分的精確控制，此次精煉雙聯(lián)LF工序取消凈吹，不進行鈣處理。加合金期間，增大攪拌強度到400~800 L/min，鋼水裸露直徑40~50 cm，以渣面波動不發(fā)生飛濺為準(zhǔn)，強攪拌1~2 min，此后再以流量 400~800 L/min攪拌3~4 min，使夾雜充分上浮。LF出站成分見表3。

2.3 RH精煉

RH精煉的目的是脫氧合金化和去除夾雜物，處理前涮真空槽，真空度≤270 Pa，低真空時間10~30 min，目標(biāo)15 min。純脫氣時間≥6 min，環(huán)流氣流量＞90 m3/h。RH破真空后使用定氫儀測氫，要求鋼水H質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤2×10−6。破空后取樣化驗全成分，出站后添加鋁粒、高碳錳鐵、低碳硅鐵。RH進站溫度控制目標(biāo)1564 °C，結(jié)束溫度控制目標(biāo)1529 °C。整體冶煉過程第一爐溫控較差，全部超出設(shè)計上限，經(jīng)過調(diào)整2、3爐溫控符合率良好。冶煉周期駐爐減少，整體把控仍需提高。冶煉時長情況見表4。

2.4 連鑄

連鑄中間包使用無碳低硅覆蓋劑，當(dāng)中間包質(zhì)量達到15 t時開始加入覆蓋劑，換包完成后和澆鋼過程中，根據(jù)中間包液面情況及時在沖擊區(qū)補加覆蓋劑，保證中間包液面不漏紅，過熱度設(shè)定15~30 °C，結(jié)晶器使用高碳鋼專用保護渣，液面波動控制±3 mm，目標(biāo)拉速1.1 m/min[5−6]。3爐次連鑄中間包溫度處于設(shè)計上限，澆次過熱度分別為32、30和31 °C。鋼區(qū)全流程溫度控制情況由第1爐全部超出設(shè)計上限到第3爐基本處于設(shè)計區(qū)間，后續(xù)按設(shè)計目標(biāo)值進行改進。

每爐產(chǎn)出10塊板坯，板坯厚度230 mm，板坯寬度1300 mm。實際拉速保持在1.2 m/min，澆次液面、桿位控制平穩(wěn)正常。在線檢查熱坯表面質(zhì)量情況，鑄坯表面良好，未發(fā)現(xiàn)異常情況。鑄坯低倍檢驗結(jié)果均為中心偏析C類0.5級，無中心分層、疏松和內(nèi)部裂紋等缺陷，鑄坯內(nèi)部質(zhì)量良好。檢驗報告見表5、冷酸洗照片見圖1。

2.5 鋼區(qū)小結(jié)

各工序成分符合設(shè)計要求，主要元素變化情況見圖2。各工序冶煉周期較長，RH冶煉高碳鋼參數(shù)設(shè)定方面還需進一步摸索優(yōu)化，鋼區(qū)全流程溫度控制方面從第1爐全超上限到第3爐基本處于設(shè)計區(qū)間，溫控方面有所提高，整體來說在冶煉周期和溫度控制還存著不足。溫度控制情況見圖3。

3. 軋區(qū)工藝

3.1 加熱工藝

板坯下線后全部熱裝入爐，出爐溫度目標(biāo)值為1260 °C，為控制高碳鋼脫碳層厚度，空燃比設(shè)定值較低，計劃要求為0.62~0.65[7]。本次生產(chǎn)空燃比符合率較低，在空燃比控制方面還需改進。加熱爐運行參數(shù)見表6。

3.2 軋制工藝

板坯出爐后經(jīng)高壓除磷進入粗軋區(qū)，采用R1粗軋機3道次、R2粗軋機3道次軋制模式，中間坯厚度34.6 mm，累計壓下率84.9%，減寬量由R1前定寬機和E2立棍控制，粗軋奇數(shù)道次除磷。精軋入口溫度1030 °C，經(jīng)7架精軋機連軋，熱卷成品厚度2.3 mm，終軋拋鋼溫度900 °C，經(jīng)層流冷卻卷取溫度700 °C[8]，熱軋卷下線后入緩冷坑存放48 h進行緩冷，緩冷出坑空冷至40 °C以下進平整機平整矯直。終軋溫度符合率和卷取溫度符合率均在90%以上，符合內(nèi)控要求。精軋機軋制參數(shù)見表7。

4. 成品檢驗

按照組批原則每爐次取一卷性能試樣，拉伸實驗和硬度實驗結(jié)果見表8，力學(xué)性能滿足企標(biāo)要求，對比之前LF單精煉性能數(shù)據(jù)無明顯波動。非金屬夾雜物檢測結(jié)果見表9，夾雜物顯微照片見圖4，未出現(xiàn)1.5級及以上評級，這表明經(jīng)過LF-RH精煉雙聯(lián)對減少夾雜物是很有效的。

5. 結(jié)束語

采用LF–RH精煉雙聯(lián)工藝成功生產(chǎn)出滿足客戶高質(zhì)量要求的65Mn鋼，精煉雙聯(lián)有助于提高鋼水潔凈度，降低非金屬夾雜物含量。冶煉過程中成分符合設(shè)計要求，冶煉周期和溫度把控方面還需進一步改進，控軋控冷符合率在90%以上，全流程質(zhì)量穩(wěn)定受控。65Mn鋼的精煉雙聯(lián)成功試制也為其他高碳鋼雙聯(lián)路線提供了借鑒經(jīng)驗，在競爭日益激烈的市場環(huán)境下發(fā)揮裝備技術(shù)優(yōu)勢，提高鋼水潔凈度，有助于提升客戶滿意度，助力公司轉(zhuǎn)型升級與高質(zhì)量發(fā)展。

參考文獻

[1]孫嶺,王全利,蔣建軍,等.65Mn熱軋卷板的開發(fā).河北冶金,2015(3):22doi:10.13630/j.cnki.13-1172.2015.0305

[2]莊娜,胡澤明,范眾維.65Mn高線盤條的開發(fā).金屬世界,2011(2):74doi:10.3969/j.issn.1000-6826.2011.02.021

[3]楊曉江.唐鋼薄板坯連鑄高碳鋼65Mn的質(zhì)量控制.中國冶金,2016,26(12):36doi:10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160116

[4]王新東,楊曉江,張倩.河鋼唐鋼新區(qū)品牌化工廠的設(shè)計與建設(shè).河北冶金,2021(9):1doi:10.13630/j.cnki.13-1172.2021.0901

[5]楊文,楊小剛,張立峰,等.鋼中MnS夾雜物控制綜述.煉鋼,2013,29(6):71doi:10.3969/j.issn.1002-1043.2013.06.017

[6]劉國梁,倪有金,馬文俊,等.遷鋼板坯連鑄高碳鋼的生產(chǎn)技術(shù).連鑄,2017,42(2):72doi:10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20160097

[7]田亞強,楊子旋,宋進英,等.加熱工藝參數(shù)對冶金鋸片用65Mn鋼脫碳行為的影響.金屬熱處理,2013,38(7):104doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2013.07.038

[8]田亞強,楊子旋,宋進英,等.控軋控冷工藝對冶金鋸片用65Mn鋼表面氧化皮的影響.熱加工工藝,2013,42(7):1doi:10.14158/j.cnki.1001-3814.2013.07.009

文章來源——金屬世界