安钢超级钢线材生产实践.pdf

安 钢 超 级 钢 线 材 生 产 实 践3 曹 树 卫 　 李 子 林 　 陈 四 平 　 郭 博 　 刘 敏(安 阳 钢 铁 集 团 有 限 责 任 公 司 )摘 要 　 安 阳 钢 铁 集 团 有 限 责 任 公 司 于 2004年 4月 在 其 高 速 线 材 轧 机 上 进 行 了 Ф 8mm～ Φ 10mm超 级 钢 线 材 的 研 发与 试 验 ,经 过 近 两 年 的 努 力 ,获 得 了 较 为 理 想 且 先 进 的 大 批 量 轧 制 超 级 钢 线 材 的 工 业 化 生 产 技 术 该 技 术 具 有 晶粒 细 化 效 果 明 显 、 操 作 方 便 可 靠 、 工 艺 适 应 性 强 、 便 于 工 业 化 大 生 产 等 技 术 特 点 ,安 钢 采 用 该 项 技 术 已 成 功 地 开 发生 产 了 铁 素 体 晶 粒 尺 寸 在 4～ 6μ m的 HRB400超 级 钢 线 材 ,这 些 超 级 钢 线 材 显 微 组 织 为 铁 素 体 +珠 光 体 ,抗 拉 强 度和 屈 服 强 度 分 别 达 到 590MPa和 420MPa以 上 ,延 伸 率 达 到 30%以 上 ,具 有 生 产 成 本 低 、 使 用 寿 命 长 、 产 品 性 能 好 等优 点 ,具 有 显 著 的 经 济 效 益 和 市 场 竞 争 力 。

关 键 词 　 高 速 线 材 轧 机 　 晶 粒 细 化 　 控 轧 控 冷PROD UCT IO N PRACT ICE O F UL TRA - STEEL W IRE O F ANYANGSTEELCao Shuwei　 L i Zilin　 Chen Sip ing　 Guo Bo　 L iu M in(Anyang Iron & Steel Group Co. , L td)ABSTRACT　 Anyang iron & steel group Co. L td has p roceeded with the development and test ofφ 8mm～ φ 10mm ultra -steel wire on its high - speed wire rod m ill in Ap ril 2004. Throughout two years’effort, we have developed a fairly ideal andadvanced industrialized operating technique to p roduce ultra - steel wire in a great quantity. This technique is p rovided withsuch features as higher grain refinement, conveniently reliable operation and high p rocess versatility. Anyang steel has suc2cessfully adop t this technique to develop ferrite size between 4～ 6μ m on HRB400 ultra - steel wire, of which the m icro2structure is ferrite and pearlite. The tensile strength reached above 590MPa, and the yield strength reached above 420MPa,and the elogation reached above 30%. Meanwhile, it has such advantages as lower p roduction cost, longer service life, andhigher p roduct p roperty, as well as, great econom ic benefits and market competitiveness.KEY WO RD S　 high - speed wire rod m ill　 fine grain size　 controlled rolling and cooling0　 前 言新 一 代 钢 铁 材 料 对 产 业 升 级 具 有 较 强 带 动 作用 ,是 推 动 钢 铁 行 业 结 构 调 整 、 产 品 更 新 换 代 、 提 高钢 铁 行 业 技 术 水 平 的 一 次 革 命 。

超 级 钢 (亦 称 为 超细 晶 粒 钢 )作 为 强 度 高 、 寿 命 长 、 节 能 省 材 的 新 一 代绿 色 钢 铁 材 料 , 1998年 和 2001年 相 继 被 列 入 “ 国 家重 点 基 础 研 究 发 展 规 划 项 目 (973) ” 和 “ 国 家 高 技 术研 究 发 展 计 划 (863计 划 ) ” 项 目 ,目 标 是 将 占 我 国 钢产 量 60%以 上 的 碳 素 结 构 钢 、 低 合 金 钢 和 合 金 结 构钢 的 强 度 及 寿 命 提 高 一 倍 [ 1 ] 本 项 目 研 究 前 ,安 钢生 产 的 Ⅲ 级 钢 筋 采 用 钒 铁 微 合 金 化 工 艺 ,即 利 用 添加 合 金 元 素 钒 与 钢 中 的 碳 (氮 )等 元 素 形 成 的 化 合物 产 生 沉 淀 ,起 到 强 化 和 细 化 晶 粒 的 作 用 ,使 钢 材 得到 要 求 的 强 度 和 韧 性 但 是 ,随 着 近 年 来 国 内 钒 铁(氮 )等 合 金 价 格 的 大 幅 度 攀 升 ,使 得 生 产 HRB400钢 筋 企 业 的 成 本 成 倍 增 加 。

鉴 于 此 ,安 钢 于 2004年4月 ,由 技 术 中 心 牵 头 ,成 立 了 超 级 钢 线 材 工 业 化 生产 研 发 小 组 ,开 始 在 安 钢 具 有 国 际 领 先 水 平 的 摩 根第 六 代 高 速 线 材 轧 机 上 ,进 行 400MPa超 细 晶 粒 钢筋 盘 条 的 研 究 开 发 和 工 业 化 生 产 实 践 1　 试 制 条 件试 轧 在 安 钢 高 速 线 材 轧 机 上 进 行 安 钢 高 线 是安 钢 “ 九 五 ” 规 划 中 产 品 结 构 调 整 的 重 点 工 程 ,该 工程 广 泛 采 用 国 内 外 先 进 技 术 与 装 备 加 热 炉 为 引 进日 本 中 外 炉 关 键 燃 烧 装 置 的 步 进 梁 式 加 热 炉 ,具 有加 热 质 量 好 ,加 热 成 本 低 的 特 点 全 线 共 有 30架 轧机 ,实 现 了 小 延 伸 精 密 轧 制 ,其 中 粗 中 轧 H、 V轧 机14架 ,顶 交 45°预 精 轧 机 4架 、 精 轧 机 8架 、 减 定 径机 4架 ,“ 8 + 4” 机 组 为 美 国 摩 根 第 六 代 轧 机 ,机 组机 架 呈 45° V型 布 置 ,可 实 现 全 线 无 扭 轧 制 ;机 架 间采 用 微 张 力 或 活 套 控 制 。

设 计 最 大 速 度 140m / s,最大 轧 制 速 度 120m / s,保 证 轧 制 速 度 112m / s,属 于 当今 世 界 领 先 水 平 全 线 配 有 6个 活 套 , 3台 飞 剪 和 2台 在 线 自 动2007年 　 2月 河 　 南 　 冶 　 金 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Feb. 　 2007第 15卷 　 第 1期 HENAN METALLURGY　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Vol. 15　 No. 13 联 系 人 :曹 树 卫 ,工 程 师 ,硕 士 ,河 南 . 安 阳 (455004) ,安 阳 钢 铁 集 团 有 限 责 任 公 司 技 术 中 心 ; 　 收 稿 日 期 : 2006— 6— 7测 径 仪 ,产 品 尺 寸 公 差 可 达 ± 0. 1mm,产 品 精 度 处 于国 际 先 进 水 平 全 线 采 用 控 制 轧 制 和 控 制 冷 却 新 工艺 ,设 有 五 套 控 冷 水 箱 ,斯 太 尔 摩 散 卷 冷 却 线 长103. 8m,带 有 14台 大 风 量 风 机 和 可 开 闭 的 绝 热 保温 罩 ,既 可 以 实 现 标 准 型 冷 却 ,进 行 低 温 轧 制 ,实 现索 氏 体 处 理 ,又 能 够 实 现 延 迟 型 冷 却 ,从 金 相 组 织 到冶 金 性 能 ,均 可 以 获 得 用 户 满 意 的 产 品 。

电 控 系 统为 二 级 计 算 机 控 制 ,采 用 德 国 西 门 子 技 术 和 装 置 ,可实 现 全 线 自 动 化 操 作 主 要 工 艺 流 程 如 下 :100 t电 炉 → LF炉 外 精 炼 → VD真 空 脱 气 → 方 坯连 铸 → 坯 料 检 查 → 上 料 → 步 进 炉 加 热 → 高 压 水 除 鳞→ 保 温 辊 道 → 粗 轧 机 组 → 1#飞 剪 → 中 轧 机 组 → 2#飞剪 → 预 精 轧 机 组 → 1#水 冷 箱 → 3#飞 剪 → 精 轧 机 组 →2#水 冷 箱 → 减 定 径 机 组 → 3#水 冷 箱 → 测 径 仪 → 夹 送辊 → 吐 丝 机 → 斯 太 尔 摩 风 冷 线 → 集 卷 → P /F线 → 检查 、 修 整 、 取 样 → 打 捆 → 称 重 → 卸 卷 → 入 库2　 冶 炼 工 艺 及 成 分 确 定采 用 电 炉 洁 净 钢 生 产 技 术 100 t超 高 功 率 电 炉和 六 流 小 方 坯 连 铸 机 配 有 LF炉 外 精 炼 、 VD真 空 脱气 、 电 磁 搅 拌 、 液 面 高 度 控 制 等 先 进 控 制 手 段 ,可 大大 提 高 钢 的 纯 净 度 ,防 止 成 分 偏 析 和 夹 杂 ,具 备 了 优质 线 材 生 产 的 基 本 条 件 。

考 虑 到 成 品 尺 寸 、 轧 制 工艺 、 轧 后 冷 却 方 式 对 性 能 的 影 响 ,从 质 量 、 成 本 上 综合 考 虑 ,采 用 150mm × 150mm × 12000mm20MnSiNb连 铸 坯 作 为 原 料 根 据 生 产 实 践 对 比 ,本 项 目 最 终 确 定 成 分 设 计采 用 相 对 成 本 最 低 的 微 合 金 元 素 Nb ( 0. 015% )替代 0. 04%V (V - Fe)合 金 ,其 次 为 提 高 钢 筋 韧 性 ,打破 传 统 20MnSi成 分 体 系 ,将 Si含 量 控 制 到 0. 30%～ 0. 55% 其 降 Si原 因 之 一 是 为 了 减 小 Si对 工 艺性 能 的 影 响 : Si的 强 化 作 用 较 弱 ,而 其 固 熔 强 化 以及 柱 状 晶 发 达 容 易 使 钢 的 塑 性 降 低 ,另 外 Si对 钢 筋的 焊 接 性 能 不 利 ,在 焊 接 时 容 易 生 成 低 熔 点 的 硅 酸盐 ,熔 渣 和 喷 溅 影 响 焊 缝 质 量 ;原 因 之 二 是 考 虑 在 不影 响 产 品 使 用 性 能 的 前 提 下 尽 可 能 降 低 冶 炼 成 本 。

连 铸 坯 成 分 要 求 及 实 际 控 制 见 表 1:表 1　 连 铸 坯 的 主 要 化 学 成 分 %项 目 C Si Mn Ceq NbGB1499 - 1998 0. 17～ 0. 25 0. 20～ 0. 80 1. 20～ 1. 60 ≤ 0. 54控 制 目 标 0. 18～ 0. 23 0. 20～ 0. 40 1. 30～ 1. 50 ≤。