[发明专利]一种深拉拔用高碳钢盘条夹杂物的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金炼钢技术领域，特别涉及一种深拉拔用高碳钢盘条夹杂物的控制方法。

背景技术

高碳钢盘条主要用于汽车轮胎用钢帘线、胎圈钢丝，煤炭、化工产业用高压胶管钢丝等橡胶骨架材料，以及太阳能光伏产业中硅片切割钢丝等。由于要求钢丝直径在Φ0.08-1.0mm，需要在后续加工过程中对盘条进行深度拉拔，然后根据需要再进行合股等进一步加工。要求在整个拉拔及合股过程中每100km断丝率小于1次。由于盘条在加工过程中要经过反复的拉拔、弯曲及扭转变形，因此对于盘条的综合质量有着非常高的要求，特别对钢中夹杂物的尺寸和变形性的要求更为严格。据行业介绍，如果钢中不变形夹杂物尺寸大于拉拔钢丝直径的2％，盘条在拉拔过程中，由于夹杂物不能与基体一起变形，很容易在钢丝表面出现裂纹源，在后续的进一步拉拔乃至合股过程中导致断丝，影响生产的连续性及效率。

因此，用于深拉拔的盘条在炼钢过程的主要任务之一就是如何控制夹杂物的尺寸、组成、熔点及变形性等参数。对于夹杂物尺寸，一般要求小于10μm，此外，要求夹杂物熔点在1500℃以下，且具有良好的变形性。

为了避免产生危害性较大的Al₂O₃夹杂，用于深拉拔的钢种在炼钢过程中一般不采用铝脱氧，而采用Si-Fe和Si-Mn脱氧，因此夹杂物主要为CaO-SiO₂-Al₂0₃或MnO-SiO_2-Al₂0₃系，根据组成不同，其熔点及变形性差异较大。根据国内外相关文献介绍，采用Si-Fe和Si-Mn脱氧钢种的夹杂物控制目标为锰铝榴石(3MnO–Al₂O₃–3SiO₂)、钙斜长石(CaO–Al₂O₃–2SiO₂)及假硅灰石(CaO–SiO₂)，以上夹杂物属玻璃态塑性夹杂，具有熔点低(1500℃以下)，变形性好，吸附夹杂能力强，凝固过程中无外来相析出等特点，是控制的理想区域。控制夹杂物的方法主要通过控制炉渣组成，进而通过渣钢反应来控制钢液成分来实现。为达到夹杂物理想控制区域，LF精炼过程炉渣碱度在应控制在1.0左右，渣中Al₂O₃质量分数控制在8％以下，钢中Al的质量分数小于0.002％，氧含量20-40ppm。

另外，TiN夹杂物也是影响深拉拔高碳钢拉拔性能的主要因素之一。根据热力学计算，TiN夹杂物在1550℃液态钢水中是不可能存在的，在钢水凝固过程中，随着温度的降低，氮和钛在钢中的溶解度逐渐降低，即形成TiN所需的平衡浓度积下降。当钢中[Ti][N]的浓度积达到一定值时，TiN逐渐开始析出。因此，控制钢中TiN夹杂物析出的主要措施就是控制钢中Ti和N含量，降低[Ti][N]浓度积，避免TiN在凝固过程析出，减少对拉拔性能的不利影响。从经验来看，当钢中钛含量低于0.001％时，氮含量控制在0.007％以下就可以避免TiN夹杂物的析出。

专利200410155449介绍了通过钙硅石控制夹杂物的方法，即通过加入钙硅石，控制LF精炼过程炉渣组成，进而控制钢中铝含量，使夹杂物塑性化。

专利CN102329929A也介绍了帘线钢夹杂物的控制方法，通过采用低碱度精炼渣和含硅脱氧剂控制精炼过程炉渣组成来控制夹杂物的组成及变形性。

以上专利在LF精炼控制过程中，采用钙硅石或低碱度精炼渣来控制炉渣组成，由于钙硅石和低碱度精炼渣成本较高而且加入量较大，相应增加了炼钢成本，而且以上专利只着眼于复合氧化物夹杂的控制，未涉及到另一种影响较大的TiN夹杂物的控制方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种深拉拔用高碳钢盘条夹杂物的控制方法，解决了盘条在深拉拔过程中由于夹杂物原因导致断丝率升高的问题。弥补了过去单一种类夹杂物控制的不足，进一步实现了复合氧化物夹杂和TiN夹杂物的全面控制。减小了夹杂物的尺寸、减少了夹杂物数量、降低了夹杂物的熔点、改善了夹杂物变形性，满足高碳钢盘条在后续深拉拔过程中对于夹杂物的要求，提高拉拔性能，降低拉拔及合股过程断丝率指标。

一种深拉拔用高碳钢盘条夹杂物的控制方法，具体工艺步骤及参数如下：