喂稀土丝处理16Mn钢的试验研究面包生产线

喂稀土丝处理16Mn钢的试验研究

喂稀土丝处理16Mn钢的试验研究 2011： Experiment and Research on 16Mn Steel Treatedby Feeding Rare Earth WireWang Shijun　Le Kexiang　Wang Haichuan(East China Metallurgy College)Jin Yongming(Ma Anshan Iron & Steel Co.)Abstract：The experiment and research on 16Mn steel treatment by adding rare earth wires are carried out by simulating feeding-wire process in laboratory. The effects of rare earth quantity added into steel on oxygen content in steel, grain size, inclusions and impact property are inspected, and the appropriate addition quantity is found to be 0.10%～0.12% in the process of feeding rare earth wires into mould.Keywords：rare earth　feeding wire　16Mn steel▲1　前　言　　稀土在钢中有净化钢液、变性夹杂物和微合金化的作用,它包括稀土对晶界与组织的影响以及稀土与钢中杂质元素的交互作用等等,能显著改善钢的有关性能［1、2］。在冶炼工艺上,稀土的加入方法早先采用炉内及包内投入法,但回收率低,钢材性能不稳定,且易造成浇注水口结瘤和低倍夹杂缺陷,此后又相继开展了锭模内吊挂法、钢包内压入法以及利用稀土渣的电渣重熔法等。随连铸技术的发展,避免水口结瘤和水口侵蚀,保证多炉连浇,于是采用结晶器内喂丝工艺,这不但可提高和稳定稀土利用率,同时还有利于连铸生产。马钢公司在炉外采用喂丝生产工艺积累了许多成果和经验。本文在实验室中模拟现场喂丝的工艺方法,对16Mn钢进行了稀土处理,研究稀土的合适加入量及稀土在钢中的作用与效果等,为下一步工业试验提供依据和有关参数。2　试验方法　　试验在150kg中频感应炉上进行,废钢熔化后进行脱氧合金化。钢水上部模拟生产中的实际情况,覆盖一层保护渣,保护渣厚度尽可能地达到熔化层、烧结层和粉渣层三层结构要求。稀土丝为马钢提供,规格:Φ32mm、50g/m的裸丝。试验温度为1590℃±10℃,先浇一只未加稀土的钢锭,然后将稀土丝插入离炉底约100mm处。浇模采用带保温帽上注法,将钢水直接从感应炉内浇入钢锭模。每只钢锭重27kg,钢锭经去皮、切头后,模拟16Mn钢轧制工艺,进行锻造;钢锭在加热炉内保温40min,开锻温度1200℃,终锻温度900℃,钢锭经镦粗、横向拉长锻成厚20±5mm、宽120±5mm的钢板,供金相和机械性能的测试。3　试验结果　　试验分两个系列,A系列试验是根据16MnRE钢中RE含量在0.02%～0.20%间而将稀土丝的加入量在0%～0.23%较大范围内变化,以探索合适的加入量,在此基础上进行B系列试验,稀土丝加入量缩小范围至0.08%～0.16%,以便精确确定稀土丝在16Mn钢中的加入量,并研究稀土丝对钢材晶粒度、夹杂物变性和机械性能的影响,试验结果列于表1和表2。表1　试验结果炉号RE加入量(w)/%钢水成分(w)/%RE利用率/%CSiMnPS［O］VW［RE］AlsA100.190.260.990.0280.0190.0066　　0≤0.00　A20.0420.220.230.970.0300.0200.0086　　0.030≤0.00172A30.0910.240.281.110.0310.0230.0036　　0.060≤0.00166A40.1400.260.251.120.0310.0230.0053　　0.108≤0.00177A50.1920.290.321.310.0330.0200.0049　　0.087≤0.00145A60.2300.280.301.330.0350.0180.0188　　0.117≤0.00151B100.200.351.580.0250.0240.00350.0110.00850≤0.001　B20.0830.070.160.930.0360.0220.00550.0820.0108微≤0.001　B30.1040.160.151.210.0240.0150.00220.00870.00730.056≤0.00154B4-10.1250.120.261.030.0200.0260.00350.00560.00890.095≤0.00176B4-20.1250.120.211.030.0220.0260.00300.00630.00680.056≤0.001静止5minB50.1460.230.341.340.0190.0160.00170.00490.00750.042≤0.00129B6-10.1670.170.401.320.0240.0260.00170.00450.00580.066≤0.00140B6-20.1670.160.351.320.0240.0280.00170.00520.00790.047≤0.001静止5min表2　金相测定结果炉号夹杂物类型、级别晶粒度/级ABCD细粗细粗细粗细粗A12.51.0　　4.05.0　　3～4A22.01.02.0　2.55.01.5　3A31.51.52.51.5　5.01.51.04.5A4　　2.01.5　　1.51.54.5A51.0　2.0　4.52.01.5　4A6　　1.52.0　　　1.05B12.0　3.0　3.04.51.00.52.5B22.0　1.51.51.53.50.50.53.5B31.5　2.5　2.05.00.5　4B4-11.5　2.0　2.55.00.5　4～4.5B4-22.0　2.0　2.05.00.50.54～4.5B52.01.51.5　3.05.01.00.54.5～5B6-12.0　1.5　2.53.50.5　2.5～3B6-22.0　2.0　3.04.50.50.54.5说明:A类为硫化物塑性夹杂,B类为氧化铝脆性夹杂,C类为硅酸盐刚性夹杂,D类为点球状夹杂 4　分析讨论4.1　稀土合适加入量　　稀土加入量与钢中氧含量之间的关系见图1,图1同时给出稀中入量与钢中残余稀土含量之间的关系。它表明,随着稀土加入量的增大,钢中残余稀土也增大,但钢中氧含量可达最低值,约为20×10-6,当稀土加入量继续增大,钢中氧含量反而出现升

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