標準件Q195 用鋼的開發

楊 輝 賀春亮 朱維生

（新興鑄管新疆有限公司煉鋼部 新疆 和靜 841300）

前言：

標準件用鋼是用冷鐓成型工藝生產的標準緊固件及非標準緊固件用鋼。冷鐓鋼成型用鋼,冷鐓是在室溫下采用一次或多次沖擊加載,廣泛用于生產螺釘,銷訂,螺母等標準件.冷鐓工藝可節省原料,降成本,而且通過冷作硬化提高工作的抗拉強度,改善性能,冷鐓用鋼必須其有良好的冷頂鍛性能,鋼中S 和P 等雜質含量減少,對剛才的表面質量要求嚴格,經常采用優質碳鋼. 隨著市場的需要， 我們對各種生產工藝進行整理、修改，以滿足市場需要、跟隨市場發展方向。

標準件Q195 用鋼的生產技術要求：

主要設備：

公稱容量1300t 混鐵爐， 公稱容量120t 頂底復吹轉爐、八機八流弧形連鑄機

生產工藝設計：

標準件Q195 用鋼成分的要求見表1。

表1

表1 中的化學成分范圍較小，實際生產中需對成分進行針對性的波動控制。

硅：硅本身具有明顯的固溶強化作用，提高鋼的回火穩定性及間接的促進沉淀強化的作用，但硅含量較高時會明顯增加鋼的脫碳傾向。

錳：錳的主要作用提高鋼的淬透性，錳能改善鋼的熱吃力性能，細化珠光體，從而提高鋼的強度和硬度。

碳：碳是主要強化元素，碳溶解在鋼中形成間隙固溶體，起固溶強化的作用，他與強碳化合物形成元素形成碳化物析出時，起沉淀強化作用，但碳含量會使鋼的塑性、韌性明顯變差，增加鋼的脫碳傾向，其影響往往超過其他合金元素。

磷、硫及殘余元素：磷、硫為有害元素，含量越低越好，鋼中殘余元素銅、鎳的含量均不得大于0.2%。

新興鑄管新疆有限公司煉鋼工藝流程：高爐鐵水—混鐵爐—氧氣頂底復吹轉爐—吹氬精煉—連鑄保護澆鑄—坯料精整—加熱—軋制。

生產精煉控制要點：

為了有穩定的生產溫度控制， 以液相線溫度1526℃控制，溫度波動控制正負偏差10℃，終渣堿度按R:2.8 控制。

相對于其他施工技術，帷幕灌漿技術操作較為方便。在開展帷幕灌漿技術的過程中，必須充分結合施工方案，在合理的位置進行鉆探和灌漿。隨著時間的延續，水泥會完成凝固，凝固的水泥和周圍的泥土形成堅硬的保護物，也就是形成了效果較好的帷幕防滲系統。帷幕灌漿技術具有以下特點：適用范圍廣、施工成本低、施工成果佳。

鋼水終點過氧化、終點碳含量低曾是冶煉的主要特征之一，對轉爐冶煉操作存在以下幾方面的影響。

1）終點鋼水過氧化直接影響脫氧合金化過程，直接關系到鋼坯質量。 過氧化鋼水中[O]含量通常在800～1600ppm 左右，過氧化嚴重的甚至能夠達到2000ppm 以上，不難想象，過氧化如此嚴重的鋼水脫氧、合金工藝是非常難控制的。 在我廠實際生產中， 不可能知道這種鋼水中的準確氧含量是多少，所以很難準確計算予脫氧劑、終脫氧劑加入量應該為多少，更難以把握在不同的脫氧條件下合金元素的回收率為多少。 在遇到這種情況時，操作工只能憑借經驗進行脫氧合金化過程， 因此比較容易出現成分出格的現象。另外， 即使宏觀表現的鋼水成分沒有出格，但是大量脫氧產物在后續的簡單吹氬處理過程時并不能得到充分而且有效地去除，還有很大一部分滯留在鋼水中，形成鋼坯中的夾雜。 有實驗表明，馬鋼第二煉鋼廠鋼坯中夾雜物含量平均在0.0050%的水平， 而過氧化鋼水澆注出的鋼坯夾雜物含量高出平均水平一倍以上，達到0.0110%左右。 可見，鋼水過氧化對鋼坯宏觀質量、 微觀組織結構都有相當程度的影響，降低鋼水過氧化程度是提高鋼質量的重要前提。

2）鋼水過氧化直接影響到原材料消耗和冶煉成本。 過氧化鋼水是在鐵水中發熱元素（主要指Si、C 元素）氧化到極限后，進一步氧化大量的鐵元素而造成的。 這無形中增加了鋼鐵料消耗，也降低了脫氧劑、合金元素的回收率，增加了冶煉成本。

總之，鋼水過氧化不利于爐況維護、不利于鋼質量的提高、也不利于冶煉成本的降低，要從根本上扭轉這一局面，做到濺渣不補爐或盡量少進磚，減少待復、待處理，提高鋼坯質量，進一步降低冶煉成本，就必須分析出造成鋼水過氧化的原因，并據此進行相應的調整以減少鋼水過氧化的危害。

鋼液中的夾雜物，尤其是脫氧生成的氧化物夾雜物的性質直接影響到鋼材的質量。 因而，鋼水的脫氧和脫氧產物的控制成為生產純凈鋼的關鍵問題之一。 鋼中析出的氧化物夾雜主要來自三部分： 一是合金和鋁終脫氧時析出的脫氧產物，稱為一次脫氧產物；二是鋼液從精煉溫度冷卻至液相線溫度過程中析出的脫氧產物，稱為二次脫氧產物；三是從液相線溫度冷卻至固相線溫度時析出的脫氧產物，稱為三次脫氧產物。 如果只有鋁脫氧時：一次脫氧產物的性質是不能控制的，但一次脫氧產物的數量是可以控制的，它決定于鋼液中的鋁含量。 二次和三次脫氧產物的成分可以通過控制鋼液中強脫氧元素鋁和鈣的含量來控制，使它們具有良好的熱加工變形能力。 通過這一方法既達到減少氧化物夾雜總量，又減少氧化物夾雜尺寸的目的，這就是氧化物夾雜成分和形態控制的基本技術思想。

對于冶煉脫氧要求：

1）轉爐控制下渣量≤50mm。

3）喂SiCa 線≥200m/包鋼水。

4）復合脫氧劑用量：視情況而定0.4－1.5kg/t（若使用硅鈣鋇，加入量：1kg/t,加入方式：包底加入40kg，出鋼1/2 時加入20kg，出鋼2/3 時加入40kg）終點碳低時取上限，碳高時取下限。

5）采用強－弱－強脫氧方式，保證全過程均勻、穩定的脫氧，保證鋼水的純凈度、可澆性，保證合適的錳硅比、錳硫比。

6）生產組織上保證3－5min 鎮靜時間。對澆鑄控制要求：

1）中包液面≥800 mm。

2）中包溫度中包內襯烘烤溫度≥800℃。

3）對冷卻水配比加強控制。

4）采用保護澆鑄，加保護套管。

5）必須保證撈渣工藝，按少加、勤加、勤撈工藝操作，加強火切工藝。

力學性能：

對于標準件用鋼，要滿足冷鐓、冷拔

鋼的屈服、抗拉

Rp 為屈服強度；Rm 為抗拉強度

A%為斷后標距；Agt%為延伸率

根據標準件生產及力學性能的要求， 結合上述實驗結果，可看出其鋼的性能完全可以滿足標準件，螺絲、釘子的生產。

結語：

在新興鑄管新疆有限公司煉鋼實業部成功開發標準件Q195 用鋼，不僅滿足冷鐓標準件生產工藝同時也使Q195 用鋼生產，降低了生產成本，擴寬Q195 生產單一用途，大大開發了市場需求的前景。

［1］金屬學與熱處理[M].

［2］合金結構鋼[M].