不銹鋼線材DST 工藝的開發及生產實踐

顧建林，彭 飛，陳 華，陳根保，俞國紅，李少正

（永興特種不銹鋼股份有限公司，浙江 湖州 313005）

永興特種不銹鋼股份有限公司在引進瑞典DST在線固熔爐的基礎上，通過適當的改造及工藝優化，使不銹鋼線材入爐溫度由750℃～800℃提高至850℃左右，并開發出一種不銹鋼線材在線固溶工藝，通過調整溫度及輥速因子設定不同鋼種的固溶工藝。經改造及優化后的不銹鋼線材力不僅表面質量良好，而且組織、穩定性及均勻性優于以往的產品，客戶使用后反饋良好[1]。

1 DST在線固溶設備及控制界面介紹

1.1 DST布局及設備技術參數

DST位于吐絲機的下游，如圖1所示，其由一個在線固熔爐和一段水冷噴淋系統組成。

圖1 DST在線固熔爐布局圖

設備具有以下主要特點：

（1）采用無焰純氧燒嘴，低氮氧化物排放。

（2）總共安裝了37個燒嘴，輥子上方（1區～5區）有20個主要燒嘴，輥子下面（6區～10區）有17個較小的燒嘴，表1為DST各區域燒嘴數量及功率。

表1 DST各區域燒嘴分布情況

（3）主要的上燒嘴溫度應設置高于850℃，否則停止工作。（4）該爐有10個單獨溫控區，由于較高的氧氣燃燒速度，實現了一種均勻性的有效加熱。

（5）爐子啟動順序是先使用下方的17個燒嘴。

（6）燒嘴由氣動控制閥控制，分為10個溫度控制區和6個流量控制區域，溫度區6～10共用一個流量控制的環線。

（7）為了達到高量程的輸出功率和均勻的熱分布，燒嘴使用PID控制和脈沖控制模式同時運行。

1.2 DST工藝控制界面

圖2為DST工藝參數設置界面，生產過程中根據工藝要求，在圖中箭頭所示區域分別設置均熱溫度、線材規格、速度修正因子等工藝參數[2,3]。

當輸入線材規格時，系統會根據內部計算程序自動給出該規格下的輥速，可以根據實際工藝的需要來修正輥速（0.70～1.40）。譬如，對于規格φ5.5mm，系統給出的輥速為10cm/s，想放慢延長固溶時間，修正因子設為0.9，此時，爐內實際輥速則為9cm/s。

圖2 DST工藝參數設置界面

2 線材DST工藝開發及生產實踐案例分析

2.1 不銹鋼線材在線固溶工藝開發

通過對生產過程的分析，發現線材進DST的入爐溫度較低，入爐溫度普遍在750℃～780℃之間。盤條入爐溫度低，會影響DST在線固溶效果，假如DST爐內輥速不變，固溶時間不變，那么盤條實際加熱均溫的效果會比較差。

針對這一情況，在優化軋線工藝提高盤條吐絲溫度的基礎上，在吐絲機與DST輥道之間設計了一個保溫罩，按照改造后的設備及工藝方案，對于304系列鋼種，盤條吐絲溫度基本在1050℃～1100℃，入爐溫度幾乎均在850℃以上。

此外，在制定工藝時，針對不同的入爐溫度，通過調整輥速修正因子來調節不同的爐內輥速，并考慮各類鋼種的高溫導熱性，對不同類鋼種設定不同的輥速修正因子，如304系列鋼種當入爐溫度≤850℃時，輥速修正因子設為0.98；當入爐溫度＞850℃時，輥速修正因子設為1.0。

2.2 設備及工藝優化后的效果

2.2.1 晶粒度

圖3為經DST的φ6.5mm的304HC1，晶粒度評級在4.5級～6級，并且均勻性好。

圖3 DST工藝優化后的304HC1晶粒度分布情況

圖4 DST和離線固溶下，304HC1抗拉強度實測值分布離散圖

按照這一設計，對316系列鋼種在固溶溫度1110℃的情況下，評級在4級～6級之間。而以往的離線固溶盤條，無論是304還是316系列鋼種，除了橫截面表層局部區域始終存在粗于3級的粗晶現象外，晶粒度水平基本在3.5級～5.5級，晶粒度均勻性劣于DST。

2.2.2 力學性能

圖4可以看出，經DST在線固溶后的盤條，抗拉強度分布均勻性優于離線固溶。

3 結論

（1）介紹了我司引進的DST在線固溶爐設備性能及其實現不銹鋼在線固溶溫度均勻性控制的原理。

（2）通過提高盤元吐絲溫度并且在DST入爐輥道加裝保溫罩，提高了盤元在線固溶前的入爐溫度，由750℃～780℃提高至850℃，實現不銹鋼線材DST在線固溶。

（3）開發出一種不銹鋼線材在線固溶工藝，針對不同的鋼種及入爐溫度，設置不同的固溶溫度，并且通過調整輥速修正因子來調節不同的爐內輥速。

（4）生產實踐表明，我司開發以304系列鋼種為例的DST在線固溶工藝是成功的。不銹鋼線材晶粒度及力學性能的穩定性及均勻性優于以往，客戶使用改進后的產品，反饋良好。