分享：65Mn钢LF-RH精炼双联生产实践

金刚石焊接锯片基体用65Mn钢对钢水洁净度要求较高，即钢中非金属夹杂物含量要低，目前65Mn钢普遍生产工艺流程为转炉（BOF）—钢包精炼（LF）—连铸（CC）[1−3]。在提高钢水洁净度的生产实践中，车轮钢和高级别管线钢已普遍采用LF–RH（真空循环脱气精炼）精炼双联工艺。为满足链条企业高洁净度要求，国内某钢厂基于自身设备情况提出精炼双联工艺的解决方案，为该链条企业建立了BOF—LF—RH—CC双联工艺路线[4]，遵循去除夹杂物的最佳热力学和动力学条件，制定双联工艺控制计划。首次组织生产3炉，成品规格主要为2.3 mm×1245 mm，轧制成品30卷，客户使用后反馈各项指标均满足设计要求。

1.   方案制定

1.1   65Mn钢化学成分

通过与客户对接了解客户需求，对比本钢厂65Mn钢以往性能数据，客户接受按企标成分设计出厂。为保证性能稳定性，采用窄成分控制方式，企标成分设计见表1。

1.2   双联工艺路线

将原有单精炼路线KR（铁水脱硫）—BOF—LF—CC改为KR—BOF—LF—RH—CC双精炼路线：铁水预处理→脱碳转炉→LF精炼→RH精炼→直弧连铸→热装加热→高压除磷→粗轧→高压除磷→精轧→层流冷却→卷取→入缓冷坑→平整→检验出厂。首次生产冶炼了3炉，炉号分别为A、B、C，共计630 t。

2.   钢区工艺

2.1   转炉

铁水经KR脱硫出站S质量分数≤0.005%，废钢加入比8%，所选钢包内不得含有Cu、Nb、Ti、Mo等微量元素。转炉吹炼加入白云石块、生石灰块、轻烧白云石块造渣，同时加入球团矿降温和泡沫渣抑制剂。转炉终点成分（质量分数）C、P、S和O分别为0.052%、0.0126%、0.0078%和0.0425%，温度为1655 °C。出钢过程中使用钢砂铝脱氧、锰铁和硅铁合金化、低碳铬铁配铬、锻煤增碳剂增碳，转炉终渣TFe质量分数为14.87%、MgO质量分数为9.42%、碱度3.35。转炉终点成分见表2。

2.2   LF精炼

LF精炼的目的是成分微调、夹杂物去除，进行化学成分的精确控制，此次精炼双联LF工序取消净吹，不进行钙处理。加合金期间，增大搅拌强度到400~800 L/min，钢水裸露直径40~50 cm，以渣面波动不发生飞溅为准，强搅拌1~2 min，此后再以流量 400~800 L/min搅拌3~4 min，使夹杂充分上浮。LF出站成分见表3。

2.3   RH精炼

RH精炼的目的是脱氧合金化和去除夹杂物，处理前涮真空槽，真空度≤270 Pa，低真空时间10~30 min，目标15 min。纯脱气时间≥6 min，环流气流量＞90 m3/h。RH破真空后使用定氢仪测氢，要求钢水H质量分数≤2×10−6。破空后取样化验全成分，出站后添加铝粒、高碳锰铁、低碳硅铁。RH进站温度控制目标1564 °C，结束温度控制目标1529 °C。整体冶炼过程第一炉温控较差，全部超出设计上限，经过调整2、3炉温控符合率良好。冶炼周期驻炉减少，整体把控仍需提高。冶炼时长情况见表4。

2.4   连铸

连铸中间包使用无碳低硅覆盖剂，当中间包质量达到15 t时开始加入覆盖剂，换包完成后和浇钢过程中，根据中间包液面情况及时在冲击区补加覆盖剂，保证中间包液面不漏红，过热度设定15~30 °C，结晶器使用高碳钢专用保护渣，液面波动控制±3 mm，目标拉速1.1 m/min[5−6]。3炉次连铸中间包温度处于设计上限，浇次过热度分别为32、30和31 °C。钢区全流程温度控制情况由第1炉全部超出设计上限到第3炉基本处于设计区间，后续按设计目标值进行改进。

每炉产出10块板坯，板坯厚度230 mm，板坯宽度1300 mm。实际拉速保持在1.2 m/min，浇次液面、杆位控制平稳正常。在线检查热坯表面质量情况，铸坯表面良好，未发现异常情况。铸坯低倍检验结果均为中心偏析C类0.5级，无中心分层、疏松和内部裂纹等缺陷，铸坯内部质量良好。检验报告见表5、冷酸洗照片见图1。

2.5   钢区小结

各工序成分符合设计要求，主要元素变化情况见图2。各工序冶炼周期较长，RH冶炼高碳钢参数设定方面还需进一步摸索优化，钢区全流程温度控制方面从第1炉全超上限到第3炉基本处于设计区间，温控方面有所提高，整体来说在冶炼周期和温度控制还存着不足。温度控制情况见图3。

3.   轧区工艺

3.1   加热工艺

板坯下线后全部热装入炉，出炉温度目标值为1260 °C，为控制高碳钢脱碳层厚度，空燃比设定值较低，计划要求为0.62~0.65[7]。本次生产空燃比符合率较低，在空燃比控制方面还需改进。加热炉运行参数见表6。

3.2   轧制工艺

板坯出炉后经高压除磷进入粗轧区，采用R1粗轧机3道次、R2粗轧机3道次轧制模式，中间坯厚度34.6 mm，累计压下率84.9%，减宽量由R1前定宽机和E2立棍控制，粗轧奇数道次除磷。精轧入口温度1030 °C，经7架精轧机连轧，热卷成品厚度2.3 mm，终轧抛钢温度900 °C，经层流冷却卷取温度700 °C[8]，热轧卷下线后入缓冷坑存放48 h进行缓冷，缓冷出坑空冷至40 °C以下进平整机平整矫直。终轧温度符合率和卷取温度符合率均在90%以上，符合内控要求。精轧机轧制参数见表7。

4.   成品检验

按照组批原则每炉次取一卷性能试样，拉伸实验和硬度实验结果见表8，力学性能满足企标要求，对比之前LF单精炼性能数据无明显波动。非金属夹杂物检测结果见表9，夹杂物显微照片见图4，未出现1.5级及以上评级，这表明经过LF-RH精炼双联对减少夹杂物是很有效的。

5.   结束语

采用LF–RH精炼双联工艺成功生产出满足客户高质量要求的65Mn钢，精炼双联有助于提高钢水洁净度，降低非金属夹杂物含量。冶炼过程中成分符合设计要求，冶炼周期和温度把控方面还需进一步改进，控轧控冷符合率在90%以上，全流程质量稳定受控。65Mn钢的精炼双联成功试制也为其他高碳钢双联路线提供了借鉴经验，在竞争日益激烈的市场环境下发挥装备技术优势，提高钢水洁净度，有助于提升客户满意度，助力公司转型升级与高质量发展。

参考文献

[1]孙岭,王全利,蒋建军,等. 65Mn热轧卷板的开发. 河北冶金,2015(3):22doi: 10.13630/j.cnki.13-1172.2015.0305

[2]庄娜,胡泽明,范众维. 65Mn高线盘条的开发. 金属世界,2011(2):74doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2011.02.021

[3]杨晓江. 唐钢薄板坯连铸高碳钢65Mn的质量控制. 中国冶金,2016,26(12):36doi: 10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160116

[4]王新东,杨晓江,张倩. 河钢唐钢新区品牌化工厂的设计与建设. 河北冶金,2021(9):1doi: 10.13630/j.cnki.13-1172.2021.0901

[5]杨文,杨小刚,张立峰,等. 钢中MnS夹杂物控制综述. 炼钢,2013,29(6):71doi: 10.3969/j.issn.1002-1043.2013.06.017

[6]刘国梁,倪有金,马文俊,等. 迁钢板坯连铸高碳钢的生产技术. 连铸,2017,42(2):72doi: 10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20160097

[7]田亚强,杨子旋,宋进英,等. 加热工艺参数对冶金锯片用65Mn钢脱碳行为的影响. 金属热处理,2013,38(7):104doi: 10.13251/j.issn.0254-6051.2013.07.038

[8]田亚强,杨子旋,宋进英,等. 控轧控冷工艺对冶金锯片用65Mn钢表面氧化皮的影响. 热加工工艺,2013,42(7):1doi: 10.14158/j.cnki.1001-3814.2013.07.009

文章来源——金属世界