近年來(lái),我國(guó)汽車工業(yè)快速發(fā)展,汽車產(chǎn)量從2000年的206萬(wàn)輛上升到2008年的934.5萬(wàn)輛,一躍成為世界汽車生產(chǎn)和消費(fèi)第一大國(guó),汽車大梁用鋼需求急劇增加。汽車大梁板主要用于沖壓載重車和輕型汽車的車架縱梁、橫梁、前后車橋、保險(xiǎn)杠等結(jié)構(gòu)件,需要承受大的載荷,要求鋼板具備高的強(qiáng)度、良好的冷沖壓成型性能、焊接性能和耐疲勞性能等。為此,汽車大梁用鋼對(duì)鋼材中硫、磷含量,夾雜物的級(jí)別和形態(tài)分布以及力學(xué)性能都提出了非常嚴(yán)格的要求。
B510L、B550鋼冶煉工藝流程為:鐵水脫硫預(yù)處理—120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐—鋼包爐(120tLF爐)—板坯連鑄。B510L、B550汽車大梁鋼試生產(chǎn)初期中存在的主要問(wèn)題是鋼材中的非金屬夾雜含量高。
考慮到轉(zhuǎn)爐出鋼后經(jīng)LF爐精煉,鐵水經(jīng)脫硫扒渣處理,鐵水預(yù)處理后鐵水硫含量控制在0.003%~0.0115%,硅含量平均在0.44%。
轉(zhuǎn)爐容量120t,冶煉周期約40min。采用高拉碳補(bǔ)吹法,終點(diǎn)控制目標(biāo)為[C]≤0.07%、[S]≤0.012%,[P]≤0.009%,Σ(FeO)14%~18%,出鋼前對(duì)爐渣進(jìn)行稠化,出鋼溫度為1640~1650℃。LF采用單渣法,堿度控制在3.5~4.0,終渣(FeO+MnO)≤1.1%,采用低碳錳鐵、鋁鐵、硅鐵、鈮鐵進(jìn)行脫氧合金化。
LF爐精煉采用加硅鐵粉和鋁渣球的方式不但可以迅速造還原渣,而且提高了終渣中的Al2O3含量(Al2O3含量從原來(lái)的10%提高到了20%),精煉保持白渣時(shí)間在10min以上,氬氣軟吹時(shí)間在8分鐘以上,有利于非金屬夾雜的吸附去除。精煉末期喂CaFe線對(duì)高熔點(diǎn)不易上浮去除的Al2O3夾雜進(jìn)行變性處理。
澆鑄方式采用吹氬大包水口+吹氬塞棒+浸入式水口+保護(hù)渣的工藝進(jìn)行保護(hù)澆鑄。連鑄坯規(guī)格:板坯厚度220mm,寬度1000~1600mm。發(fā)現(xiàn)連鑄拉速(>1.20m/min)高時(shí)結(jié)晶器液面波動(dòng)較大。因此確定中間包鋼水過(guò)熱度開澆爐≤40℃,連澆爐14~30℃,拉速控制在0.8~1.2/min,減少拉速波動(dòng),盡量做到恒拉速澆鑄,降低結(jié)晶器液面波動(dòng),防止保護(hù)渣卷入。連鑄板坯低倍檢驗(yàn),C類偏析1.0~1.5級(jí)。
通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)取樣檢驗(yàn),分析夾雜物產(chǎn)生的原因。在LF精煉過(guò)程中對(duì)造渣制度、脫氧制度、攪拌制度、連鑄保護(hù)澆鑄和限制拉速等精煉工藝和連鑄工藝改進(jìn),使得成品中夾雜物大幅度降低,生產(chǎn)的B510L和B500L汽車大梁鋼非金屬夾雜抽檢全部合格。以寶鋼B510L為基本成分,采取了提碳、降鈮的成分設(shè)計(jì)方案。通過(guò)工藝改進(jìn)和成分調(diào)整開發(fā)的B510L和B550L汽車大梁鋼,生產(chǎn)工藝可行,各項(xiàng)工藝制度制定合理,且成本較低。(子云)