一、研究的背景与问题
电热合金铁铬铝线材生产大多数采用电渣＋模铸＋开坯＋轧制＋拉丝技术，产品盘重较小，能耗及成本较高，有些指标如碳含量、铝均匀性、合金收得率、成材率等指标均不适应现今高质量生产的要求，亟需开发一种新的提质降本规模化生产技术。
存在的问题主要有：材料的铬、铝需达到较高含量，由此带来材料脆性增大，并且原料断面尺寸越大其脆性越大；铝、稀土元素易氧化、易偏析，实现均匀化难度较大；高铝钢方坯连铸过程渣金反应剧烈、保护渣变性严重，造成连铸断浇和铸坯表面质量差；材料高铬、铝含量导致加热和轧制、冷却过程处于多个脆性温度范围，尤其高速轧制升温造成晶粒粗大，热轧易开裂，线材表面裂纹影响下游用户拉拔钢丝质量。
国内外铁铬铝线材有关解决该系列问题的方法或思路，主要集中于合金成分控制、铌钛镧钇等元素作用、感应和电渣冶炼参数、钢锭开裂、拉拔断裂等方面，铁铬铝线材的生产大型化、连续化、高效化工艺研究较少，需要开展大型炉冶炼、方坯连铸、高线连续轧制等工艺技术的研究开发。
二、解决问题的思路与技术方案
本项目主要针对大盘重铁铬铝线材生产存在的铝、稀土冶炼加入及均匀化难度大、高铝钢方坯连铸难、高速线材轧制造成晶粒粗大等一系列技术难题进行的系统研究。
针对铁铬铝合金大炉冶炼中存在的铝、稀土元素易偏析、易氧化，冶炼加入及实现均匀化难度大、合金收得率低等共性问题，项目研究开发了适用于真空炉冶炼加铝、稀土合金化及均匀化工艺，成功实现了90吨以上大型炉冶炼铁铬铝材料关键成分均匀化和精确控制。
铁铬铝合金凝固时由于高Cr、Al含量，柱状晶发达，高温下易析出有害相，粗大晶粒结合力弱，热膨胀系数大，易形成组织应力大、冷却开裂等问题。项目组研究了大方坯过热度和铸坯冷却工艺以及电磁搅拌电流等参数对产品质量的影响，开发了铁铬铝大方坯连铸技术，另外针对高铝钢连铸结晶器内的渣金界面反应特性，根据方坯和板坯连铸特性的不同，研究开发了专用于高铝钢方坯连铸的专用保护渣，成功实现220mm×220mm铁铬铝大方坯连铸生产。
针对大断面原料、高速线材升温轧制的生产方式给铁铬铝塑韧性劣化带来的挑战，项目研究了热轧过程铁铬铝动态回复、再结晶规律，开发了高速线材轧制铁铬铝工艺，解决了轧制脆性大的技术难题，实现了大盘重铁铬铝线材高速轧制生产，轧制开裂比例大幅降低，在连铸连轧条件下改善了铁铬铝脆性问题。
通过上述系列工艺技术研究和创新，形成了铁铬铝合金大炉冶炼、大方坯连铸、高速线材轧制的全流程大生产线，实现了大盘重的铁铬铝线材高效铸轧与性能调控一体化生产。
三、主要创新性成果
1、大型真空炉冶炼条件下铝、稀土合金化、均匀化技术。研究了铁铬铝真空冶炼条件下铝、稀土元素的合金化，形成了大炉条件下铝、稀土的加入和均匀化工艺，成功实现了90吨以上大型真空炉冶炼铁铬铝材料高铝、高稀土成分的均匀和精确控制，稀土收得率50%以上，气体含量低、钢质纯净度高。
2、有效控制铁铬铝铸坯脆裂的大方坯连铸工艺和连铸专用保护渣开发。针对铁铬铝凝固特点，研究开发了铁铬铝防脆裂大方坯连铸技术和连铸专用保护渣，方坯中心等轴晶面积达到45%以上，实现了220mm×220mm大断面铁铬铝方坯连铸以及多炉连浇生产。
3、大盘重铁铬铝高速线材轧制和在线退火技术。研究了热轧过程铁铬铝动态回复、再结晶规律，实现铸坯热送热装，开发了铁铬铝线材短流程性能一体化调控工艺，实现了大盘重铁铬铝高速线材轧制生产，全线综合成材率达到了80%以上。
四、应用情况与效果
项目开发的技术，在山西太钢不锈钢股份有限公司进行了推广应用，打通了大盘重铁铬铝线材高效铸轧和性能调控一体化工艺，形成了以铁水为原料、大型真空炉冶炼、大方坯连铸、高速线材连轧的铁铬铝线材全流程生产线，实现了大盘重铁铬铝线材的高质量、低成本、高效生产，项目获得发明专利7项，发表论文4篇，项目铁铬铝线材产品的主要质量指标如碳含量、气体含量、铝均匀性、力学性能、快速使用寿命等，均处于较好水平，下游用户的深加工性能和使用性能稳定，在工业炉、新能源以及家电等领域得到稳定应用。
信息来源：太原钢铁（集团）有限公司
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