一种抗拉强度≥1000MPa包芯钢及生产方法与流程

文档序号:15984515发布日期:2018-11-17 00:43阅读:804来源:国知局

本发明涉及一种高空架设用高强钢丝及生产方法,确切地属于抗拉强度≥1000mpa包芯钢及生产方法。

背景技术

抗拉强度≥1000mpa包芯钢,其主要用于野外大跨度同轴线缆、有轨电车滑动输电线缆的制作。对抗拉强度≥1000mpa包芯钢的要求是:冷加工后经回火其抗拉强度要达到1000mpa以上,且其导电率也要求在14%以上,拉拔性能同时也要好。这些要求不仅生产起来难度大,而且相互之间还存在相互影响,例如导电率与强度之间就是如此,即当强度高时,导电率则会偏低,当导电率高时,强度又会偏低,不能同时满足要求,这就给生产带来很大困难。

关于抗拉强度≥1000mpa包芯钢,目前还没有检索到相关文献内容。市场调查,目前,抗拉强度≥1000mpa包芯钢生产者都采用q235盘条作为原料。但是由于q235盘条中碳、硅、锰含量较高,虽然强度可以满足,但导致拉拔过程中易产生硬化,且导电率低,只有12%。因此不能满足市场要求。

q235的化学成分,c:0.1-0.20%,si:0.03-0.1%,mn:0.20-0.55%,p≤0.025%,s≤0.015%,

q235盘条拉伸性能,抗拉强度为400-500mpa,延伸率在30-40(%),面缩在70-75(%)。

用q235代替抗拉强度≥1000mpa包芯钢,主要缺点在该钢的导电率很低,只有12%,拉拔性能差。因此用户希望找到新的钢种。为了满足用户要求,进行了抗拉强度≥1000mpa包芯钢开发。



技术实现要素:

本发明在于克服现有技术存在的不足,提供一种不仅抗拉强度≥1000mpa,且导电率在14%以上,还具有良好的冷拉拔性能,并无需进行酸洗的包芯钢及生产方法。

实现上述目的的措施:

一种抗拉强度≥1000mpa包芯钢,其组分及重量百分比含量为:c:0.05-0.15%,si:不超过0.01%,mn:0.03-0.20%,p≤0.020%,s≤0.010%,als:0.02-0.06%,cu+ni+cr+mo≤0.050%,其余为fe及不可避免的杂质。

优选地:si的重量百分比含量在≤0.0085%。

优选地:als的重量百分比含量在0.02-0.05%。

优选地:cu+ni+cr+mo的重量百分比含量≤0.032%。

生产一种抗拉强度≥1000mpa包芯钢的方法,其步骤:

1)按照洁净钢进行转炉冶炼:并控制进入转炉的铁水中的s≤0.001%;炼钢终点时,c≤0.06%,o含量在0.040~0.070%;

2)出钢:出钢时控制渣厚不超过50mm,终渣碱度在3.0~4.0;

3)钢包进入氩站进行渣面脱氧:若渣中氧化铁不超过5%时,无需进行渣面脱氧;当渣中氧化铁超过5%时,出钢时向渣中按照0.1~0.5kg/吨钢加入铝丸,当渣中的氧化铁降至不超过5%时,进行软吹氩0.5~3min;

4)进行第一次连续两次定氧,并控制两次定氧的差值不超过50ppm;

5)进行rh真空处理,其在真空度不超过100pa下进行:

a、先进行脱碳,并控制脱碳期间的ar流量在700±10l/min;经脱碳后钢水中的o含量不超过400ppm,当碳含量小于或等于设定值后终止脱碳;

b、进行第二次连续两次定氧,并控制两次定氧的差值不超过50ppm;

c、进行终脱氧和深脱硫,根据钢中的氧含量加入铝丸进行终脱氧,循环时间不低于5min;按照常规设定值加入石灰及萤石并进行吹氩循环,循环时间不低于5min;

d、加锰铁和碳粉对钢中的锰和碳进行微调,微调结束后再循环4~6min;

e、进行第三次连续两次定氧:其在微调循环结束前的2~3分钟内进行,并控制钢中自由氧在15ppm以下;

6)连铸成坯,并控制拉坯速度在0.5~10.m/min;

7)在还原气氛下对铸坯加热,并控制铸坯的均热温度在1100~1200℃,断面温差不超过30℃,在炉时间在120~180min;

8)在高压水最大量的状态下进行高压除鳞;

9)进行粗轧,控制其开轧温度在1020~1080℃;

10)进行精轧,控制其开轧温度在885~915℃;

11)进行减定径,控制减定径机入口的温度在880~900℃;

12)进行吐丝,控制其吐丝温度在850~870℃;

13)进行常规斯太尔摩冷却。

其在于:在出钢时,若钢的碳含量设定值与炼钢终点时碳含量之差为正值,则出钢时向渣中按照0.1~0.5kg/吨钢加入铝丸预脱氧;若钢的碳含量设定值与炼钢终点时碳含量之差为负值,无需加铝丸预脱氧。

其在于:在rh真空处理中,脱碳时间不超过8min。

其在于:当第一次或第二次连续两次定氧不在控制范围内时,则应继续进行脱氧,直至符合要求再进行下一工序。

本发明中各元素及主要工艺的作用及机理

c:对于碳元素,碳是钢中主要强化元素,钢中每增加0.01%,则钢强度增加8-9mpa,基本为线性关系。且其含量决定盘条进一步冷加工的硬化速度,若低于限定范围,最终产品强度达不到要求;若高于限定范围,加工硬化速度会很快,导致拉拔无法进行下去。

mn:对于锰主要是针对mn/s≥10设定的,防止热脆。现代大生产炼钢技术一般只能把硫脱到0.003%-0.01%,锰在钢中不仅有防止热脆作用,锰还是珠光体形成元素。若低于限定范围,起不到防止热脆作用,加工硬化速度较慢;若高于限定范围,加工硬化速度会很快,导致拉拔无法进行下去。

si:对于硅元素,是有害元素,若高于限定范围,加工硬化速度会很快,导致拉拔无法进行下去。

p:磷是有害元素,越低越好,若高于限定范围,会导致钢冷加工时冷脆加快,导致拉拔断丝频繁。

s:硫是有害元素,越低越好,若高于限定范围,会导致轧制时热脆,导致拉拔断丝频繁。

als:钢中als的含量多少,主要取决于拉拔性能,作为抗拉强度≥1000mpa包芯钢,要求其拉拔性能要非常好,无论从炼钢、铸坯不出现皮下气泡及提高钢的拉拔性能来说,钢中的als都应在≥0.02%。若低于限定范围,起不到防止加热晶粒长大作用,恶化钢的拉拔性能;若高于限定范围,会使钢导电率降低很多。

cu+ni+cr+mo:对于钢中残余元素cu、ni、cr、mo要求cu+ni+cr+mo≤0.05%,对于国内钢厂cu、ni、cr、mo主要是铁水中残余元素,根据我们的试验,cu+ni+cr+mo≤0.06%对钢的导电率影响并不大;若高于限定范围,钢内晶格畸变会很大,恶化拉拔性能。

本发明与现有技术相比,不仅抗拉强度≥1000mpa,且导电率在14%以上,还具有良好的冷拉拔性能。

具体实施方式

下面对本发明予以详细描述:

表1为本发明各实施例及对比例的化学成分列表;

表2为本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表;

表3为本发明各实施例及对比例的性能列表。

本发明各实施例均按照以下步骤进行生产:

1)按照洁净钢进行转炉冶炼:并控制进入转炉的铁水中的s≤0.001%;炼钢终点时,c≤0.06%,o含量在0.040~0.070%;

2)出钢:出钢时控制渣厚不超过50mm,终渣碱度在3.0~4.0;

3)钢包进入氩站进行渣面脱氧:若渣中氧化铁不超过5%时,无需进行渣面脱氧;当渣中氧化铁超过5%时,出钢时向渣中按照0.1~0.5kg/吨钢加入铝丸,当渣中的氧化铁降至不超过5%时,进行软吹氩0.5~3min;

4)进行第一次连续两次定氧,并控制两次定氧的差值不超过50ppm;

5)进行rh真空处理,其在真空度不超过100pa下进行:

a、先进行脱碳,并控制脱碳期间的ar流量在700±10l/min;经脱碳后钢水中的o含量不超过400ppm,当碳含量小于或等于设定值后终止脱碳;

b、进行第二次连续两次定氧,并控制两次定氧的差值不超过50ppm;

c、进行终脱氧和深脱硫,根据钢中的氧含量加入铝丸进行终脱氧,循环时间不低于5min;按照常规设定值加入石灰及萤石并进行吹氩循环,循环时间不低于5min;

d、加锰铁和碳粉对钢中的锰和碳进行微调,微调结束后再循环4~6min;

e、进行第三次连续两次定氧:其在微调循环结束前的2~3分钟内进行,并控制钢中自由氧在15ppm以下;

6)连铸成坯,并控制拉坯速度在0.5~10.m/min;

7)在还原气氛下对铸坯加热,并控制铸坯的均热温度在1100~1200℃,断面温差不超过30℃,在炉时间在120~180min;

8)在高压水最大量的状态下进行高压除鳞;

9)进行粗轧,控制其开轧温度在1020~1080℃;

10)进行精轧,控制其开轧温度在885~915℃;

11)进行减定径,控制减定径机入口的温度在880~900℃;

12)进行吐丝,控制其吐丝温度在850~870℃;

13)进行常规斯太尔摩冷却。

表1本发明各实施例及对比例的化学成分(wt.%)

表2本发明各实施例及对比例的主要工艺参数取值列表

续表2本发明各实施例及对比例的主要工艺参数取值列表(一)

表3本发明各实施例及对比例的性能列表

从表3可以看出,所实施例的盘条直径在9-12mm,相应的力学性能优异,导电率高,抗拉强度、延伸率与面缩均满足要求,其中,抗拉强度分布在350-410(mpa),延伸率在30-55(%),面缩在70-80(%),导电率在14.1-15,明显高于对比例(q195和q235),回火后产品抗拉强度为1050-1200mpa,最小拉拔直径均在0.5mm,好于对比例的0.9mm。

本具体实施方式仅为最佳例举,并非对本发明技术方案的限制性实施。

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