预应力钢绞线用盘条及其生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种盘条的制造方法，尤其是一种预应力钢绞线用盘条的生产方法。
【背景技术】
[0002] 预应力钢绞线是近年来国内高速发展的新材料，广泛应用于铁路工程、高层建筑、 跨江斜拉大桥、悬索吊桥、水利设施、核电站穹顶、运动厂馆、海上平台等"大、高、重、特"重 点建筑结构工程，产品应用广泛，市场前景较好。
[0003] SWRH82B具有良好的外形尺寸和表面质量，在金相组织、脱碳层和力学性能方面 较优越，可用来制造高强度预应力钢绞线、镀锌钢绞线等，是金属制品行业深加工的重要原 料。SWRH82B钢种是日本JIS标准规定的钢号，其特点是高碳、高强度，并要求有良好的强韧 性配合，以满足用户对钢材冷拉拔性能的需要。
[0004] 目前预应力钢绞线用盘条主要以SWRH82B为主，生产工艺采用的是传统工艺；直 径为12. 5mm，抗拉强度为1150MPa~1200MPa的预应力钢绞线用盘条在拉拔时，拉拔速度一 般控制在4.Om/s，如果拉拔速度超过4.Om/s极容易造成拉拔断丝。
[0005] 通过对大量拉拔断试样的检测分析和对铸坯低倍组织的检查，认为连铸坯的中心 偏析、缩孔等缺陷是造成盘条拉拔尖锥状断口的主要原因。
[0006] 预应力钢绞线用盘条轧后在斯太尔摩风冷线上进行冷却，盘条组织由奥氏体向珠 光体转变。珠光体的机械性能主要取决于珠光体的片间距，共析钢珠光体的硬度和断裂强 度均随片间距的缩小而增大。这是由于珠光体在受外力拉伸时，塑性变形基本上在铁素体 内发生，渗碳体层则有阻止滑移的作用，滑移的最大距离就等于片间距。片间距越小，铁素 体和渗碳体的相界面就越多，对位错运动的阻碍也就越大，即塑性变形抗力增大，因而硬度 和强度都增高，片状珠光体的塑性也随片间距的减小而增大。因此，较细层片状珠光体具有 更高的极限塑性，从而反映出有更大的断面收缩率。在线材制品中，一般希望高碳钢盘条具 有相变温度较低的细珠光体组织，即索氏体组织。索氏体组织具有较高的强度和良好的塑 性，加工性能优良。索氏体化率越高，盘条越适合拉拔，盘条索氏体组织片层间距大小是评 价盘条组织的一个重要依据。
[0007] 层片状珠光体的金相形态是铁素体和渗碳体交替排列成层片状组织。这种组织的 粗细取决于珠光体的形成温度。过冷度越大，转变温度越低，珠光体越细。片状珠光体组织 的粗细可由片间距来衡量，珠光体团中相邻两片渗碳体（或铁素体）之间的距离称为珠光 体的片间距。片间距的大小主要取决于珠光体的形成温度，随着过冷度增大，奥氏体转变为 珠光体的温度越低，则片间距越小。根据大量实验数据得出相变在600°c~650°C发生时， 盘条得到索氏体组织，其片层间距在0. 10~0. 30ym之间，适于盘条拉拔。
【发明内容】
[0008] 本发明要解决的技术问题是提供一种高拉拔速度下不容易断丝的预应力钢绞线 用盘条；本发明还公开了一种预应力钢绞线用盘条的生产方法。
[0009] 为解决上述技术问题，本发明所采取的钢种化学成分的重量配比为：C0. 78%~ 0. 82%、Si0.20%~0.25%、Mn0.75%~0.80%、Cr0.20%~0.25%、P彡 0.012%、S彡 0.010%、V0.02% ~0.03%，余量为Fe。
[0010] 本发明方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、连铸、加热和控轧控冷工序，所述连铸工序 中铸坯化学成分的重量配比为：C0.78%~0.82%、Si0.20%~0.25%、Mn0.75%~ 0? 80%、Cr0? 20%~0? 25%、P彡 0? 012%、S彡 0? 010%、V0? 02%~0? 03%，余量为Fe;
[0011] 所述控轧控冷工序包括轧制、吐丝、冷却和集卷工序；所述轧制工序中，开轧温度 1000 ± 15 °C，进精轧温度920 °C~950°C;所述吐丝工序中，吐丝温度860 °C~880 °C。
[0012] 进一步的，本发明方法所述冷却工序采用斯太尔摩风冷线；
[0013] 所述斯太尔摩风冷的风机风量为：1#~4#开90 %、5#~10#开100 %、11#开 90%、12#~14#开100% ;其中1#~4#风机风量为200000m3/b，5#~14#风机风量为 154700m3/b。
[0014] 更进一步的，本发明方法所述斯太尔摩风冷的风冷辊道速度以0. 6m/s起步，后续 各风冷辊道的速度以103 %递增。
[0015] 进一步的，本发明方法所述轧制工序中，3#轧机出口温度彡935°C。
[0016] 进一步的，本发明方法所述吐丝工序中，吐丝时的拉拔速度为4. 0~5. 2m/s。
[0017] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过适当降低钢中C含量，配 以结晶器电磁搅拌、末端电磁搅拌及轻压下技术，降低铸坯碳偏析、缩孔等缺陷对盘条拉拔 加工造成的危害；通过增加钢中Cr含量来弥补降低C含量带来的强度损失，同时增加微合 金元素V含量，起到细化晶粒，提高盘条的强度和塑性综合力学性能指标；通过窄化学成分 控制来缩小因成分波动造成的盘条性能极差的不足之处；具有索氏体化率高、索氏体片层 间距小、综合力学性能好、高拉拔速度下不容易断丝的特点。
[0018] 本发明在优化控制化学成分的基础上，通过调整和控制轧钢工艺来提高盘条索氏 体化率、缩小索氏体片层间距、避免产生不良组织，最终实现预应力钢绞线用盘条高强度、 高塑性和低极差的特点，满足高拉拔速度下不断丝的使用要求，在无须增加拉拔工序成本 的情况下，即可实现提高拉拔速度，降低断丝率，进而有些的提高了生产效率。
【附图说明】
[0019] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0020] 图1~图4是本发明索氏体含量评级照片；
[0021] 图5~图8是本发明索氏体片层间距照片；
[0022] 图9~图12是本发明脱碳层厚度照片。
【具体实施方式】
[0023] 本预应力钢绞线用盘条80MnCr的生产方法采用下述工艺过程：铁水KR脱硫预处 理一顶底复吹转炉一LF精炼炉一连铸机浇铸（结晶器电磁搅拌+凝固末端电磁搅拌+轻压 下）一双蓄热步进式加热炉加热一粗、中轧一预精轧一预水冷一高速精轧一水冷一夹送、 吐丝一斯太尔摩控温散卷冷却一集卷一打包入库。其生产过程的工艺控制如下。
[0024] (1)铁水和废钢要求：
[0025] 炼钢工序在转炉冶炼前，按照相关标准要求控制铁水化学成分，铁水脱硫前 S彡 0? 050wt%，0. 25wt%彡Si彡 0? 60wt%，P彡 0? 100wt%，要求铁水温度T彡 130(TC。铁 水脱硫后，脱硫渣扒除干净，铁水亮面彡90%，S彡0? 005wt%，0. 25wt%彡Si彡0? 60wt%， 铁水温度T多1250°C。废钢要选用重型废钢，低磷、低硫，干燥、洁净、块度合适。
[0026] (2)转炉冶炼工序控制：
[0027] 铁水脱硫后S< 0. 005wt%，合理配比铁水与废钢量，留渣双渣法操作，终点碳、 磷、温度三者协调；终点成分（wt%)满足0 0.20%，P彡0.012%，S彡0.010%。通过 转炉副枪准确定氧、定碳，提高钢水进精炼成分控制精度，减少精炼过程中的补料，提高钢 水纯净度 ；钢水进精炼成分（》丨％)控制（：：0.75%~0.80%，51:0.20%，]\111 :0.75%，0: 0? 20%，P彡 0? 012%，S彡 0? 010%，V:0? 02%。
[0028] (3)LF炉精炼工序：
[0029] 出精炼化学成分满足(：：0.78%~0.82%，51:0.20%~0.25%，]\111 :0.75%~ 0? 80%，Cr:0? 20%~0? 25%，P彡 0? 012,S彡 0? 010,V:0? 02%~0? 03%，余量为Fe。出 精炼成分衔接炉次碳的波动范围不超过〇. 01 %，锰的波动范围不超过〇. 03%。软吹时间必 须保证30分钟以上，精炼周期不小于55分钟。
[0030] (4)连铸工序：
[0031] 连铸工序化学成分（被％)满足（：：0.78%~0.82%，51:0.20%~0.25%，]?11 : 0? 75%~0? 80%，Cr:0? 20%~0? 25%，P彡 0? 012%，S彡 0? 010%，V:0? 02%~0? 03%， 余量为Fe。全程采取保护饶注，严格执行恒速拉钢制度，连铸机拉速稳定在2.Om/min(断 面150X150mm2);钢水过热度控制在20°C~35°C之间；结晶器电磁搅拌参数（断面 150X150mm2):频率4HZ、电流240A，末端电磁搅拌参数：频率5HZ、电流300A，轻压下压下 量 5mm〇
[0032] (5)加热工序：
[0033] 入炉钢坯必须加热均匀、烧透，确保加热质量，出炉钢坯通条温差< 30°C，加热炉 各段温度参照下表调节。钢坯加热均匀、心部烧透可减小轧制过程中的不均匀变形，从而减 小成品盘条内应力，稳定其力学性能；各加热段的加热温度见表1。
[0034] 表1 :各加热段的加热温度
[0035]
[0036] (6)控轧控冷工序：
【主权项】
1. 一种预应力钢绞线用盘条，其特征在于，其钢种化学成分的重量配比为：C 0. 78% ~0. 82%、Si 0. 20% ~0. 25%、Mn 0. 75% ~0. 80%、Cr 0. 20% ~0. 25%、P 彡 0. 012%、 S 彡 0· 010%、V 0· 02% ~0· 03%，余量为 Fe。
2. -种预应力钢绞线用盘条的生产方法，其包括转炉冶炼、LF炉精炼、连铸、加热和控 轧控冷工序，其特征在于，所述连铸工序中铸坯化学成分的重量配比为：C 0. 78%~0. 82%、 Si 0· 20% ~0· 25%、Mn 0· 75% ~0· 80%、Cr 0· 20% ~0· 25%、P 彡 0· 012%、S 彡 0· 010%、V 0· 02% ~0· 03%，余量为 Fe ; 所述控轧控冷工序包括轧制、吐丝、冷却和集卷工序；所述轧制工序中，开轧温度 1000 ± 15 °C，进精轧温度920 °C~950 °C ;所述吐丝工序中，吐丝温度860 °C~880 °C。
3. 根据权利要求2所述的预应力钢绞线用盘条的生产方法，其特征在于，所述冷却工 序采用斯太尔摩风冷线； 所述斯太尔摩风冷的风机风量为：1#~4#开90%、5#~10#开100%、11#开90%、12#~ 14#开100% ;其中1#~4#风机风量为200000m3/h，5#~14#风机风量为154700m3/h。
4. 根据权利要求3所述的预应力钢绞线用盘条的生产方法，其特征在于：所述斯太尔 摩风冷的风冷辊道速度以0. 6m/s起步，后续各风冷辊道的速度以103%递增。
5. 根据权利要求2所述的预应力钢绞线用盘条的生产方法，其特征在于：所述轧制工 序中，3#轧机出口温度彡935°C。
6. 根据权利要求2 - 5任意一项所述的预应力钢绞线用盘条的生产方法，其特征在于： 所述下游客户加工工序中，拉拔速度为4. 0~5. 2m/s。
【专利摘要】本发明公开了一种预应力钢绞线用盘条及其生产方法，其包括转炉冶炼、LF炉精炼、连铸、加热和控轧控冷工序，所述连铸工序中铸坯化学成分的重量配比为：C 0.78%～0.82%、Si 0.20%～0.25%、Mn 0.75%～0.80%、Cr 0.20%～0.25%、P≤0.012%、S≤0.010%、V 0.02%～0.03%；所述控轧控冷工序包括轧制、吐丝、冷却和集卷工序；所述轧制工序中，开轧温度1000±15℃，进精轧温度920℃～950℃；所述吐丝工序中，吐丝温度860℃～880℃。本方法在优化控制化学成分的基础上，通过调整和控制轧钢工艺来提高盘条索氏体化率、缩小索氏体片层间距、避免产生不良组织，实现盘条高强度、高塑性和低极差的特点，满足高拉拔速度下不断丝的使用要求，提高了拉拔速度，降低了断丝率，进而有些的提高了生产效率。
【IPC分类】C21D8-06, B21C37-04, C22C38-24
【公开号】CN104651724
【申请号】CN201510072430
【发明人】闫卫兵, 姜碧涛, 沈俊杰, 李娜, 王海宾, 张玉海, 王建忠, 孙先焦, 曹新刚
【申请人】宣化钢铁集团有限责任公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月11日