CN101831591B - 一种高强度钢绞线用盘条及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度钢绞线用盘条及其生产方法。配矿时加入6-9％的富含Cr、Ni等元素的铁矿石，该种铁矿石成分重量百分数的元素组成为TFe：54％-55％，Cr：2.0％-2.5％，Ni：0.50％-0.60％；钢坯轧制时开轧温度为1000-1100℃，终轧温度为950℃-1050℃，吐丝温度为800℃-900℃，风冷终冷温度为550℃-650℃，之后缓慢冷却。本发明成本低、盘条组织性能稳定，平均索氏体片层间距为0.16-0.18μm，盘条索氏体率85％以上，盘条产品强度达到了1150MPa以上。
Description
技术领域
本发明属于冶炼技术领域，具体来说涉及一种高强度钢绞线用盘条，同时还提供该高强度钢绞线用盘条的生产方法。
背景技术
大规格高强度预应力钢丝、钢绞线主要用在高层建筑、大跨度桥梁、深水工程等重要建筑工程上。SWRS82B高强钢度钢绞线用盘条是制作大规格钢丝、钢绞线的原材料，SWRS82B盘条的主要技术特征是高强度、高冷拔性能。目前，市场上广泛应用的SWRS82B牌号是由日本工业标准调查会(JISC)所制订的JIS G3506高碳钢盘条标准提出的，其所对应的牌号只对钢中碳、硅、锰、磷、硫五大元素及残余元素进行了明确要求。许多钢厂根据这些标准所设计的化学成分进行了相应的试验，只采用碳、硅、锰等元素进行强化，盘条强度及拉拔性能很难达到预应力钢绞线的高强度要求。因此各盘条生产厂针对SWRS82B都在标准要求的化学成分基础上进行了优化，并添加微量元素进行微合金化，以提高盘条强度及冷拔性能。但由于此工艺微合金元素的加入，生产的SWRS82B盘条成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点而提供的一种成本低、盘条组织性能稳定，平均索氏体片层间距为0.16-0.18μm，盘条索氏体率8 5％以上，盘条产品强度达到了1150MPa以上的高强度钢绞线用盘条。
本发明的另一目的在于提供该高强度钢绞线用盘条的生产方法。
本发明的高强度钢绞线用盘条，其特征在于：配矿时加入6-9％的富含Cr、Ni等元素的铁矿石，该种铁矿石成分重量百分数的元素组成为TFe：54％-55％，Cr：2.0％-2.5％，Ni：0.50％-0.60％。
本发明的一种高强度钢绞线用盘条的生产方法，包括配矿、高炉冶炼、转炉冶炼、LF钢包精炼、连铸、轧制，其特征在于：配矿时加入6-9％的富含Cr、Ni等元素的铁矿石，该种铁矿石成分重量百分数的元素组成为TFe：54％-55％，Cr：2.0％-2.5％，Ni：0.50％-0.60％；钢坯轧制时开轧温度为1000-1100℃，终轧温度为950℃-1050℃，吐丝温度为800℃-900℃，风冷终冷温度为550℃-650℃，之后缓慢冷却。
上述的高强度钢绞线用盘条的生产方法，其中：高炉冶炼后铁水成分重量百分数的元素组成为：Si：0.30％-0.80％，Mn：0.30％-0.80％，Cr：0.20％-0.30％，Ni：0.05％-0.06％，P≤0.120％，S≤0.040％，其余为铁含量。
上述的高强度钢绞线用盘条的生产方法，其中：通过转炉冶炼及LF钢包精炼后成分重量百分数的元素组成达到：C：0.77％-0.85％，Si：0.15％-0.35％，Mn：0.60％-0.90％，Cr：0.15％-0.25％，Ni：0.04％-0.05％，P≤0.025％，S≤0.025％，其余为铁含量。
本发明与现有技术相比，具有明显的有益效果，从以上技术方案可知：在高炉铁水冶炼原料中配加富含Cr、Ni等元素的矿石(TFe：54％-55％，Cr：2.0％-2.5％，Ni：0.50％-0.60％)，使转炉入炉铁水成分重量百分数的元素组成达到：Si：0.30％-0.80％，Mn：0.30％-0.80％，Cr：0.20％-0.30％，Ni：0.05％-0.06％，P≤0.120％，S≤0.040％，其余为铁含量。通过转炉冶炼及合金化后成分重量百分数的元素组成达到：C：0.77％-0.85％，Si：0.15％-0.35％，Mn：0.60％-0.90％，Cr：0.15％-0.25％，Ni：0.04％-0.05％，P≤0.025％，S≤0.025％，其余为铁含量。本发明充分利用了矿石中的残余有益元素，通过高炉配料、转炉冶炼控制等手段，使Cr、Ni合理控制在钢中，提高了钢坯在轧制控制冷却时的渗透性。开轧温度为1000℃-1100℃，保证钢中残余元素固溶。终轧温度为950℃-1050℃，吐丝温度为800℃-900℃，风冷终冷温度为550℃-650℃，之后缓慢冷却。确保了所生产的盘条组织性能稳定，平均索氏体片层间距为0.16-0.18μm，盘条索氏体率85％以上，盘条产品强度达到了1150MPa以上，满足了制作预应力钢绞线的要求。
具体实施方式
实施例1-11
一种高强度钢绞线用盘条及其生产方法，包括以下步骤：
(1)配矿：配入6-9％的富含Cr、Ni等元素的铁矿石，该种铁矿石成分重量百分数的元素组成为TFe：54％-55％，Cr：2.0％-2.5％，Ni：0.50％-0.60％；
(2)高炉冶炼：通过在高炉中进行还原反应，铁水成分重量百分数的元素组成达到：Si：0.30％-0.80％，Mn：0.30％-0.80％，Cr：0.20％-0.30％，Ni：0.05％-0.06％，P≤0.120％，S≤0.040％，其余为铁含量。
具体高炉冶炼铁水成分见下表：
| 实施例 | Si/％ | Mn/％ | P/％ | S/％ | Cr/％ | Ni/％ |
| 1 | 0.30 | 0.45 | 0.111 | 0.017 | 0.22 | 0.058 |
| 2 | 0.39 | 0.30 | 0.116 | 0.038 | 0.25 | 0.056 |
| 3 | 0.37 | 0.52 | 0.111 | 0.021 | 0.24 | 0.055 |
| 4 | 0.34 | 0.80 | 0.112 | 0.028 | 0.20 | 0.050 |
| 5 | 0.80 | 0.53 | 0.120 | 0.025 | 0.25 | 0.056 |
| 6 | 0.74 | 0.49 | 0.11 | 0.030 | 0.30 | 0.060 |
| 7 | 0.32 | 0.72 | 0.111 | 0.040 | 0.23 | 0.059 |
| 8 | 0.69 | 0.41 | 0.11 | 0.016 | 0.28 | 0.060 |
| 9 | 0.43 | 0.41 | 0.106 | 0.018 | 0.23 | 0.060 |
| 10 | 0.35 | 0.38 | 0.107 | 0.031 | 0.27 | 0.055 |
| 11 | 0.42 | 0.41 | 0.11 | 0.016 | 0.30 | 0.050 |
(3)转炉冶炼
转炉总装入量：92±0.5吨，铁水比根据热量情况调整。氧枪工作氧压0.75～0.95MPa，氧气纯度≥99.5％，总管氧压≥1.3MPa；转炉采用双渣法：点火后加入总石灰的1/2(控制碱度2.4～2.8)，加入500kg污泥球，吹炼6min左右倒渣，倒渣前采用高枪位操作使炉渣发泡，以便倒渣量不少于1/2。倒渣后开吹加入萤石200kg，加入二批料造渣，终渣碱度控制在3.5左右；采用增碳剂增碳，硅锰铁配硅，不足Mn用高碳Mn-Fe补齐。采用SiCaBa进行终脱氧，加入量150kg-250kg/炉，转炉出钢温度1590-1640℃。
下表为转炉出钢温度及合金加入情况：
| 实施例 | 出钢温度℃ | 出钢磷％ | 硅锰铁kg | 硅钙钡kg | 碳粉kg |
| 1 | 1600 | 0.015 | 450 | 200 | 450 |
| 2 | 1616 | 0.010 | 450 | 180 | 500 |
| 3 | 1610 | 0.011 | 450 | 170 | 500 |
| 4 | 1594 | 0.012 | 450 | 200 | 400 |
| 5 | 1612 | 0.013 | 450 | 210 | 525 |
| 6 | 1611 | 0.008 | 450 | 190 | 500 |
| 7 | 1613 | 0.005 | 450 | 240 | 400 |
| 8 | 1597 | 0.012 | 400 | 220 | 400 |
| 9 | 1590 | 0.008 | 400 | 230 | 500 |
| 10 | 1594 | 0.015 | 400 | 210 | 450 |
| 11 | 1640 | 0.014 | 400 | 190 | 400 |
(4)LF钢包精炼：转炉冶炼钢水经LF钢包精炼炉成分调整后，钢坯化学成分重量百分数的元素组成达到：C：0.77％-0.85％，Si：0.15％-0.35％，Mn：0.60％-0.90％，Cr：0.15％-0.25％，Ni：0.04％-0.05％，P≤0.025％，S≤0.025％，其余为铁含量。
各实施例具体化学成分如下表：
| 实施例 | C/％ | Si/％ | Mn/％ | P/％ | S/％ | Cr/％ | Ni/％ |
| 1 | 0.85 | 0.260 | 0.77 | 0.024 | 0.024 | 0.15 | 0.050 |
| 2 | 0.820 | 0.230 | 0.7 | 0.017 | 0.009 | 0.16 | 0.044 |
| 3 | 0.780 | 0.240 | 0.65 | 0.018 | 0.021 | 0.2 | 0.048 |
| 4 | 0.820 | 0.210 | 0.90 | 0.015 | 0.022 | 0.18 | 0.047 |
| 5 | 0.78 | 0.350 | 0.70 | 0.018 | 0.018 | 0.25 | 0.044 |
| 6 | 0.79 | 0.220 | 0.67 | 0.025 | 0.008 | 0.23 | 0.042 |
| 7 | 0.800 | 0.210 | 0.85 | 0.017 | 0.018 | 0.15 | 0.040 |
| 8 | 0.800 | 0.150 | 0.60 | 0.021 | 0.015 | 0.2 | 0.041 |
| 9 | 0.790 | 0.220 | 0.61 | 0.020 | 0.018 | 0.21 | 0.048 |
| 10 | 0.810 | 0.220 | 0.85 | 0.019 | 0.014 | 0.22 | 0.048 |
| 11 | 0.800 | 0.230 | 0.67 | 0.022 | 0.017 | 0.22 | 0.044 |
(5)钢坯轧制：此种钢水浇注成150mm×150mm方坯后在达涅利高速线材轧机上轧制，开轧温度为1000-1100℃，保证钢中残余元素固溶。终轧温度为950℃-1050℃，吐丝温度为800℃-900℃，风冷终冷温度为550℃-650℃，之后缓慢冷却即得。
具体参数值如下：
| 实施例 | 开轧温度(℃) | 终轧温度(℃) | 吐丝温度(℃) | 风冷终冷温度(℃) |
| 1 | 1010 | 990 | 850 | 560 |
| 2 | 1030 | 950 | 800 | 640 |
| 3 | 1000 | 965 | 870 | 550 |
| 4 | 1050 | 970 | 825 | 630 |
| 5 | 1040 | 1035 | 820 | 635 |
| 6 | 1065 | 1000 | 800 | 595 |
| 7 | 1070 | 1010 | 895 | 590 |
| 8 | 1100 | 985 | 870 | 560 |
| 6 | 1070 | 980 | 900 | 550 |
| 7 | 1080 | 995 | 840 | 580 |
| 8 | 1085 | 1025 | 850 | 590 |
| 9 | 1025 | 1035 | 845 | 620 |
| 10 | 1035 | 990 | 830 | 625 |
| 11 | 1100 | 1050 | 900 | 650 |
所生产的盘条组织性能稳定，平均索氏体片层间距为0.16-0.18μm，该盘条索氏体率85％以上，盘条产品强度达到了1150MPa以上，满足了制作预应力钢绞线的要求，盘条力学性能如下表：
| 实施例 | 抗拉强度Rm/MPa | 延伸率A/％ | 断面收缩率Z/％ |
| 1 | 1160 | 11.18 | 32.5 |
| 2 | 1165 | 11.23 | 33.5 |
Claims (1)
1.一种高强度钢绞线用盘条的生产方法，包括配矿、高炉冶炼、转炉冶炼、LF钢包精炼、连铸、轧制，其特征在于：配矿时加入6-9％的富含Cr、Ni元素的铁矿石，该种铁矿石成分重量百分数的元素组成TFe：54％-55％，Cr：2.0％-2.5％，Ni：0.50％-0.60％；钢坯轧制时开轧温度为1000-1100℃，终轧温度为950℃-1050℃，吐丝温度为800℃-900℃，风冷终冷温度为550℃-650℃，之后缓慢冷却；其中：通过转炉冶炼及LF钢包精炼后成分重量百分数的元素组成达到：C：0.77％-0.85％，Si：0.15％-0.35％，Mn：0.60％-0.90％，Cr：0.15％-0.25％，Ni：0.04％-0.05％，P≤0.025％，S≤0.025％，其余为铁含量。
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