CN103882313A - 一种超高强度精细切割钢丝用盘条及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超高强度精细切割钢丝用盘条及其生产方法，C0.86%～0.95%，Mn0.20%～0.50%，Cr0.15%-0.30% ，碳当量0.90%-0.99%，Si0.10%～0.40%，P≤0.010%，S≤0.010%，Ti≤0.0010%，全铝：0.0005%-0.0020%，全氧：0.0015%-0.0025%，Cu≤0.05%，余为铁。采用双联法，炉后硅锰脱氧； LF精炼终点氧活度0.0015-0.0030，铝含量0.0010%-0.0020%；大方坯连铸，过热度不大于25℃；连轧坯再加热、保温，吐丝后在水温96-100℃的水中进行冷却，再进行风冷处理。

Description

一种超高强度精细切割钢丝用盘条及其生产方法

技术领域

本发明属于盘条生产技术领域，尤其涉及一种超高强度精细切割钢丝用盘条及其生产方法。

背景技术

为了提高切割钢丝在切割加工过程的生产效率，切割钢丝向着超高强度和精细发展。为了提高盘条强度需要提高碳、锰和铬等元素含量。盘条强度提高后，在拉拔过程的断丝率也会不断提高。

韩国浦项公司名为“具有良好拉拔性能的切割钢丝用盘条及其生产工艺”的韩国专利（公开号为1020110075625）介绍了一种切割钢丝用盘条的生产方法。该盘条中夹杂物Al₂O₃含量不大于50%。该方法介绍在精炼过程采用碳线增碳，保证碳含量的稳定性。在中间包冶炼过程，采用塞棒控流，并且使用Al含量不大于1%的耐火材料作为大罐的耐材。

上述专利仅介绍了炼钢过程的控制工艺，重点控制钢中夹杂物的Al₂O₃含量，未明确轧制、控冷过程的工艺方法。目前国内外文献均未见超高强度切割钢丝用盘条的试制、生产的报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术所存在的不足，提供一种超高强度精细切割钢丝用盘条及其生产方法。

为了开发超高强度精细切割钢丝用盘条，本发明专利通过盘条成分设计及冶炼和轧制工艺设计，形成了一种独特的超高强精细切割钢丝用盘条的生产工艺，满足用户的使用要求。本发明技术方案的特点为，通过适当调整碳当量的定义，进一步稳定盘条的化学成分波动范围。转炉冶炼采用双渣法，降低盘条的磷含量。连铸过程采用低过热度、低拉速操作，控制盘条偏析。在线材轧后冷却采用水浴和风冷联合处理，降低盘条的索氏体片层间距。技术方案的具体内容如下：

该超高强度精细切割钢丝用盘条化学成分为：[C]：0.86%～0.95%，[Mn]：0.20%～0.50%，[Cr]： 0.15%-0.30% ，碳当量：0.90%-0.99%，[Si]：0.10%～0.40%，[P]≤0.010%，[S]≤0.010%，[Ti]≤0.0010%，全铝：0.0005%-0.0020%，全氧：0.0015%-0.0025%，[Cu]≤0.05%。这些成分的范围设定理由如下所述。

碳是钢中的主要强化元素，碳含量越高，盘条和钢丝的抗拉强度越大。但是过高的碳含量导致盘条在拉拔过程的断丝率和出现分层的现象增加。因此，钢中碳含量控制在0.86%-0.95%。

锰也是一种提高盘条强度的元素，且有利于消除硫的有害作用。锰元素在凝固过程的偏析较为严重，因此在设计超高强度切割钢丝用盘条成分中，适当降低盘条锰含量，其强度的损失，通过铬含量来补充。因此钢中锰含量控制在0.20%～0.50%。

铬是一种提高盘条强度的元素，该元素也能提高盘条的淬透性，细化高碳钢盘条的组织，减小索氏体片层间距，提高盘条的拉拔性能。过高的铬含量也会使盘条的强度和硬度增加过多，导致盘条在拉拔过程的加工硬化严重，并且磨耗增加，降低盘条拉拔性能。因此，钢中铬含量控制在0.15%-0.30%。

碳、锰和铬元素的含量波动导致盘条的抗拉强度的波动，因此应该限制三种元素的含量变化范围。定义碳当量=[C]+0.3*([Mn]-0.4)+0.25*([Cr])，要求切割钢丝用盘条的碳当量变化范围为0.90%-0.99%。

硅是切割钢丝用盘条冶炼过程的主要脱氧元素。硅含量低将导致钢液脱氧不足；但是，过高的硅含量导致钢中残余氧化物夹杂粗大，对钢的应用性能不利。因此，钢中硅含量控制在0.10%-0.40%。

磷硫都是钢中有害杂质元素，要求盘条[P]≤0.010%，[S]≤0.010%，在不造成其他影响的情况下，越低越好。

钛在高碳钢中易于与氮形成钛夹杂，导致钢丝断裂，因此其含量要求[Ti]≤0.0010%。

铝含量的控制范围与钢中夹杂物成分密切相关，过高或过低的铝含量均会导致钢中夹杂物的熔点升高，变形性能下降。因此钢中全铝含量要求在0.0005%-0.0020%。

盘条中的全氧含量的控制与铝含量类似，因此盘条的全氧含量控制在0.0015%-0.0025%。

盘条中的铜降低盘条的加工性能，导致盘条在拉拔合股过程的断丝，因此其含量[Cu]≤0.05%。

本发明所涉及的超高强度切割钢丝用盘条的生产工艺如下：1) 转炉冶炼：转炉冶炼采用双联法，降低钢中的磷含量。前半钢冶炼终点碳含量为2.4%-2.9%，钢液温度为1430-1470℃。然后对前半钢钢液进行放渣处理，放渣时间不少于2分钟。后半钢转炉冶炼采用高碳出钢，降低由于炉后增碳导致的钢液增氮。后半钢转炉冶炼终点碳含量0.55%-0.80%，钢液温度为1630-1660℃。转炉炉后采用硅锰脱氧，避免使用Al、Ti等强脱氧剂。2) LF精炼：精炼终点钢液氧活度控制在0.0015-0.0030之间，钢液酸溶铝含量控制在0.0010%-0.0020%之间，为控制钢中氧化物夹杂成分处于低熔点区，提高氧化物夹杂的变形能力创造条件。同时要求钢液的钛含量不大于0.0010%；3) 连铸：采用大方坯连铸，钢坯断面尺寸280mm*380mm，拉速在0.4-0.6m/min之间，中间包钢水过热度不大于25℃，采用凝固末端电磁搅拌，励磁电流强度为500A，频率为2-6Hz。通过低过热度浇注和凝固末端电磁搅拌，减轻钢坯和盘条偏析。4)连轧和线材轧制：连铸后的钢坯轧制成155mm*155mm连轧坯。开轧温度为1150-1200℃，终轧温度为850-950℃。连轧坯在线材厂加热到1060-1100℃，保温时间不低于25min。盘条轧制规格为5.5mm。盘条轧制过程吐丝温度控制在840-870℃。吐丝后的盘条在接近沸腾的水中进行冷却。水温在96-100℃，盘条冷却速度10-20℃/s之间。水冷后对盘条进行风冷处理，风冷冷却速度在5-10℃/s，防止铬元素导致的盘条反温温度过高。

按照本发明中涉及的一种精细切割钢丝用盘条及其生产方法，采用该方法生产的盘条抗拉强度在1180-1300MPa之间，面缩率不低于25%，索氏体化率不低于85%，夹杂物尺寸97%以上不大于10um，满足了切割钢丝用盘条的要求。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步的说明。

本发明实施例盘条的成分、工艺及性能见表1。

按照本发明中涉及的一种超高强度精细切割钢丝用盘条及其生产方法，在用户生产过程生产直径0.12mm切割钢丝，达到100万米不断丝的水平，切割钢丝强度达到4000-4300MPa，满足了用户的需求，并且为企业创造了巨大的经济效益。

表1  本发明实施例盘条成分、工艺及性能

Claims (3)

1.一种超高强度精细切割钢丝用盘条，其特征在于其化学成分重量百分比为：[C]：0.86%～0.95%，[Mn]：0.20%～0.50%，[Cr]：0.15%-0.30% ，碳当量：0.90%-0.99%，[Si]：0.10%～0.40%，[P]≤0.010%，[S]≤0.010%，[Ti]≤0.0010%，全铝：0.0005%-0.0020%，全氧：0.0015%-0.0025%，[Cu]≤0.05%，余量为铁和不可避免的杂质。

2.一种权利要求1所述超高强度精细切割钢丝用盘条的生产方法，其特征在于包括以下步骤：1) 转炉冶炼：采用双联法，前半钢冶炼终点碳含量为2.4%-2.9%，钢液温度为1430-1470℃，然后进行放渣处理，放渣时间不少于2分钟，后半钢冶炼终点碳含量0.55%-0.80%，钢液温度为1630-1660℃，转炉炉后采用硅锰脱氧；2) LF精炼：精炼终点钢液氧活度控制在0.0015-0.0030，钢液酸溶铝含量控制在0.0010%-0.0020%，钛含量不大于0.0010%；3) 连铸：采用大方坯连铸，拉速0.4-0.6m/min，中间包钢水过热度不大于25℃，采用凝固末端电磁搅拌；4)连轧和线材轧制：将连铸后的钢坯轧制成连轧坯，开轧温度为1150-1200℃，终轧温度为850-950℃，再加热到1060-1100℃，保温时间不低于25min，盘条轧制过程吐丝温度控制在840-870℃，吐丝后在水温96-100℃的水中进行冷却，冷却速度10-20℃/s，再进行风冷处理，风冷冷却速度在5-10℃/s。

3.根据权利要求2所述超高强度精细切割钢丝用盘条的生产方法，其特征在于所述大方坯连铸钢坯的断面尺寸为280mm*380mm；所述凝固末端电磁搅拌，其励磁电流强度为500A，频率为2-6Hz；所述连轧坯的断面尺寸为155mm*155mm；所述盘条的规格为5.5mm。