CN105063508B - 含硼高端帘线钢及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种含硼高端帘线钢及其生产方法，该含硼高端帘线钢，其化学成分按重量比为：C：0.89～0.96％、Si：0.14～0.30％、Mn：0.3～0.6％、P≤0.025％、S≤0.025％、Cu≤0.08％、Ni≤0.08％、Cr：0.10～0.50％、Als：0.001～0.008％、Mo≤0.08％、B：0.0008～0.0035％，其余为Fe和杂质元素。其生产方法，包括铁水脱硫、转炉冶炼、精炼、连铸、方坯加热、热连轧、冷却、集卷的步骤。实践证明，按照上述方法生产的帘线钢92A各项性能指标满足用户标准要求，十万米捻股无断丝。与现有技术相比，本方法生产的桥索钢组织均匀，无偏析，表面无脱碳组织，索氏体率高达到95％。
Description
技术领域
本发明属于帘线钢的生产技术领域，具体是指一种含硼高端帘线钢及其生产方法。
背景技术
帘线钢是一类高强度有着特殊用途的高碳钢，具有提高轮胎强度、韧性以及耐疲劳性能的作用，它是生产轿车轮胎、轻型卡车轮胎、载重型卡车轮胎、工程机械车轮胎和飞机轮胎及其它橡胶制品骨架材料的原料，随着汽车轻量化及从提高轿车安全性出发，轿车轮胎帘线钢丝的强度级别也在不断提高，同时良好的拉拔性能对于钢帘线的生产极为关键，而钢中不可避免的存在氮、氧以及其它一些不可去除的元素，由于它们的固溶强化作用会提高线材的强度同时会严重降低塑性，特别是限制了线材的可拉拔性。
经检索，申请号为201210173758.6的中国专利专利公开了一种含硼帘线钢，其特征在于：其化学成分重量百分比含量为：NT级：C：0.69～0.76％，Si：0.15～0.30％，Mn：0.40～0.60％，P≤0.025％，S≤0.025％，Cr≤0.10％，Ni≤0.10％，Cu≤0.10％，B：0.0005～0.0035％，As≤0.030％，Al≤0.0050％，N≤0.0080％，余量为铁和微量杂质；HT级：C：0.79～0.86％，Si：0.15～-0.30％，Mn：0.40～0.60％，P≤0.025％、S≤0.025％，Cr≤0.10％，Ni≤0.10％，Cu≤0.10％，B：0.0005～0.0035％，As≤0.030％，Al≤0.0050％，N≤0.0080％，余量为铁和微量杂质。其不足之处一是需要来回两次在LF炉精炼，周期过长，生产节奏慢，导致生产成本增加；二是其不能满足92级别的生产；三是该方法主要是为了满足出口退税的目的。申请号为200910187783.8的中国专利公开了一种制丝用含硼高碳钢盘条及其生产方法，其成分C：0.6～0.9％、Si：0.1～1.0％、Mn：0.3～1.0％、B：0.001～0.010％、Al＜0.002％、P+S＜0.025％，其余为铁和不可避免的杂质。其生产方法：铁水预处理-转炉冶炼-LF精炼-连铸-连轧-线材轧制，特点是转炉出钢过程采用高碳出钢，碳含量控制在距目标成分0.05～0.2％；用白灰盖罐，用量为2～3kg/t；连铸过程使用低过热度连铸工艺制度，中间包钢水过热度为12～25℃。采用本发明技术生产的盘条与普通工艺相比，在生产钢帘线时制丝合股过程的断丝率由5～7次/吨降低到1～3次/吨。其缺点一是只能生产90级别以下帘线钢，不能满足更高级别的帘线钢生产；其二是需要经过两次轧制工艺，增加了生产成本；其三是该轧制工艺中加热温度宽泛，不利于性能的均一性。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提供了一种含硼高端帘线钢及其生产方法，该含硼高端帘线钢，其化学成分按重量比为：C：0.89～0.96％、Si：0.14～0.30％、Mn：0.3～0.6％、P≤0.025％、S≤0.025％、Cu≤0.08％、Ni≤0.08％、Cr：0.10～0.50％、Als：0.001～0.008％、Mo≤0.08％、B：0.0008～0.0035％，其余为Fe和杂质元素。
其生产方法通过对炼钢过程进行控制，保证合金有高的收得率以及钢质高的纯净度，配以合适的液芯压下技术降低钢坯的偏析；适当的延长加热时间，有利于合金元素充分的溶解和扩散，轧钢时，采用强力变形，采用强力变形，通过多轴变形、大变形量轧制，降低开轧温度，获得均匀的组织。
为了实现上述目的，本发明含硼高端帘线钢的生产方法，包括铁水脱硫、转炉冶炼、精炼、连铸、方坯加热、热连轧、冷却、集卷的的步骤，其特殊之处在于：
转炉冶炼时，控制入炉铁水中V、Ti及Nb重量百分比含量均≤0.05％，出站S的重量百分比含量≤0.025％；终点采用高拉补吹工艺，转炉终点C重量百分比含量0.10～0.30％，挡渣出钢，钢包渣层厚度≤70mm；
精炼时，采用CaO-SiO2-Al2O3精炼渣系，化渣过程中加入适量CaC2、萤石，快速造白渣，终渣碱度按R＝0.8～1.2的目标值范围控制；LF炉总精炼时间≥90min，其中纯软吹时间≥30min，
连铸时，采用长水口和浸入式水口保护浇注，中包钢水过热度在液相线15～25℃，拉速范围在0.30～0.70m/min，采用结晶器电磁搅拌、弱冷以及压下量按10mm目标值控制；
钢坯加热时，工艺控制要求均热段温度为1150～1250℃，头尾温差小于50℃，加热时间200～250min；
热连轧时，控制开轧温度为1080～1150℃，吐丝温度为870～950℃，吐丝速度为85～110m/s。
优选地，所述转炉冶炼时，采用炉外合金化处理，随钢流加入硅锰铁、碳化硅和增碳剂；C、Si、Mn按成分范围的中限控制，吨钢4.5～5.5kg活性石灰、0.75～0.85kg萤石出钢过程中随钢流加入造新渣，终渣碱度R≥2.0，氩站进行测温，取钢、渣样，吹氩3～5min后吊至精炼炉。
进一步地，所述冷却时，斯太尔摩控冷线辊道速度20～60m/min，保温盖全打开。
实践证明，按照上述方法生产的帘线钢92A各项性能指标满足用户标准要求，十万米捻股无断丝。与现有技术相比，本方法生产的桥索钢组织均匀，无偏析，表面无脱碳组织，索氏体率高达到95％。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明含硼高端帘线钢的生产方法作进一步详细说明。
实施例1
一种含硼高端帘线钢，其化学成分按重量比为：C：0.92％、Si：0.19％、Mn：0.38％、P：0.008％、S：0.005％、Cu：0.035％、Ni：0.044％、Cr：0.23％、Als：0.00275％、Mo：0.018％、B：0.0017％，其余为Fe和杂质元素。
其生产方法，包括铁水脱硫、转炉冶炼、精炼、连铸、方坯加热、热连轧、冷却、集卷的步骤，其中：
转炉冶炼时，控制入炉铁水中V、Ti及Nb重量百分比含量均≤0.05％，出站S的重量百分比含量≤0.025％；终点采用高拉补吹工艺，转炉终点C控制目标重量百分比含量为0.18％；挡渣出钢，钢包渣层厚度46mm；采用炉外合金化，出钢1/4左右时，随钢流加入硅锰铁、碳化硅和增碳剂；钢水出至3/4时，合金必须全部加入，C、Si、Mn按成分范围的中限控制；吨钢4.83kg活性石灰、0.81kg萤石出钢过程中随钢流加入造新渣终渣碱度R＝2.5；氩站进行测温，取钢、渣样，吹氩3min后吊至LF炉；
精炼时，采用CaO-SiO2-Al2O3精炼渣系，化渣过程中加入适量CaC2、萤石，快速造白渣，终渣碱度按R＝0.96的目标值范围控制；LF炉总精炼时间(含软吹)：112min，其中纯软吹时间35min，成分调整后严禁大氩量搅拌使钢水裸露；
连铸时，采用长水口和浸入式水口保护浇注，中包钢水过热度在液相线18℃，拉速范围：0.60m/min，采用结晶器电磁搅拌、弱冷以及压下量按10mm目标值控制；
轧制φ5.5mm轧钢工艺：钢坯加热时，工艺控制要求均热段温度：1153℃，头尾温差33℃，加热时间249min；热连轧时，开轧温度：1080℃，吐丝温度：877℃，吐丝速度105m/s；斯太尔摩控冷线辊道速度56m/min。保温盖全打开。
按本实施例生产钢产品经检测性能为：时效后的力学性能Rm为1257Mpa，A、B、C类夹杂物级别0级，D类夹杂物级别0.5级，Ti夹杂尺寸1.2μm。索氏体含量98％，无马氏体、贝氏体以及全封闭的网状渗碳体等组织。线材的偏析级别0.5级。线材的脱碳层4区最大值的平均值0.035mm，无周边全脱碳。
实施例2
一种含硼高端帘线钢，其化学成分按重量比为：C：0.913％、Si：0.21％、Mn：0.32％、P：0.005％、S：0.003％、Cu：0.022％、Ni：0.028％、Cr：0.28％、Als：0.00235％、Mo：0.011％、B：0.0023％，其余为Fe和杂质元素。
其生产方法，包括铁水脱硫、转炉冶炼、精炼、连铸、方坯加热、热连轧、冷却、集卷的步骤，其中：
转炉冶炼时，控制入炉铁水中V、Ti及Nb重量百分比含量均0.017％，出站S的重量百分比含量0.23％；挡渣出钢，钢包渣层厚度56mm；采用炉外合金化，出钢1/4左右时，随钢流加入硅锰铁、碳化硅和增碳剂；钢水出至3/4时，合金必须全部加入，C、Si、Mn按成分范围的中限控制。吨钢5.4kg活性石灰、0.83kg萤石出钢过程中随钢流加入造新渣终渣碱度R＝3.1；氩站进行测温，取钢、渣样，吹氩5min后吊至LF炉；
精炼时，采用CaO-SiO2-Al2O3精炼渣系，化渣过程中加入适量CaC2、萤石，快速造白渣，终渣碱度按R＝0.8的目标值范围控制；LF炉总精炼时间(含软吹)：95min，其中纯软吹时间：30min，成分调整后严禁大氩量搅拌使钢水裸露；
连铸时，采用长水口和浸入式水口保护浇注，中包钢水过热度在液相线22℃，拉速范围：0.40m/min，采用结晶器电磁搅拌、弱冷以及压下量按10mm目标值控制；
轧制φ5.5mm轧钢工艺：钢坯加热工艺控制要求均热段温度：1246℃，头尾温差49℃，加热时间200min，热连轧时，开轧温度：1143℃，吐丝温度：834℃，吐丝速度90m/s。斯太尔摩控冷线辊道速度25m/min。保温盖全打开。
按本实施例生产钢产品经检测性能为：时效后的力学性能Rm为1267Mpa，A、B类夹杂物级别0级，C、D类夹杂物级别0.5级，Ti夹杂尺寸2.2μm。索氏体含量95％，无马氏体、贝氏体以及全封闭的网状渗碳体等组织。线材的偏析级别0.5级。线材的脱碳层4区最大值的平均值0.015mm，无周边全脱碳。
实施例3
一种含硼高端帘线钢，其化学成分按重量比为：C：0.90％、Si：0.14％、Mn：0.40％、P：0.008％、S：0.008％、Cu：0.022％、Ni：0.027％、Cr：0.27％、Als：0.00277％、Mo：0.02％、B：0.0030％，其余为Fe和杂质元素。
其生产方法，包括铁水脱硫、转炉冶炼、精炼、连铸、方坯加热、热连轧、冷却、集卷的步骤，其中：
转炉冶炼时，控制入炉铁水中V、Ti及Nb重量百分比含量均≤0.05，出站S的重量百分比含量0.008％；终点采用高拉补吹工艺，转炉终点C控制目标0.11％；挡渣出钢，钢包渣层厚度63mm；采用炉外合金化，出钢1/4左右时，随钢流加入硅锰铁、碳化硅和增碳剂；钢水出至3/4时，合金必须全部加入，C、Si、Mn按成分范围的中限控制；吨钢4.7kg活性石灰、0.76kg萤石出钢过程中随钢流加入造新渣终渣碱度R＝2.1；氩站进行测温，取钢、渣样，吹氩3min后吊至LF炉；
精炼时，采用CaO-SiO2-Al2O3精炼渣系，化渣过程中加入适量CaC2、萤石，快速造白渣，终渣碱度按R＝1.0的目标值范围控制。LF炉总精炼时间(含软吹)：96min，其中纯软吹时间：33min，成分调整后严禁大氩量搅拌使钢水裸露；
连铸时，采用长水口和浸入式水口保护浇注，中包钢水过热度在液相线16℃，拉速范围：0.4/min，采用结晶器电磁搅拌、弱冷以及压下量按10mm目标值控制；
轧制φ5.5mm轧钢工艺：钢坯加热工艺控制要求均热段温度：1196℃，头尾温差42℃，加热时间225min，热连轧时，开轧温度：1121℃，吐丝温度：913℃，吐丝速度107m/s。斯太尔摩控冷线辊道速度46m/min。保温盖全打开。
本实施例生产的钢产品，经检测其性能为：时效后的力学性能Rm为1271Mpa，A、B、C类夹杂物级别0级，D类夹杂物级别0.5级，Ti夹杂尺寸1.2μm。索氏体含量95％，无马氏体、贝氏体以及全封闭的网状渗碳体等组织。线材的偏析级别0.5级。线材的脱碳层4区最大值的平均值0.021mm，无周边全脱碳。
同时，本发明实施例1-3的帘线钢产品在用户进行使用测试，十万米捻股无断丝。
Claims (2)
1.一种含硼高端帘线钢，其特征在于：该钢的化学成分按重量比为：C：0.89～0.96％、Si：0.14～0.30％、Mn：0.3～0.6％、P≤0.025％、S≤0.025％、Cu≤0.08％、Ni≤0.08％、Cr：0.10～0.50％、Als：0.001～0.008％、Mo≤0.08％、B：0.0008～0.0035％，其余为Fe和杂质元素，其生产方法，包括铁水脱硫、转炉冶炼、精炼、连铸、方坯加热、热连轧、冷却、集卷的步骤，其中：
转炉冶炼时，控制入炉铁水中V、Ti及Nb重量百分比含量均≤0.05％，出站S的重量百分比含量≤0.025％；终点采用高拉补吹工艺，转炉终点C重量百分比含量0.10～0.30％，挡渣出钢，钢包渣层厚度≤70mm；
精炼时，采用CaO-SiO2-Al2O3精炼渣系，化渣过程中加入适量CaC2、萤石，快速造白渣，终渣碱度按R＝0.8～1.2的目标值范围控制；LF炉总精炼时间≥90min，其中纯软吹时间≥30min；
连铸时，采用长水口和浸入式水口保护浇注，中包钢水过热度在液相线15～25℃，拉速范围在0.30～0.70m/min，采用结晶器电磁搅拌、弱冷以及压下量按10mm目标值控制；
钢坯加热时，工艺控制要求均热段温度为1150～1250℃，头尾温差小于50℃，加热时间200～250min；
热连轧时，控制开轧温度为1080～1150℃，吐丝温度为870～950℃，吐丝速度85～110m/s；所述转炉冶炼时，采用炉外合金化处理，随钢流加入硅锰铁、碳化硅和增碳剂；C、Si、Mn按成分范围的中限控制，吨钢4.5～5.5kg活性石灰、0.75～0.85kg萤石出钢过程中随钢流加入造新渣，终渣碱度R≥2.0，氩站进行测温，取钢、渣样，吹氩3～5min后吊至精炼炉。
2.根据权利要求1所述的含硼高端帘线钢，其特征在于：所述冷却时，斯太尔摩控冷线辊道速度20～60m/min，保温盖全打开。
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Effective date of registration: 20170802 Address after: 430083, Hubei Wuhan Qingshan District Factory No. 2 Gate joint stock company organs Patentee after: WUHAN IRON AND STEEL Co.,Ltd. Address before: 430000, A, building 999, friendship road, Wuchang District, Hubei, Wuhan, 15 Patentee before: WUHAN IRON AND STEEL (GROUP) Corp. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170118 Termination date: 20210826 |
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