CN105112807B - 一种珠光体片层间距小于150nm的高强桥索钢及生产方法 - Google Patents
一种珠光体片层间距小于150nm的高强桥索钢及生产方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种珠光体片层间距小于150nm的高强桥索钢,其化学成分按wt%:C 0.95~1.0%、Si 0.8~1.0%、Mn 0.3~0.6%、P≦0.025%、S≦0.025%、V 0.030~0.045%、Als 0.025~0.035%、Ti 0.010~0.03%、Cr 0.2~0.4%、Ni 0.2~0. 3%、Nb 0.02~0.03%、N 0.007~0.010%;生产步骤:铁水脱硫并转炉冶炼;氩站吹氩;LF精炼;RH处理;出钢并连铸;开坯;加热;轧制;空冷至室温;第二次加热;高速轧制;减定径轧制;吐丝;冷却;风冷至室温。本发明珠光体片层间距小于150nm,合金收得率高,钢的纯净度高,抗拉强度≥2000MPa,并在不影响延伸率的情况下,最终可提高抗拉强度15%。
Description
技术领域
本发明涉及一种桥梁用钢及生产方法,具体地属于一种珠光体片层间距小于150nm的高强桥索钢及生产方法。
背景技术
随着桥梁的发展,其大跨度桥梁一般首选的桥型为斜拉桥、悬索桥等。索承式桥梁的发展,对桥梁缆索用关键原材料——镀锌钢丝,提出了更高的性能要求,即在强度级别要求不断提高,其他力学性能要满足条件的原则下,还要节约材料用量,以降低生产成本。然而,强度级别的提高,其对韧性、面缩等一系列指标又都会因此有显著的降低,从而影响了桥索钢的综合性能,因此,开发出一种强度显著提高,而韧性不下降,特别是对桥索钢使用中不可忽视的扭转性能不改变是尤为重要的。
经检索,中国专利公开号为CN201110103180.2的文献,公开了一种1670MPa级桥梁缆索镀锌钢丝用盘条及制备方法。其包括如下组分(wt%):基本组分C 0.79-0.84%、Si0.15-1.25%、Mn 0.60-0.90%、Cr 0.15-0.25%和V 0.04-0.15%;可选组分Al 0.001-0.10%、B 0.0005-0.0015%、Ti 0.01-0.05%、Nb 0.01-0.03%和Mo 0.01-0.03%中的任意一种或二种以上;以及Fe和杂质元素。其虽然综合性能优良,且生产工艺简洁易操作,还可以充分利用废钢资源且不需要二次开坯,但其存在电炉炼钢成本高,更主要是强度性能达不到2000MPa,再由于成分中含有V的控制太宽泛,导致强度波动大,不稳定,给用户使用时增加操作难度,甚至无法使用。
中国专利公开号为CN102936688A的文献,公开了一种抗拉强度≥2000MPa的桥梁缆索用线材及方法,其组分及重量百分比含量为:C:0.95~1.2%,Si:0.1%~0.48%,Mn:0.6~1.0%,Cr:0.1~0.5%,V:0.01~0.05%,Cu≤0.05%,Al:0.05~0.15%,N:0.01~0.03%,P≤0.025%,S≤0.015%;其生产步骤:冶炼并连铸成坯;对铸坯进行加热;轧制;再次加热;高速轧制;吐丝;风冷至室温;待用。该文献虽然抗拉强度≥2000MPa且稳定,扭转值达到≥15次,冷拉拔中未因钢丝质量问题而产生断丝现象,但其存在没有足够的固氮元素,使得脆性变大而导致延伸率不合要求;金相组织中铁素体量较多,使片层间距偏差大,经分析,是由于其冷却不均匀所致;再表面存在脱碳现象,影响使用。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足,提供一种珠光体片层间距小于150nm,合金收得率高,钢的纯净度高,抗拉强度≥2000MPa,成本相对可降低 5%的珠光体片层间距小于150nm的高强桥索钢及生产方法。
实现上述目的的措施:
一种珠光体片层间距小于150nm的高强桥索钢,其化学成分按重量比为:C 0.95~1.0%、Si 0.8~1.0%、Mn 0.3~0.6%、P≦0.025%、S≦0.025%、V 0.030~0.045%、Als 0.025~0.035%、Ti 0.010~0.03%、Cr 0.2~0.4%、Ni 0.2~0. 3%、Nb 0.02~0.03%、N 0.007~0.010%,其余为Fe及杂质元素。
一种珠光体片层间距小于150nm的高强桥索钢的生产方法,其步骤:
1)铁水脱硫并转炉顶底吹炼,其中,控制转炉终点C在0.09~0.15%; 出钢温度在1650~1670℃; 出钢时间3~9min,挡渣出钢;随钢流常规加入合金,C、Si、Mn、V、Nb、Cr、Ti和Ni成分按内控范围的下限控制;
2)氩站吹氩,吹到3 min结束时,按照180~250m/吨钢喂入铝线;
3)进行LF精炼,控制其加热时间在55~65min,并全程吹氩;
4)进行RH处理,控制真空度在100Pa以下的时间不低于8分钟;
5)出钢并连铸,其中,控制钢水过热度在15~25℃;在液芯压下及电磁搅拌、拉坯速度在0.3~0.5m/min下,连铸成尺寸在380*420mm的方坯;
6)进行开坯,开坯后的尺寸在150*150mm~180*180mm方坯;
7)对开后坯进行加热,控制均热段温度在1290~1310℃,钢坯在炉时间为280~300min;并使炉压保持炉内压力26-28Pa,炉内气氛保持为O2<1%,CO<3%的弱还原性气氛;
8)进行轧制,控制其粗轧开轧温度在1190~1210℃;
9)空冷至室温;
10)进行第二次加热,加热温度在940~980℃,均热段温度在1010~1050℃,在炉时间120~150min;并控制上下端面温差≤30℃;
11)进行高速轧制,控制其粗轧开轧温度在970~1000℃,精轧入口温度在760~800℃;
12)进行减定径轧制,控制入口温度在780~820℃;
13)进行吐丝,控制吐丝温度在785~810℃;规格未Φ11~14mm;
14)进行斯太尔摩冷却,控制辊道速度在30~63 m/min;
15)在保温盖全打开状态下,风冷至室温。
本发明由于通过对炼钢过程进行的控制,使合金有高的收得率以及钢质的高纯净度;再配以合适的液芯压下技术,以降低钢坯的偏析;比现有技术适当延长了方坯的加热时间在10-15min,其有利于合金元素充分的溶解和扩散;轧钢时采用强力变形,即在轧制过程中,在相同压缩率下,减少轧制道次,使开轧温度以及吐丝温度降低;通过V元素的固溶强化和析出强化效果以及Ti的细化晶粒强化,得到良好的综合性能。
本发明与现有技术相比,珠光体片层间距小于150nm,合金收得率高,钢的纯净度高,抗拉强度≥2000MPa,并在不影响延伸率的情况下,最终可提高抗拉强度15%。
附图说明
图1为本发明钢种的微观组织图;
图2为图1的放大后层间的间距状况图。
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组分及取值列表;
表2为本发明各实施例及对比例的主要工艺参数取值列表;
表3为本发明各实施例及对比例的性能及结果情况列表。
本发明各实施例按照以下步骤生产:
1)铁水脱硫并转炉顶底吹炼,其中,控制转炉终点C在0.09~0.15%; 出钢温度在1650~1670℃; 出钢时间3~9min,挡渣出钢;随钢流常规加入合金,C、Si、Mn、V、Nb、Cr、Ti和Ni成分按内控范围的下限控制;
2)氩站吹氩,吹到3 min结束时,按照180~250m/吨钢喂入铝线;
3)进行LF精炼,控制其加热时间在55~65min,并全程吹氩;
4)进行RH处理,控制真空度在100Pa以下的时间不低于8分钟;
5)出钢并连铸,其中,控制钢水过热度在15~25℃;在液芯压下及电磁搅拌、拉坯速度在0.3~0.5m/min下,连铸成尺寸在380*420mm的方坯;
6)进行开坯,开坯后的尺寸在150*150mm~180*180mm方坯;
7)对开后坯进行加热,控制均热段温度在1290~1310℃,钢坯在炉时间为280~300min;并使炉压保持炉内压力26-28Pa,炉内气氛保持为O2<1%、CO<3%的弱还原性气氛;
8)进行轧制,控制其粗轧开轧温度在1190~1210℃;
9)空冷至室温;
10)进行第二次加热,加热温度在940~980℃,均热段温度在1010~1050℃,在炉时间120~150min;并控制上下端面温差≤30℃;
11)进行高速轧制,控制其粗轧开轧温度在970~1000℃,精轧入口温度在760~800℃;
12)进行减定径轧制,控制入口温度在780~820℃;
13)进行吐丝,控制吐丝温度在785~810℃;规格未Φ11~14mm;
14)进行斯太尔摩冷却,控制辊道速度在30~63 m/min;
15)在保温盖全打开状态下,风冷至室温。
表1 本发明各实施例及对比例的成分取值列表(wt%)
表2 本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表
表3 本发明各实施例及对比例力学性能检验结果列表
从表3可以看出,本发明生产的桥索钢线材抗拉强度普遍比对比例高,珠光体片层间距也更细小,做成的钢丝强度高,同时关键性能—扭转性能更好。
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。
Claims (1)
1.一种珠光体片层间距小于150nm的高强桥索钢的生产方法,其步骤:
1)铁水脱硫并转炉顶底吹炼,其中,控制转炉终点C在0.09~0.15%; 出钢温度在1650~1670℃; 出钢时间3~9min,挡渣出钢;随钢流常规加入合金,C、Si、Mn、V、Nb、Cr、Ti和Ni成分按内控范围的下限控制;
2)氩站吹氩,吹到3 min结束时,按照180~250m/吨钢喂入铝线;
3)进行LF精炼,控制其加热时间在55~65min,并全程吹氩;
4)进行RH处理,控制真空度在100Pa以下的时间不低于8分钟;
5)出钢并连铸,其中,控制钢水过热度在15~25℃;在液芯压下及电磁搅拌、拉坯速度在0.3~0.5m/min下,连铸成尺寸在380*420mm的方坯;钢水终点化学成分按重量比为:C0.95~1.0%、Si 0.8~1.0%、Mn 0.3~0.6%、P≦0.025%、S≦0.025%、V 0.030~0.045%、Als0.025~0.035%、Ti 0.010~0.03%、Cr 0.2~0.4%、Ni 0.2~0. 3%、Nb 0.02~0.03%、N0.007~0.010%,其余为Fe及杂质元素;
6)进行开坯,开坯后的尺寸在150*150mm~180*180mm方坯;
7)对开后坯进行加热,控制均热段温度在1290~1310℃,钢坯在炉时间为280~300min;并使炉压保持炉内压力26-28Pa,炉内气氛体积百分比含量保持为O2<1%,CO<3%的弱还原性气氛;
8)进行轧制,控制其粗轧开轧温度在1190~1210℃;
9)空冷至室温;
10)进行第二次加热,加热温度在940~980℃,均热段温度在1010~1050℃,在炉时间120~150min;并控制上下端面温差≤30℃;
11)进行高速轧制,控制其粗轧开轧温度在970~1000℃,精轧入口温度在760~800℃;
12)进行减定径轧制,控制入口温度在780~820℃;
13)进行吐丝,控制吐丝温度在785~810℃;规格为Φ11~14mm;
14)进行斯太尔摩冷却,控制辊道速度在30~63 m/min;
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