CN108396238A - 一种1860MPa级耐腐蚀钢绞线用盘条及其生产方法 - Google Patents

一种1860MPa级耐腐蚀钢绞线用盘条及其生产方法 Download PDF

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Abstract

一种1860MPa级耐腐蚀钢绞线用盘条及其生产方法,化学成分为:C:0.80~0.85%、Si:0.15~0.35%、Mn:0.60~0.70%、P≤0.025%、S≤0.015%、Cr:0.35~0.40%、Cu:0.21~0.27%、Ca:(40~80)×10‑4%。连铸过热度不大于30℃,结晶器电磁搅拌;连轧成100~200mm正方形钢坯;轧制:通条温差≤30℃;控制开轧温度、精轧入口温度、减定径入口温度及吐丝温度;斯太尔摩风冷线冷却采取强冷、弱冷、强冷的冷速控制方法,冷却至500℃后自然冷却。本发明生产的

Description

一种1860MPa级耐腐蚀钢绞线用盘条及其生产方法
技术领域
[0001] 本发明属于钢铁冶金技术领域,特别涉及一种1860MPa级高强耐腐蚀钢绞线用盘 条及其生产方法。
背景技术
[0002] 在高速铁路、公路的桥梁建设中,预应力梁体以其自重轻、跨度大、行车舒适、耐久 性好、节约钢材和混凝土等诸多优点得到了普遍应用。但是,由于设备、人员、材料工艺等非 精细化施工因素,造成近几十年来出现了一系列预应力混凝土结构耐久性失效事故,其中 预应力钢绞线锈蚀引起的破坏占绝大多数,从而造成了严重后果,这已引起了世界各国学 者和工程界的关注。
[0003] 预应力钢绞线锈蚀,直接影响到桥梁等工程的服役时间。虽然采用镀锌、环氧树脂 等方法可以减缓锈蚀程度,但成本太高、并仍有一些质量问题,因此未能得到广泛应用。要 彻底解决预应力钢绞线锈蚀问题,必须从源头着手,优化钢绞线用材料,提高钢绞线材料的 耐腐蚀性能。
发明内容
[0004] 本发明的目的旨在提供一种抗拉强度高、盘条腐蚀速率低于YL82B钢绞线用盘条 腐蚀速率70%的高强耐腐蚀钢绞线用盘条及其生产方法。
[0005] 为此,本发明所采取的技术解决方案是:
[0006] 一种1860MPa级耐腐蚀钢绞线用盘条,其特征在于,其化学成分Wt %为:C: 0.80〜 0.85%、Si :0.15〜0.35%、Mn:0.60〜0.70%
Figure CN108396238AD00031
、Cr:0.35〜0.40%、 &1:0.21〜0.27%、03:(40〜80)\10—4%,其它为卩6和残余元素。
[0007] 该成分设计的依据及作用机理为:
[0008] C:C是钢中固溶强化作用最明显的元素,随C含量增加,钢的强度、硬度上升,塑性、 韧性下降。
[0009] Si: Si是铁素体固溶强化元素,但Si含量过高,不利于冷加工塑性变形,故Si的范 围为 0.15 〜0.35%。
[0010] Mn:Mn起固溶强化和细晶强化的作用,并推迟珠光体和铁素体转变,提高钢的强度 和加工硬化性能。故Mn的范围为0.60〜0.70%。
[0011] P: P易引起钢的冷脆,是对钢材性能不利的一面;但是,P是合金兀素中提尚耐腐蚀
Figure CN108396238AD00032
性能最有效的元素,因此,将P元素控制在________,益于提高钢材的耐腐蚀性能。S在钢中 易生成MnS,引起热脆,故要求S含量越少越好。
[0012] Cr:通过加入适量的Cr,能得到适合拉拔的珠光体片层间距,提高盘条的抗拉强 度,改善盘条的塑性和拉拔性能,并提高耐腐蚀性能。故Cr的成分范围为0.35〜0.40%。
[0013] Cu: Cu能显著改变钢的抗大气腐蚀性能,使钢表面的锈层致密并提高附着性,Cu与 P,Cr的配合使用可以促进表面钝化膜的形成,降低钢基体的腐蚀诱发敏感性,提高钢材的 耐蚀性能,但过量的Cu会不利于盘条产品的拉拔性能。故Cu的成分设计为0.21〜0.27%。
[0014] Ca:微量Ca加入耐候钢中不仅可以改善钢的整体耐大气腐蚀性能,而且可以有效 避免耐候钢使用时出现的锈液流挂现象。在耐候钢加入微量Ca,可以形成CaO和CaS,溶解于 钢表面薄电解液膜中,使腐蚀界面的碱性增大,降低其侵蚀性,促进锈层转化为致密、保护 性好的α-FeOOH。故Ca的成分设计为(40〜80) X 1(Γ4%。
[0015] 本发明综合考虑了耐腐蚀钢绞线用盘条生产成本、力学性能、拉拔成型性能、耐腐 蚀能力基础之上,进行了上述的成分设计。
[0016] 一种1860MPa级耐腐蚀钢绞线用盘条的生产方法,其工艺路线为:铁水预处理一转 炉冶炼一 LF炉精炼一方坯连铸一方坯连乳一钢坯清理一加热一乳制一控冷一精整一检 查一入库。
[0017] 连铸:
[0018] 断面尺寸为(250〜350) X (350〜450) mm的大方坯,过热度不大于30°C,结晶器电 磁搅拌,电磁搅拌电流强度为300〜500A,以改善连铸坯内部偏析、缩孔、疏松等缺陷,提高 铸坯的内部质量。
[0019] 连乳:
[0020] 将大方坯加热并乳制成100〜200mm尺寸的正方形钢坯,并对钢坯进行探伤,表面 有裂纹、划伤等缺陷位置进行点修磨,保证钢坯表面无缺陷。
[0021]乳制:
[0022] 乳制规格08〜013mm盘条,具体乳制方法为:
[0023] (1)将钢坯加热到1020〜1070°C,保温100〜150min,通条温差彡30°C;有利于钢坯 内部应力释放、微合金元素固溶强化等作用,避免盘条出现脱碳等表面缺陷。
[0024] (2)开乳温度控制在930〜980°C,精乳入口温度为880〜930°C,减定径入口温度 880〜930 °C,吐丝温度850〜880 °C。
[0025] (3)斯太尔摩风冷线冷却:控制盘条在珠光体相变前的冷速为10〜12 °C /s,珠光体 相变温度控制在620〜670°C,相变时冷速控制在1〜2.5°C/s,相变后加大冷却速度,将冷却 速度控制在6〜9 °C /s,冷却至500 °C后自然冷却;通过强冷、弱冷、强冷的冷速控制方法,完 成盘条的珠光体相变。
[0026] 本发明的有益效果为:
[0027] 本发明中盘条的化学成分含有适量的Cr、Cu元素和微量的Ca元素,提高了盘条的 强度和塑性,并有效提高了盘条的耐腐蚀能力,通过炼钢、乳制的控制工艺,获得力学性能、 拉拔成型性能、耐腐蚀能力等使用性能优异的盘条。本发明乳制生产的08〜013mm耐腐蚀 钢绞线用盘条,抗拉强度为1150〜1250MPa、延伸率为10〜16%、面缩率为18〜32%,强度和 塑性好,有利于拉拔变形。在(23°C15d)5%NaCl溶液全浸腐蚀条件下,本发明盘条的腐蚀速 度低于YL82B钢绞线用盘条腐蚀速率的70%。
具体实施方式
[0028] 实施例1、2、3与对比例化学成分见表1。
[0029] 表1YL82B和耐腐蚀钢绞线用盘条的化学成份wt %
Figure CN108396238AD00051
[0031] 实施例I:
[0032] 依据耐腐蚀钢绞线用盘条发明成分进行冶炼,然后浇注成断面尺寸为280 X380mm 的大方坯,过热度28°C,结晶器电磁搅拌电流强度为400A。将大方坯加热并乳制成断面为 180 X 180mm尺寸的钢坯,尔后钢坯进行探伤,对表面缺陷位置进行修磨。
[0033] 将修磨后合格的钢坯在高速线材乳机上乳制01_m盘条,乳制工艺如下:将钢坯 加热到1040 °C,保温120分钟,通条温差26 °C ;控制开乳温度为960°C,精乳入口温度为910 °C,减定径入口温度890°C,吐丝温度860°C ;以10°C/s冷速冷却到640°C,然后控制冷速为 1.5°C/s进行珠光体相变,珠光体相变温度控制在620〜670°C,相变后加大冷却速度,将冷 却速度控制在8°C/s,冷却至500°C以后自然冷却。
[0034] 实施例2:
[0035] 依据耐腐蚀钢绞线用盘条发明成分进行冶炼,然后浇注成断面尺寸为280X380mm 的大方坯,过热度26 °C,结晶器电磁搅拌电流强度为450A。将大方坯加热并乳制成断面为 180 X 180_尺寸的钢坯,而后钢坯进行探伤,对表面缺陷位置进行修磨。
[0036] 将合格的钢坯在高速线材乳机上乳制0 盘条,乳制工艺如下:将钢坯加热到 1040°C,保温110分钟,通条温差27°C ;控制开乳温度为950°C,精乳入口温度为915°C,减定 径入口温度900°C,吐丝温度870°C ;以ll°C/s冷速冷却到655°C,然后控制冷速为2°C/s进行 珠光体相变,珠光体相变温度控制在620〜670 °C,相变后加大冷却速度,将冷却速度控制在 7.5 °C /s,冷却至500 °C以后自然冷却。
[0037] 实施例3:
[0038] 依据耐腐蚀钢绞线用盘条发明成分进行冶炼,然后浇注成断面尺寸为280 X380mm 的大方坯,过热度29°C,结晶器电磁搅拌电流强度为380A。将大方坯加热并乳制成断面为 180 X 180mm尺寸的钢坯,而后钢坯进行探伤,对表面缺陷位置进行修磨。
[0039] 将合格的钢坯在高速线材乳机上乳制013mm盘条,乳制工艺如下:将钢坯加热到 1050°C,保温100分钟,通条温差28°C ;控制开乳温度为960°C,精乳入口温度为920°C,减定 径入口温度900°C,吐丝温度870°C ;以11°C/S冷速冷却到660°C,然后控制冷速为2°C/s进行 珠光体相变,珠光体相变温度控制在620〜670 °C,相变后加大冷却速度,将冷却速度控制在 8.5 °C /s,到约500 °C以后自然冷却。
[0040] 实施例与对比例力学与耐腐蚀性能见表2.
[0041] 表2YL82B和耐腐蚀钢绞线用盘条的力学与耐腐蚀性能
Figure CN108396238AD00061

Claims (2)

1. 一种1860MPa级耐腐蚀钢绞线用盘条,其特征在于,其化学成分Wt %为:C: O . 80〜 0.85%、Si:0.15〜0.35%、Mn:0.60〜0.70%、P<0.025%、S<0.015%、Cr:0.35〜0.40%、 &amp;1:0.21〜0.27%、03:(40〜80)\10—4%,其它为卩6和残余元素。
2. —种如权利要求1所述1860MPa级耐腐蚀钢绞线用盘条的生产方法,工艺路线为:铁 水预处理一转炉冶炼一 LF炉精炼一方坯连铸一方坯连乳一钢坯清理一加热一乳制一控 冷一精整一检查一入库;其特征在于: 连铸: 断面尺寸为(250〜350) X (350〜450) mm的大方坯,过热度不大于30°C,结晶器电磁搅 拌,电磁搅拌电流强度为300〜500A; 连乳: 将大方坯加热并乳制成100〜200mm尺寸的正方形钢坯,并对钢坯进行探伤,表面有裂 纹、划伤等缺陷位置进行点修磨,保证钢坯表面无缺陷; 乳制: 乳制规格
Figure CN108396238AC00021
盘条,具体乳制方法为: (1) 将钢坯加热到1020〜1070°C,保温100〜150min,通条温差彡30°C ; (2) 开乳温度控制在930〜980°C,精乳入口温度为880〜930°C,减定径入口温度880〜 930°C,吐丝温度850〜880°C ; (3) 斯太尔摩风冷线冷却:控制盘条在珠光体相变前的冷速为10〜12°C/s,珠光体相变 温度控制在620〜670°C,相变时冷速控制在1〜2.5°C/s,相变后加大冷却速度,将冷却速度 控制在6〜9 °C /s,冷却至500 °C后自然冷却;通过强冷、弱冷、强冷的冷速控制方法,完成盘 条的珠光体相变。
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