CN110629132A - 超高强度钢帘线用盘条及其制造方法 - Google Patents

超高强度钢帘线用盘条及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种超高强度钢帘线用盘条及其制造方法。所述制造方法包括依序进行的：冶钢阶段，冶炼尺寸≥5μm的夹杂物数量密度≤0.5个/mm2、夹杂物尺寸≤30μm的钢液；铸坯阶段，将所述冶钢阶段的出钢钢液铸成中心碳偏析值为0.92～1.08的铸坯；开坯阶段，将所述铸坯开坯成中心碳偏析值0.95～1.05的中间坯；轧制阶段，将所述中间坯轧制成所述盘条；控制冷却阶段，对所述盘条进行控温冷却，得到高洁净度、高均质性、抗拉强度≤1150MPa的盘条，该盘条可用于单丝抗拉强度≥3600MPa的超高强度钢帘线，而且能够保证较低的拉拔断丝率、捻股断丝率以及模耗，并保证较高的成材率。

Description

超高强度钢帘线用盘条及其制造方法
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，涉及一种用于生产超高强度钢帘线的盘条及其制造方法。
背景技术
近年来，国内汽车发展极为迅速，我国汽车产销量已然位居全球第一。实践证明汽车整体质量减轻一半，相应的汽车燃料消耗也会降低将近一半。由于当下环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为当代世界汽车发展的潮流。
钢帘线是汽车轮胎子午线主要的骨架材料，钢帘线的强度每提高一个级别，汽车用轮胎就可以减重10％。所以随着汽车向轻量化方向发展，超高强度钢帘线的需求量越来越大。
目前用来生产超高强度钢帘线的盘条都是高强度盘条，实际上，为了满足钢帘线超高强度的要求，也往往都是通过提高盘条的强度来保证加工出的钢帘线的强度。然而，这些高强度盘条存在拉拔断丝率高、捻股断丝率较高、模耗高、成材率低等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于生产超高强度钢帘线的盘条及其制造方法。
为实现上述目的之一，本发明一实施方式提供了一种超高强度钢帘线用盘条的制造方法，所述盘条的化学成分以质量百分比计包括：C:0.78％～0.96％、Si:0.15％～0.30％、Mn:0.30％～0.60％、P≤0.02％、S≤0.02％、Als≤0.004％、Ti≤0.001％、N≤0.005％、Cr≤0.50％、Ni≤0.05％、Cu≤0.05％、Mo≤0.01％、Nb≤0.10％、V≤0.10％、Sn≤0.01％、Pb≤0.02％，其余为Fe和其它不可避免的杂质；
所述制造方法包括依序进行的如下步骤：
冶钢阶段，冶炼尺寸≥5μm的夹杂物数量密度≤0.5个/mm2、夹杂物尺寸≤30μm的钢液；
铸坯阶段，将所述冶钢阶段的出钢钢液铸成中心碳偏析值为0.92～1.08的铸坯；
开坯阶段，将所述铸坯开坯成中心碳偏析值0.95～1.05的中间坯；
轧制阶段，将所述中间坯轧制成所述盘条；
控制冷却阶段，对所述盘条进行控温冷却，得到的所述盘条抗拉强度≤1150MPa。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述冶钢阶段包括依序进行的铁水脱硫、炉内初炼、炉外精炼以及夹杂物去除，在所述炉内初炼工序中，出钢过程中依次加入增碳剂、硅铁和金属锰而不加入其它造渣剂，且出钢结束后扒除出钢钢液表面90％以上的炉渣。
作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述炉内初炼工序中，在出钢之前采用转炉或电炉进行脱磷脱碳；
当采用转炉进行脱磷脱碳，铁水重量占总装入量的85％-95％，先进行脱磷以得到P≤0.03％的半钢铁水，再进行脱碳，之后控制钢液的温度≥1680℃、P≤0.015％、C≥0.2％；
当采用电炉进行脱磷脱碳，铁水重量占总装入量的50％～90％，脱磷脱碳之后控制控制钢液的温度≥1650℃、P≤0.015％、C≥0.5％。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述炉外精炼工序包括依序的：
调整钢液的化学成分和温度；
向钢液表面加入8～12kg/t的精炼覆盖剂并通电熔化所述精炼覆盖剂，以使得钢液的夹杂物中SiO2组分的含量≥40％；
通过软搅拌或真空精炼去除钢液中的夹杂物。
作为本发明一实施方式的进一步改进，步骤“调整钢液的化学成分和温度”以及步骤“向钢液表面加入8～12kg/t的精炼覆盖剂并通电熔化所述精炼覆盖剂，以使得钢液的夹杂物中SiO2组分的含量≥40％”在LF精炼炉中进行，并且，当向钢液表面加入8～12kg/t的精炼覆盖剂后，控制LF精炼炉的钢包底吹氩气强度≤0.005Nm3/(t·min)，使得钢液的夹杂物中SiO2组分的含量≥40％、CaO组分的含量≤30％、Al2O3组分的含量≤10％。
作为本发明一实施方式的进一步改进，在步骤“通过软搅拌或真空精炼去除钢液中的夹杂物”中：
当通过软搅拌去除钢液中的夹杂物时，控制LF精炼炉的钢包底吹氩气强度为0.001Nm3/(t·min)～0.005Nm3/(t·min)，软搅拌时间≥30分钟，然后镇静处理15～20分钟；
当通过RH真空炉真空精炼去除夹杂物时，将钢液在RH真空炉的真空室真空度≤1.5mbar的高真空环境中处理15～25分钟，然后镇静处理10～15分钟；
当通过VD/VOD真空炉真空精炼去除夹杂物时，将钢液在VD/VOD真空炉的真空室真空度≤1.5mbar的高真空环境中处理15～25分钟，VD/VOD真空炉的钢包底吹氩气强度为0.001Nm3/(t·min)～0.005Nm3/(t·min)，然后镇静处理20～30分钟。
作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述去除夹杂物工序中，将炉外精炼的出钢钢液转移至具有电磁感应加热功能的中间包，在电磁离心力的作用下去除钢液中的夹杂物，以得到尺寸≥5μm的夹杂物数量密度≤0.5个/mm2、夹杂物尺寸≤30μm的钢液。
作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述去除夹杂物工序中，控制电磁感应线圈的电压为200～1500V、频率为300～800Hz、最大加热升温速率达到3℃/min。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述冶钢阶段的出钢钢液过热度为15～25℃；
在所述铸坯阶段中，将所述冶钢阶段的出钢钢液注入连铸设备加工成连铸坯，所述连铸设备的结晶器具有电磁搅拌功能以对注入的钢液进行电磁搅拌，并且在连铸坯的加工成型中采用所述连铸设备的阵列式拉矫机和扇形段。
作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述铸坯阶段中，控制所述结晶器的电流为500A～800A、频率为1Hz～5Hz，所述阵列式拉矫机的单辊压下量≥5mm、总压下量≥30mm、控制实施的总压下量为10mm～30mm，总压下率为3％～10％。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述开坯阶段包括依序进行的加热工序和连续轧制开坯工序，以将所述铸坯开坯成中心碳偏析值0.95～1.05的中间坯。
作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述加热工序中，将所述铸坯移入加热炉进行加热100～150分钟，控制所述加热炉的温度为1000～1200℃，且整个加热过程分为预热段、加热段和温度≥1080℃的均热段，所述铸坯在所述均热段维持30～60分钟；
在所述连续轧制开坯工序中，所述铸坯离开所述加热炉后进行高压水除磷，除磷压力为10～14MPa，之后采用2～9道次的平立交替连轧机将所述铸坯交替连轧成中间坯，且在进第一道轧机前的铸坯温度为980～1080℃，所述中间坯经冷却后出钢。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述轧制阶段包括依序进行的加热工序和高速轧制工序，以将所述中间坯轧制成所述盘条。
作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述加热工序中，将所述中间坯移入加热炉进行加热90～150分钟，控制所述加热炉的温度为1000～1150℃，且所述中间坯在温度≥1050℃的均热段维持30～60分钟；
在所述高速轧制工序中，所述中间坯离开所述加热炉后进行高压水除磷，除磷压力为9～14MPa，之后采用高速轧机将所述中间坯轧成盘条，控制开轧温度为950～1050℃、精轧温度为900～940℃、吐丝温度为900～940℃、最高轧制速度为110m/s。
作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述控制冷却阶段中，对所述盘条以8～18K/s的冷却速率进行控温冷却，冷却到600℃后降低冷却速率到4～8K/s，得到的所述盘条的中心无网状渗碳体或马氏体异常组织、抗拉强度≤1150MPa。
作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述控制冷却阶段中，采用斯太尔摩冷却线对所述盘条进行控温冷却，控制所述斯太尔摩冷却线的辊道速度≤1.05m/s，开启第1～6台风机，控制第3～6台风机的开度最大为50％，使冷却速率维持为8～18K/s；并且，控制集卷温度≤450℃，集卷后所述盘条进入PF线进行自然冷却。
作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述控制冷却阶段中，控制所述斯太尔摩冷却线的辊道速度为0.7～0.9m/s，配置第1台风机的所述斯太尔摩冷却线区段处的保温罩扣合，第3～6台风机的最佳开度依次分别为20～50％、10～40％、30％以下和20％以下。
为实现上述目的之一，本发明一实施方式还提供了一种超高强度钢帘线用盘条，其特征在于，所述盘条采用上文任一实施方式所述的制造方法制备而成。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过对盘条的洁净度和均质化的管控，制得高洁净度、高均质化、抗拉强度≤1150MPa的低强度盘条，该盘条可用于制造成单丝抗拉强度≥3600MPa的超高强度钢帘线，不仅可以解决盘条加工成钢帘线过程中的拉拔断丝率高、捻股断丝率较高、模耗高、成材率低等问题，能够保证较低的拉拔断丝率、捻股断丝率以及模耗并保证较高的成材率，而且低抗拉强度的盘条在加工成钢帘线过程中的拉拔能耗低，易于拉拔操作，进而可大规模推广超高强度钢帘线，实现汽车轮胎的减重轻量化目标。
具体实施方式
本发明一实施方式提供了一种超高强度钢帘线用盘条的制造方法，以及一种采用所述制造方法所制得的超高强度钢帘线用盘条。也即该盘条可用于加工超高强度钢帘线的母材。具体地，所述盘条通过传统的拉拔、热处理、镀锌/铜等工序，可加工出单丝抗拉强度≥3600MPa的超高强度钢帘线。
所述盘条的化学成分以质量百分比计包括：C:0.78％～0.96％、Si:0.15％～0.30％、Mn:0.30％～0.60％、P≤0.02％、S≤0.02％、Als≤0.004％、Ti≤0.001％、N≤0.005％、Cr≤0.50％、Ni≤0.05％、Cu≤0.05％、Mo≤0.01％、Nb≤0.10％、V≤0.10％、Sn≤0.01％、Pb≤0.02％，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
在一优选实施方式中，所述盘条的制造方法包括依序执行的冶钢阶段、铸坯阶段、开坯阶段、轧制阶段以及控制冷却阶段。下面对所述制造方法中的各个步骤逐一进行具体介绍。
(1)冶钢阶段
冶炼尺寸≥5μm的夹杂物数量密度≤0.5个/mm2、夹杂物尺寸≤30μm的钢液，这样对钢液的洁净度进行控制，以使得最终制得的盘条具有高洁净度。
优选地，所述冶钢阶段包括依序进行的铁水脱硫、炉内初炼、炉外精炼以及夹杂物去除等工序。
其中，所述铁水脱硫工序中，将高炉铁水在KR脱硫装置进行脱硫，脱硫后的铁水S含量≤0.002％。
所述炉内初炼工序中，首先，经过所述铁水脱硫工序之后的铁水，采用转炉或电炉进行脱磷脱碳，具体地，当采用转炉进行脱磷脱碳时，铁水重量占总装入量的85％-95％，相应的废钢重量占总装入量的15％～5％，先进行脱磷直至半钢铁水的P含量≤0.03％，然后再进行脱碳，脱碳后控制钢水的P含量≤0.015％、C含量≥0.2％、温度≥1680℃；当采用电炉进行脱磷脱碳，铁水重量占总装入量的50％～90％，相应的废钢重量占总装入量的50％～10％，脱碳后钢水的P含量≤0.015％、C含量≥0.5％、温度≥1650℃；然后，在出钢过程中依次加入增碳剂、硅铁和金属锰而不加入其它造渣剂，且出钢结束后扒除出钢钢液表面90％以上的炉渣，该出钢过程实际上也是脱氧合金化及造渣扒渣的过程，与现有的出钢过程不扒渣并加入造渣剂的技术相比，通过扒渣处理并严禁加入造渣剂，可以利于控制提高夹杂物中SiO2组分的含量，降低钢液中夹杂物成分的剧烈波动和不可控性，降低夹杂物中CaO组分的含量和Al2O3组分的含量。
所述炉外精炼工序包括依序的：首先，在LF精炼炉中调整所述炉内初炼工序的出钢钢液的化学成分和温度，使得钢液的化学成分和温度快速调整到目标范围，具体可通过通电控温将钢液的温度调整到目标范围，对炉内初炼工序的出钢钢液样测定成分，然后根据成分结果补加碳粉、合金，以将钢液的化学成分调整到目标范围；然后，向LF精炼炉中的钢液表面加入8～12kg/t的精炼覆盖剂，并快速通电5～10分钟以熔化所述精炼覆盖剂，从而进一步有效控制夹杂物中组分含量；最后，通过软搅拌或真空精炼去除钢液中的夹杂物。
优选地，当向LF精炼炉中的钢液表面加入8～12kg/t的精炼覆盖剂后，控制LF精炼炉的钢包底吹氩气强度≤0.005Nm3/(t·min)，从而减少精炼覆盖剂对夹杂物成分精准调控的影响，抑制炉渣和钢液之间的反应。
根据前述，通过所述炉内初炼的出钢过程的控制、所述炉外精炼中精炼覆盖剂及底吹氩气的控制等，钢液的夹杂物中SiO2组分的含量≥40％、CaO组分的含量≤30％、Al2O3组分的含量≤10％。
当通过软搅拌去除钢液中的夹杂物时，控制LF精炼炉的钢包底吹氩气强度为0.001Nm3/(t·min)～0.005Nm3/(t·min)，软搅拌之后镇静处理，软搅拌和镇静处理的总时间≥45分钟，优选地软搅拌时间≥30分钟，镇静处理15～20分钟；当通过RH真空炉真空精炼去除夹杂物时，将钢液在RH真空炉的真空室真空度≤1.5mbar的高真空环境中处理15～25分钟，然后镇静处理10～15分钟；当通过VD/VOD真空炉真空精炼去除夹杂物时，将钢液在VD/VOD真空炉的真空室真空度≤1.5mbar的高真空环境中处理15～25分钟，VD/VOD真空炉的钢包底吹氩气强度为0.001Nm3/(t·min)～0.005Nm3/(t·min)，然后镇静处理20～30分钟。
在所述夹杂物去除工序中，优选地，将所述炉外精炼的出钢钢液转移至具有电磁感应加热功能的中间包，在电磁离心力的作用下去除钢液中的夹杂物，使钢液进一步得到净化，以得到尺寸≥5μm的夹杂物数量密度≤0.5个/mm2、夹杂物尺寸≤25μm的钢液。进一步优选地，在所述去除夹杂物工序中，控制电磁感应线圈的电压为200～1500V、频率为300～800Hz、最大加热升温速率达到3℃/min。
所送夹杂物去除工序的出钢钢液即所述冶钢阶段的出钢钢液，经过所述夹杂物去除工序之后，所述钢液满足尺寸≥5μm的夹杂物数量密度≤0.5个/mm2、夹杂物尺寸≤30μm、夹杂物中SiO2组分的含量≥40％，为高洁净度钢液。
(2)铸坯阶段
将所述冶钢阶段的出钢钢液铸成中心碳偏析值为0.92～1.08的铸坯，这样对钢坯的均质性进行控制，以使得最终制得的盘条具有高均质性。
优选地，所述冶钢阶段中的所送夹杂物去除工序中，通过具有电磁感应加热功能的中间包的电磁感应加热作用下，所述冶钢阶段的出钢钢液过热度为15～25℃，进而将该低过热度的钢液铸成中心碳偏析值为0.92～1.08的铸坯，从而控制铸坯具有较高的均质性。
在所述铸坯阶段中，将所述冶钢阶段的出钢钢液注入连铸设备加工成连铸坯。其中，所述连铸设备的结晶器具有电磁搅拌功能以对注入的钢液进行电磁搅拌，提高连铸坯的等轴晶比例，进一步优选地控制所述结晶器的电流为500A～800A、频率为1Hz～5Hz，可使得连铸坯的等轴晶比例相较于现有技术提高10％；并且，所述连铸设备采用可以实现连续大压下量功能的阵列式拉矫机和扇形段，从而有效控制连铸坯的中心疏松和中心偏析，优选地所述连铸设备的阵列式拉矫机的单辊压下量≥5mm、总压下量≥30mm、控制实施的总压下量为10mm～30mm，总压下率为3％～10％，以最终获得中心碳偏析值为0.92～1.08的连铸坯。
(3)开坯阶段
将所述铸坯阶段加工出的铸坯开坯成中心碳偏析值0.95～1.05的中间坯，优选地，所述开坯阶段包括依序进行的加热工序和连续轧制开坯工序，以将所述铸坯开坯成中心碳偏析值0.95～1.05的中间坯。这样，对钢坯的均质性进行进一步控制，以使得最终制得的盘条具有更高均质性。
在所述加热工序中，将所述铸坯阶段加工出的铸坯移入第一加热炉进行加热100～150分钟，控制所述第一加热炉的温度为1000～1200℃，且整个加热过程分为预热段、加热段和温度≥1080℃的均热段，铸坯在所述均热段维持30～60分钟，从而实现对铸坯的进一步均质化处理，以提升均质性。
在所述连续轧制开坯工序中，铸坯离开所述第一加热炉后进行高压水除磷，除磷压力为10～14MPa，之后采用2～9道次的平立交替连轧机将所述铸坯交替连轧成130mm×130mm～200mm×200mm中间坯，且在进第一道轧机前的铸坯温度为980～1080℃，所述中间坯经自然冷却后出钢，以获得的所述中间坯的中心碳偏析值为0.95～1.05，为高均质性坯料。当然，所述中间坯的截面形状和尺寸不限于此。
(4)轧制阶段
将所述开坯阶段的出钢，也即所述中间坯，轧制成盘条。
优选地，所述轧制阶段包括依序进行的加热工序和高速轧制工序。
其中，在所述加热工序中，将所述中间坯移入第二加热炉进行加热90～150分钟，控制所述第二加热炉的温度为1000～1150℃，且所述中间坯在温度≥1050℃的均热段维持30～60分钟，该过程能够使得所述中间坯进一步均质化。
在所述高速轧制工序中，所述中间坯离开所述第二加热炉后进行高压水除磷，除磷压力为9～14MPa，之后采用高速轧机将所述中间坯轧成盘条，控制开轧温度为950～1050℃、精轧温度为900～940℃、吐丝温度为900～940℃、最高轧制速度为110m/s。
(5)控制冷却阶段
对所述轧制阶段轧制出的盘条进行控温冷却，最终得到的所述盘条的抗拉强度≤1150MPa，如前所述，该盘条可用于加工出单丝抗拉强度≥3600MPa的超高强度钢帘线，相较于现有技术中用于单丝抗拉强度≥3600MPa超高强度钢帘线的盘条，本实施方式的盘条的抗拉强度更低，并具有更高的均质性和洁净度，在用于加工钢帘线的生产过程中，拉拔断丝率低、捻股断丝率低、模耗低、成材率高，而且因为盘条的抗拉强度更低而使得拉拔过程中能耗低易拉拔。
优选地，在所述控制冷却阶段中，对盘条以8～18K/s的冷却速率进行控温冷却，冷却到600℃后降低冷却速率到4～8K/s，得到的盘条的中心无网状渗碳体或马氏体异常组织、抗拉强度≤1150MPa。
具体地，在所述控制冷却阶段中，采用斯太尔摩冷却线对盘条进行控温冷却，控制所述斯太尔摩冷却线的辊道速度≤1.05m/s，开启第1～6台风机，控制第3～6台风机的开度最大为50％，使冷却速率维持为8～18K/s；并且，控制集卷温度≤450℃，集卷后所述盘条进入PF线进行自然冷却。
进一步地，在所述控制冷却阶段中，控制所述斯太尔摩冷却线的辊道速度为0.7～0.9m/s，配置第1台风机的所述斯太尔摩冷却线区段处的保温罩扣合，第3～6台风机的最佳开度依次分别为20～50％、10～40％、30％以下和20％以下。
概况来讲，本实施方式通过对盘条的洁净度和均质化的管控，制得高洁净度、高均质化、抗拉强度≤1150MPa的低强度盘条，该盘条可用于制造成单丝抗拉强度≥3600MPa的超高强度钢帘线，相较于现有技术中用于单丝抗拉强度≥3600MPa超高强度钢帘线的盘条，本实施方式的盘条的抗拉强度更低，不仅可以解决盘条加工成钢帘线过程中的拉拔断丝率高、捻股断丝率较高、模耗高、成材率低等问题，能够保证较低的拉拔断丝率、捻股断丝率以及模耗并保证较高的成材率，而且低抗拉强度的盘条在加工成钢帘线过程中的拉拔能耗低，易于拉拔操作，进而可大规模推广超高强度钢帘线，实现汽车轮胎的减重轻量化目标。
下面，结合一些具体的实施例，对本申请的技术方案进行进一步说明。
实施例1
(1)冶钢阶段
经过依序进行的铁水脱硫、炉内初炼、炉外精炼以及夹杂物去除，获得尺寸≥5μm的夹杂物数量密度为0.5个/mm2、夹杂物尺寸≤30μm的钢液。具体过程如下：
铁水脱硫工序：将温度T＝1374℃、Si＝0.38％、S＝0.035％、重量为111t的高炉铁水投入至KR脱硫装置中进行脱硫，脱硫后铁水中S＝0.001％；
炉内初炼工序：首先，将所述铁水脱硫工序后的铁水，与重量为18t清洁废钢，共同投入120t转炉中进行脱磷脱碳，具体在转炉内进行吹氧脱硅脱磷，加入石灰、轻烧白云石、球团矿等造渣，控制炉渣碱度为2.0，控制温度在1420℃以下，吹炼得到P＝0.032％、Si＝0.001％的半钢铁水，摇炉倒出前期脱硅脱磷渣；然后进行吹氧脱碳，重新加入石灰、轻烧白云石、球团矿等造渣，控制终点炉渣碱度为3.5，吹炼得到P＝0.015％、C＝0.62％、温度T＝1680℃的钢水；
炉外精炼工序：首先，炉内初炼工序的出钢钢液输送至LF精炼炉，在LF精炼炉中将钢液的化学成分和温度快速调整到目标范围，具体可通过通电控温将钢液的温度调整到目标范围，对炉内初炼工序的出钢钢液样测定成分，然后根据成分结果补加碳粉、合金，以将钢液的化学成分调整到目标范围；然后，通过软搅拌去除钢液中的夹杂物，软搅拌结束后镇静处理，软搅拌和镇静处理的总时间为45分钟；
夹杂物去除工序：将所述炉外精炼的出钢钢液转移至具有电磁感应加热功能的中间包，控制加热升温速率达到3℃/min、过热度为25℃，借助电磁离心力，促进夹杂物上浮，最终获得尺寸≥5μm的夹杂物数量密度为0.5个/mm2、夹杂物尺寸≤30μm的高洁净度钢液。
(2)铸坯阶段
将所述冶钢阶段的出钢钢液铸成中心碳偏析值为1.08的连铸坯。具体过程如下：将前文中在具有电磁感应加热功能的中间包中获得的过热度为25℃的钢液，注入连铸设备加工成连铸坯；其中，所述连铸设备的结晶器具有电磁搅拌功能以对注入的钢液进行电磁搅拌，提高连铸坯的等轴晶比例，具体地控制所述结晶器的电流为800A、频率为4Hz；并且，所述连铸设备采用可以实现连续大压下量功能的阵列式拉矫机和扇形段，以有效控制连铸坯的中心疏松和偏析，控制所述连铸设备的阵列式拉矫机的单辊压下量为5mm、总压下量为30mm，总压下率为10％，以最终获得中心碳偏析值为1.08的高洁净度均质化连铸坯。
(3)开坯阶段
将所述铸坯阶段加工出的连铸坯开坯成中心碳偏析值为1.02的高洁净度均质化中间坯。具体过程如下：
第一次加热工序：将所述铸坯阶段加工出的连铸坯移入第一加热炉进行加热，控制所述第一加热炉的温度为1150℃，总加热时间为100分钟，且整个加热过程分为预热段、加热段和温度≥1080℃的均热段，连铸坯在所述均热段维持60分钟，从而对连铸坯进行扩散热处理，实现连铸坯的进一步均质化，以提升均质性；
连续轧制开坯工序：连铸坯离开所述第一加热炉后进行高压水除磷，除磷压力为10MPa，之后采用5道次的平立交替连轧机将连铸坯交替连轧成尺寸为180mm×180mm的方形中间坯，且在进第一道轧机前的连铸坯温度为1080℃，所述中间坯依次经自然冷却、探伤修磨后出钢，以获得的所述中间坯的中心碳偏析值为1.02。
(4)轧制阶段
将所述开坯阶段的出钢，也即所述中间坯，轧制成盘条。具体过程如下：
第二次加热工序：将所述中间坯移入第二加热炉进行加热90分钟，控制所述第二加热炉的温度为1150℃，且所述中间坯在温度≥1050℃的均热段维持60分钟，该过程能够使得所述中间坯进一步均质化；
高速轧制工序：所述中间坯离开所述第二加热炉后进行高压水除磷，除磷压力为14MPa，之后采用高速轧机将所述中间坯轧成盘条，控制开轧温度为1050℃、精轧温度为940℃、吐丝温度为940℃、最高轧制速度为110m/s。
其中，所述第二加热炉和所述第一加热炉可设置为同一个加热炉，或者为彼此独立的两个加热炉。
(5)控制冷却阶段
对所述轧制阶段轧制出的盘条进行控温冷却，最终得到抗拉强度为1150MPa的高洁净度、高均质性、低强度盘条。具体过程如下：对所述轧制阶段轧制出的盘条离开吐丝机之后，进入斯太尔摩冷却线进行控温冷却，控制所述斯太尔摩冷却线的辊道速度为0.8m/s，开启第1～6台风机，配置第1台风机的所述斯太尔摩冷却线区段处的保温罩扣合，控制第3～6台风机的开度依次为50％、40％、30％和20％；并且，控制集卷温度为450℃，集卷后盘条进入PF线进行自然冷却，最终获得抗拉强度为1150MPa的高洁净度、高均质性、低强度盘条。
经测定，本实施例的制得的所述盘条，其化学成分以质量百分比计包括：C＝0.78％、Si＝0.15％、Mn＝0.3.0％、P＝0.02％、S＝0.015％、Als＝0.004％、Ti＝0.0.001％、N＝0.005％、Cr＝0.50％、Ni＝0.05％、Cu＝0.05％、Mo＝0.01％、Nb＝0.10％、V＝0.10％、Sn＝0.01％、Pb＝0.02％，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
结合前述可得，所述盘条中尺寸≥5μm的夹杂物数量密度为0.5个/mm2、夹杂物尺寸≤30μm；并且，用于生产所述盘条的中间坯的中心碳偏析值为1.02；另外，所述盘条抗拉强度为1150MPa。
并且，本实施例的盘条经过已有的拉拔、热处理、镀锌/铜等工序，可以进一步深加工出单丝抗拉强度为3600MPa的超高强度钢帘线，且在深加工过程中拉拔断丝率低、捻股断丝率低、模耗低、成材率高且易于拉拔操作。
实施例2
(1)冶钢阶段
经过依序进行的铁水脱硫、炉内初炼、炉外精炼以及夹杂物去除，获得尺寸≥5μm的夹杂物数量密度为0.45个/mm2、夹杂物尺寸≤28μm的钢液。具体过程如下：
铁水脱硫工序：将温度T＝1362℃、Si＝0.40％、S＝0.032％、重量为109t的高炉铁水投入至KR脱硫装置中进行脱硫，脱硫后铁水中S＝0.001％；
炉内初炼工序：首先，将所述铁水脱硫工序后的铁水，与重量为19t清洁废钢，共同投入120t转炉中进行脱磷脱碳，具体在转炉内进行吹氧脱硅脱磷，加入石灰、轻烧白云石、球团矿等造渣，控制炉渣碱度为2.1，控制温度在1420℃以下，吹炼得到P＝0.035％、Si＝0.0008％的半钢铁水，摇炉倒出前期脱硅脱磷渣；然后进行吹氧脱碳，重新加入石灰、轻烧白云石、球团矿等造渣，控制终点炉渣碱度为3.6，吹炼得到P＝0.013％、C＝0.54％、温度T＝1688℃的钢水；
炉外精炼工序：首先，炉内初炼工序的出钢钢液输送至LF精炼炉，在LF精炼炉中将钢液的化学成分和温度快速调整到目标范围，具体可通过通电控温将钢液的温度调整到目标范围，对炉内初炼工序的出钢钢液样测定成分，然后根据成分结果补加碳粉、合金，以将钢液的化学成分调整到目标范围；然后，通过软搅拌去除钢液中的夹杂物，软搅拌结束后镇静处理，软搅拌和镇静处理的总时间为48分钟；
夹杂物去除工序：将所述炉外精炼的出钢钢液转移至具有电磁感应加热功能的中间包，控制加热升温速率达到3℃/min、过热度为20℃，借助电磁离心力，促进夹杂物上浮，最终获得尺寸≥5μm的夹杂物数量密度为0.45个/mm2、夹杂物尺寸≤28μm的高洁净度钢液。
(2)铸坯阶段
将所述冶钢阶段的出钢钢液铸成中心碳偏析值为0.92的连铸坯。具体过程如下：将前文中在具有电磁感应加热功能的中间包中获得的过热度为20℃的钢液，注入连铸设备加工成连铸坯；其中，所述连铸设备的结晶器具有电磁搅拌功能以对注入的钢液进行电磁搅拌，提高连铸坯的等轴晶比例，具体地控制所述结晶器的电流为800A、频率为4Hz；并且，所述连铸设备采用可以实现连续大压下量功能的阵列式拉矫机和扇形段，以有效控制连铸坯的中心疏松和偏析，控制所述连铸设备的阵列式拉矫机的单辊压下量为5mm、总压下量为30mm，总压下率为10％，以最终获得中心碳偏析值为0.92的高洁净度均质化连铸坯。
(3)开坯阶段
将所述铸坯阶段加工出的连铸坯开坯成中心碳偏析值为1.05的高洁净度均质化中间坯。具体过程如下：
第一次加热工序：将所述铸坯阶段加工出的连铸坯移入第一加热炉进行加热，控制所述第一加热炉的温度为1000℃，总加热时间为150分钟，且整个加热过程分为预热段、加热段和温度≥1100℃的均热段，连铸坯在所述均热段维持52分钟，从而对连铸坯进行扩散热处理，实现连铸坯的进一步均质化，以提升均质性；
连续轧制开坯工序：连铸坯离开所述第一加热炉后进行高压水除磷，除磷压力为10MPa，之后采用9道次的平立交替连轧机将连铸坯交替连轧成尺寸为130mm×130mm的方形中间坯，且在进第一道轧机前的连铸坯温度为980℃，所述中间坯依次经自然冷却、探伤修磨后出钢，以获得的所述中间坯的中心碳偏析值为1.05。
(4)轧制阶段
将所述开坯阶段的出钢，也即所述中间坯，轧制成盘条。具体过程如下：
第二次加热工序：将所述中间坯移入第二加热炉进行加热150分钟，控制所述第二加热炉的温度为1000℃，且所述中间坯在温度≥1056℃的均热段维持52分钟，该过程能够使得所述中间坯进一步均质化；
高速轧制工序：所述中间坯离开所述第二加热炉后进行高压水除磷，除磷压力为9～14MPa，之后采用高速轧机将所述中间坯轧成盘条，控制开轧温度为950℃、精轧温度为900℃、吐丝温度为900℃、最高轧制速度为110m/s。
其中，所述第二加热炉和所述第一加热炉可设置为同一个加热炉，或者为彼此独立的两个加热炉。
(5)控制冷却阶段
对所述轧制阶段轧制出的盘条进行控温冷却，最终得到抗拉强度为1139MPa的高洁净度、高均质性、低强度盘条。具体过程如下：对所述轧制阶段轧制出的盘条离开吐丝机之后，进入斯太尔摩冷却线进行控温冷却，控制所述斯太尔摩冷却线的辊道速度为0.8m/s，开启第1～6台风机，配置第1台风机的所述斯太尔摩冷却线区段处的保温罩扣合，控制第3～6台风机的开度依次为20％、10％、25％以下和15％；并且，控制集卷温度为430℃，集卷后盘条进入PF线进行自然冷却，最终获得高洁净度、高均质性、抗拉强度为1139MPa的低强度盘条。
经测定，本实施例的制得的所述盘条，其化学成分以质量百分比计包括：C＝0.87％、Si＝0.15％、Mn＝0.30％、P＝0.015％、S＝0.015％、Als＝0.003％、Ti＝0.0008％、N＝0.005％、Cr＝0.48％、Ni＝0.05％、Cu＝0.05％、Mo＝0.01％、Nb＝0.10％、V＝0.10％、Sn＝0.01％、Pb＝0.02％，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
结合前述可得，所述盘条中尺寸≥5μm的夹杂物数量密度为0.45个/mm2、夹杂物尺寸≤28μm；并且，用于生产所述盘条的中间坯的中心碳偏析值为1.05；另外，所述盘条抗拉强度为1150MPa。
并且，本实施例的盘条经过已有的拉拔、热处理、镀锌/铜等工序，可以进一步深加工出单丝抗拉强度为3641MPa的超高强度钢帘线，且在深加工过程中拉拔断丝率低、捻股断丝率低、模耗低、成材率高且易于拉拔操作。
实施例3
(1)冶钢阶段
经过依序进行的铁水脱硫、炉内初炼、炉外精炼以及夹杂物去除，获得尺寸≥5μm的夹杂物数量密度为0.38个/mm2、夹杂物尺寸≤24μm的钢液。具体过程如下：
铁水脱硫工序：将温度T＝1369℃、Si＝0.38％、S＝0.036％、重量为109t的高炉铁水投入至KR脱硫装置中进行脱硫，脱硫后铁水中S＝0.001％；
炉内初炼工序：首先，将所述铁水脱硫工序后的铁水，与重量为19t清洁废钢，共同投入120t转炉中进行脱磷脱碳，具体在转炉内进行吹氧脱硅脱磷，加入石灰、轻烧白云石、球团矿等造渣，控制炉渣碱度为1.9，控制温度在1420℃以下，吹炼得到P＝0.033％、Si＝0.001％的半钢铁水，摇炉倒出前期脱硅脱磷渣；然后进行吹氧脱碳，重新加入石灰、轻烧白云石、球团矿等造渣，控制终点炉渣碱度为3.3，吹炼得到P＝0.012％、C＝0.50％、温度T＝1692℃的钢水；
炉外精炼工序：首先，炉内初炼工序的出钢钢液输送至LF精炼炉，在LF精炼炉中将钢液的化学成分和温度快速调整到目标范围，具体可通过通电控温将钢液的温度调整到目标范围，对炉内初炼工序的出钢钢液样测定成分，然后根据成分结果补加碳粉、合金，以将钢液的化学成分调整到目标范围；然后，通过软搅拌去除钢液中的夹杂物，软搅拌结束后镇静处理，软搅拌和镇静处理的总时间为49分钟；
夹杂物去除工序：将所述炉外精炼的出钢钢液转移至具有电磁感应加热功能的中间包，控制加热升温速率达到3℃/min、过热度为15℃，借助电磁离心力，促进夹杂物上浮，最终获得尺寸≥5μm的夹杂物数量密度为0.38个/mm2、夹杂物尺寸≤24μm的高洁净度钢液。
(2)铸坯阶段
将所述冶钢阶段的出钢钢液铸成中心碳偏析值为1.02的连铸坯。具体过程如下：将前文中在具有电磁感应加热功能的中间包中获得的过热度为15℃的钢液，注入连铸设备加工成连铸坯；其中，所述连铸设备的结晶器具有电磁搅拌功能以对注入的钢液进行电磁搅拌，提高连铸坯的等轴晶比例，具体地控制所述结晶器的电流为800A、频率为4Hz；并且，所述连铸设备采用可以实现连续大压下量功能的阵列式拉矫机和扇形段，以有效控制连铸坯的中心疏松和偏析，控制所述连铸设备的阵列式拉矫机的单辊压下量为5mm、总压下量为30mm，总压下率为10％，以最终获得中心碳偏析值为1.02的高洁净度均质化连铸坯。
(3)开坯阶段
将所述铸坯阶段加工出的连铸坯开坯成中心碳偏析值为1.02的高洁净度均质化中间坯。具体过程如下：
第一次加热工序：将所述铸坯阶段加工出的连铸坯移入第一加热炉进行加热，控制所述第一加热炉的温度为1000℃，总加热时间为150分钟，且整个加热过程分为预热段、加热段和温度≥1120℃的均热段，连铸坯在所述均热段维持52分钟，从而对连铸坯进行扩散热处理，实现连铸坯的进一步均质化，以提升均质性；
连续轧制开坯工序：连铸坯离开所述第一加热炉后进行高压水除磷，除磷压力为10MPa，之后采用9道次的平立交替连轧机将连铸坯交替连轧成尺寸为130mm×130mm的方形中间坯，且在进第一道轧机前的连铸坯温度为980℃，所述中间坯依次经自然冷却、探伤修磨后出钢，以获得的所述中间坯的中心碳偏析值为1.02。
(4)轧制阶段
将所述开坯阶段的出钢，也即所述中间坯，轧制成盘条。具体过程如下：
第二次加热工序：将所述中间坯移入第二加热炉进行加热150分钟，控制所述第二加热炉的温度为1000℃，且所述中间坯在温度≥1056℃的均热段维持52分钟，该过程能够使得所述中间坯进一步均质化；
高速轧制工序：所述中间坯离开所述第二加热炉后进行高压水除磷，除磷压力为12.8MPa，之后采用高速轧机将所述中间坯轧成盘条，控制开轧温度为950℃、精轧温度为900℃、吐丝温度为900℃、最高轧制速度为110m/s。
其中，所述第二加热炉和所述第一加热炉可设置为同一个加热炉，或者为彼此独立的两个加热炉。
(5)控制冷却阶段
对所述轧制阶段轧制出的盘条进行控温冷却，最终得到抗拉强度为1142MPa的高洁净度、高均质性、低强度盘条。具体过程如下：对所述轧制阶段轧制出的盘条离开吐丝机之后，进入斯太尔摩冷却线进行控温冷却，控制所述斯太尔摩冷却线的辊道速度为0.8m/s，开启第1～6台风机，配置第1台风机的所述斯太尔摩冷却线区段处的保温罩扣合，控制第3～6台风机的开度依次为30％、20％、20％和10％；并且，控制集卷温度为440℃，集卷后盘条进入PF线进行自然冷却，最终获得高洁净度、高均质性、抗拉强度为1142MPa的低强度盘条。
经测定，本实施例的制得的所述盘条，其化学成分以质量百分比计包括：C＝0.96％、Si＝0.30％、Mn＝0.60％、、P＝0.010％、S＝0.012％、Als＝0.003％、Ti＝0.0006％、N＝0.003％、Cr≤0.46％、Ni＝0.05％、Cu＝0.05％、Mo＝0.01％、Nb＝0.10％、V＝0.10％、Sn＝0.01％、Pb＝0.02％，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
结合前述可得，所述盘条中尺寸≥5μm的夹杂物数量密度为0.38个/mm2、夹杂物尺寸≤24μm；并且，用于生产所述盘条的中间坯的中心碳偏析值为1.02；另外，所述盘条抗拉强度为1142MPa。
并且，本实施例的盘条经过已有的拉拔、热处理、镀锌/铜等工序，可以进一步深加工出单丝抗拉强度为3628MPa的超高强度钢帘线，且在深加工过程中拉拔断丝率低、捻股断丝率低、模耗低、成材率高且易于拉拔操作。
实施例4
(1)冶钢阶段
经过依序进行的铁水脱硫、炉内初炼、炉外精炼以及夹杂物去除，获得尺寸≥5μm的夹杂物数量密度为0.5个/mm2、夹杂物尺寸≤30μm的钢液。具体过程如下：
铁水脱硫工序：将温度T＝1374℃、Si＝0.38％、S＝0.035％的铁水投入至KR脱硫装置中进行脱硫，脱硫后铁水中S＝0.0015％；
炉内初炼工序：首先，取所述铁水脱硫工序后的重量为82.5t的铁水，与重量为27.5t清洁废钢，共同投入100t电炉中进行脱磷脱碳，具体在电炉内进行吹氧脱硅脱磷和通电升温，加入石灰、轻烧白云石、球团矿等造渣，控制炉渣碱度为3.5，得到P＝0.015％、C＝0.50％、T＝1650℃的钢水；然后，在出钢过程中依次加入增碳剂、硅铁和金属锰而不加入其它造渣剂，出钢结束后扒除出钢钢液表面90％的炉渣，之后出钢钢液投入炉外精炼工序；
炉外精炼工序：首先，炉内初炼工序中扒渣之后的钢液输送至LF精炼炉，在LF精炼炉中将钢液的化学成分和温度快速调整到目标范围，具体可通过通电控温将钢液的温度调整到目标范围，对炉内初炼工序的出钢钢液样测定成分，然后根据成分结果补加碳粉、合金，以将钢液的化学成分调整到目标范围；然后，向LF精炼炉中的钢液表面加入8kg/t的精炼覆盖剂，并快速通电5分钟以使精炼覆盖剂熔化，控制LF精炼炉的钢包底吹氩气强度≤0.005Nm3/(t·min)，进而使钢液的夹杂物中SiO2组分的含量为40％；最后，通过软搅拌去除钢液中的夹杂物，控制LF精炼炉的钢包底吹氩气强度为0.003Nm3/(t·min)，软搅拌时间为30分钟，然后镇静处理15分钟；
夹杂物去除工序：将所述炉外精炼的出钢钢液转移至具有电磁感应加热功能的中间包，控制电磁感应线圈的电压为200V、频率为300Hz、加热升温速率达到1℃/min、过热度为22～25℃，借助电磁离心力，使钢液进一步得到净化。
最终获得尺寸≥5μm的夹杂物数量密度为0.5个/mm2、夹杂物尺寸≤30μm、夹杂物中SiO2组分的含量≥40％、CaO组分的含量≤30％、Al2O3组分的含量≤10％的高洁净度钢液。
(2)铸坯阶段
将所述冶钢阶段的出钢钢液铸成中心碳偏析值为1.05的连铸坯。具体过程如下：将前文中在具有电磁感应加热功能的中间包中获得的过热度为22～25℃的钢液，注入连铸设备加工成连铸坯；其中，所述连铸设备的结晶器具有电磁搅拌功能以对注入的钢液进行电磁搅拌，提高连铸坯的等轴晶比例，具体地控制所述结晶器的电流为500A、频率为1Hz；并且，所述连铸设备采用可以实现连续大压下量功能的阵列式拉矫机和扇形段，以有效控制连铸坯的中心疏松和偏析，实施的总压下量为10mm，总压下率为3％，以最终获得中心碳偏析值为1.05的高洁净度均质化连铸坯。
(3)开坯阶段
将所述铸坯阶段加工出的连铸坯开坯成中心碳偏析值为1.02的高洁净度均质化中间坯。具体过程如下：
第一次加热工序：将所述铸坯阶段加工出的连铸坯移入第一加热炉进行加热，控制所述第一加热炉的温度为1150℃，总加热时间为100分钟，且整个加热过程分为预热段、加热段和温度≥1080℃的均热段，连铸坯在所述均热段维持60分钟，从而对连铸坯进行扩散热处理，实现连铸坯的进一步均质化，以提升均质性；
连续轧制开坯工序：连铸坯离开所述第一加热炉后进行高压水除磷，除磷压力为10MPa，之后采用5道次的平立交替连轧机将连铸坯交替连轧成尺寸为180mm×180mm的方形中间坯，且在进第一道轧机前的连铸坯温度为1080℃，所述中间坯经自然冷却后出钢，以获得的所述中间坯的中心碳偏析值为1.02。
(4)轧制阶段
将所述开坯阶段的出钢，也即所述中间坯，轧制成盘条。具体过程如下：
第二次加热工序：将所述中间坯移入第二加热炉进行加热90分钟，控制所述第二加热炉的温度为1150℃，且所述中间坯在温度≥1050℃的均热段维持60分钟，该过程能够使得所述中间坯进一步均质化；
高速轧制工序：所述中间坯离开所述第二加热炉后进行高压水除磷，除磷压力为14MPa，之后采用高速轧机将所述中间坯轧成盘条，控制开轧温度为1050℃、精轧温度为940℃、吐丝温度为920℃、最高轧制速度为110m/s。
其中，所述第二加热炉和所述第一加热炉可设置为同一个加热炉，或者为彼此独立的两个加热炉。
(5)控制冷却阶段
对所述轧制阶段轧制出的盘条进行控温冷却，最终得到中心无网状渗碳体异常组织、抗拉强度为1050MPa的高洁净度、高均质性、低强度盘条。具体过程如下：对所述轧制阶段轧制出的盘条离开吐丝机之后，进入斯太尔摩冷却线进行控温冷却，控制所述斯太尔摩冷却线的辊道速度为0.8m/s，开启第1～6台风机，配置第1台风机的所述斯太尔摩冷却线区段处的保温罩扣合，控制第3～6台风机的开度依次为30％、20％、15％和10％，使冷却速率维持为8K/s；并且，控制集卷温度为450℃，集卷后盘条进入PF线进行自然冷却，最终获得中心无网状渗碳体异常组织、抗拉强度为1050MPa的高洁净度、高均质性、低强度盘条。
经测定，本实施例的制得的所述盘条，其化学成分以质量百分比计包括：C＝0.78％、Si＝0.15％、Mn＝0.30％、P＝0.02％、S＝0.015％、Als＝0.004％、Ti＝0.001％、N＝0.005％、Cr＝0.50％、Ni＝0.05％、Cu＝0.05％、Mo＝0.01％、Nb＝0.10％、V＝0.10％、Sn＝0.01％、Pb＝0.02％，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
结合前述可得，所述盘条中尺寸≥5μm的夹杂物数量密度为0.5个/mm2、夹杂物尺寸≤30μm、夹杂物中SiO2组分的含量≥40％、CaO组分的含量≤30％、Al2O3组分的含量≤10％；并且，用于生产所述盘条的中间坯的中心碳偏析值为1.02；另外，所述盘条中心无网状渗碳体异常组织、抗拉强度为1050MPa。
并且，本实施例的盘条经过已有的拉拔、热处理、镀锌/铜等工序，可以进一步深加工出单丝抗拉强度为3600MPa的超高强度钢帘线，且在深加工过程中拉拔断丝率低、捻股断丝率低、模耗低、成材率高且易于拉拔操作。
实施例5
(1)冶钢阶段
经过依序进行的铁水脱硫、炉内初炼、炉外精炼以及夹杂物去除，获得尺寸≥5μm的夹杂物数量密度为0.3个/mm2、夹杂物尺寸≤30μm的钢液。具体过程如下：
铁水脱硫工序：将温度T＝1300℃、Si＝0.45％、S＝0.030％的铁水投入至KR脱硫装置中进行脱硫，脱硫后铁水中S＝0.002％；
炉内初炼工序：首先，取所述铁水脱硫工序后的重量为117t的铁水，与重量为13t清洁废钢，共同投入120t转炉中进行脱磷脱碳，具体在转炉内进行吹氧脱硅脱磷，加入石灰、轻烧白云石、球团矿等造渣，控制炉渣碱度为2.0，吹炼得到P＝0.025％、温度T＝1400℃的半钢铁水，摇炉倒出60％的前期脱硅脱磷渣；然后进行吹氧脱碳，重新加入石灰、轻烧白云石、球团矿等造渣，控制终点炉渣碱度为4.0，吹炼得到P＝0.012％、C＝0.30％、温度T＝1680℃的钢水；然后，在出钢过程中依次加入增碳剂、硅铁和金属锰而不加入其它造渣剂，出钢结束后扒除出钢钢液表面93％的炉渣，之后出钢钢液投入炉外精炼工序；
炉外精炼工序：首先，炉内初炼工序中扒渣之后的钢液输送至LF精炼炉，在LF精炼炉中将钢液的化学成分和温度快速调整到目标范围，具体可通过通电控温将钢液的温度调整到目标范围，对炉内初炼工序的出钢钢液样测定成分，然后根据成分结果补加碳粉、合金，以将钢液的化学成分调整到目标范围；然后，向LF精炼炉中的钢液表面加入10kg/t的精炼覆盖剂，并快速通电8分钟以使精炼覆盖剂熔化，进而使钢液的夹杂物中SiO2组分的含量为45％；最后，通过RH真空炉真空精炼去除钢液中的夹杂物，将钢液在RH真空炉的真空室真空度≤1.5mbar的高真空环境中处理15分钟，然后镇静处理15分钟；
夹杂物去除工序：将所述炉外精炼的出钢钢液转移至具有电磁感应加热功能的中间包，控制电磁感应线圈的电压为250V、频率为400Hz、加热升温速率达到2℃/min、过热度为20～23℃，借助电磁离心力，使钢液进一步得到净化。
最终获得尺寸≥5μm的夹杂物数量密度为0.3个/mm2、夹杂物尺寸≤30μm、夹杂物中SiO2组分的含量≥45％、CaO组分的含量≤30％、Al2O3组分的含量≤10％的高洁净度钢液。
(2)铸坯阶段
将所述冶钢阶段的出钢钢液铸成中心碳偏析值为1.06的连铸坯。具体过程如下：将前文中在具有电磁感应加热功能的中间包中获得的过热度为20～23℃的钢液，注入连铸设备加工成连铸坯；其中，所述连铸设备的结晶器具有电磁搅拌功能以对注入的钢液进行电磁搅拌，提高连铸坯的等轴晶比例，具体地控制所述结晶器的电流为600A、频率为1.5Hz；并且，所述连铸设备采用可以实现连续大压下量功能的阵列式拉矫机和扇形段，以有效控制连铸坯的中心疏松和偏析，实施的总压下量为18mm，总压下率为6％，以最终获得中心碳偏析值为1.06的高洁净度均质化连铸坯。
(3)开坯阶段
将所述铸坯阶段加工出的连铸坯开坯成中心碳偏析值为1.03的高洁净度均质化中间坯。具体过程如下：
第一次加热工序：将所述铸坯阶段加工出的连铸坯移入第一加热炉进行加热，控制所述第一加热炉的温度为1120℃，总加热时间为120分钟，且整个加热过程分为预热段、加热段和温度≥1100℃的均热段，连铸坯在所述均热段维持45分钟，从而对连铸坯进行扩散热处理，实现连铸坯的进一步均质化，以提升均质性；
连续轧制开坯工序：连铸坯离开所述第一加热炉后进行高压水除磷，除磷压力为12MPa，之后采用9道次的平立交替连轧机将连铸坯交替连轧成尺寸为140mm×140mm的方形中间坯，且在进第一道轧机前的连铸坯温度为1050℃，所述中间坯经自然冷却后出钢，以获得的所述中间坯的中心碳偏析值为1.03。
(4)轧制阶段
将所述开坯阶段的出钢，也即所述中间坯，轧制成盘条。具体过程如下：
第二次加热工序：将所述中间坯移入第二加热炉进行加热120分钟，控制所述第二加热炉的温度为1100℃，且所述中间坯在温度≥1080℃的均热段维持45分钟，该过程能够使得所述中间坯进一步均质化；
高速轧制工序：所述中间坯离开所述第二加热炉后进行高压水除磷，除磷压力为12MPa，之后采用高速轧机将所述中间坯轧成盘条，控制开轧温度为1030℃、精轧温度为920℃、吐丝温度为900℃、最高轧制速度为100m/s。
其中，所述第二加热炉和所述第一加热炉可设置为同一个加热炉，或者为彼此独立的两个加热炉。
(5)控制冷却阶段
对所述轧制阶段轧制出的盘条进行控温冷却，最终得到中心无网状渗碳体异常组织、抗拉强度为1100MPa的高洁净度、高均质性、低强度盘条。具体过程如下：对所述轧制阶段轧制出的盘条离开吐丝机之后，进入斯太尔摩冷却线进行控温冷却，控制所述斯太尔摩冷却线的辊道速度为0.9m/s，开启第1～6台风机，配置第1台风机的所述斯太尔摩冷却线区段处的保温罩扣合，控制第3～6台风机的开度依次为40％、35％、25％和15％，使冷却速率维持为12K/s；并且，控制集卷温度为430℃，集卷后盘条进入PF线进行自然冷却，最终获得中心无网状渗碳体异常组织、抗拉强度为1100MPa的高洁净度、高均质性、低强度盘条。
经测定，本实施例的制得的所述盘条，其化学成分以质量百分比计包括：C＝0.82％、Si＝0.15％、Mn＝0.50％、P＝0.012％、S＝0.01％、Als＝0.002％、Ti＝0.0005％、N＝0.002％、Cr＝0.01％、Ni＝0.02％、Cu＝0.02％、Mo＝0.005％、Nb＝0.01％、V＝0.02％、Sn＝0.005％、Pb＝0.01％，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
结合前述可得，所述盘条中尺寸≥5μm的夹杂物数量密度为0.3个/mm2、夹杂物尺寸≤30μm、夹杂物中SiO2组分的含量≥45％、CaO组分的含量≤30％、Al2O3组分的含量≤10％；并且，用于生产所述盘条的中间坯的中心碳偏析值为1.03；另外，所述盘条中心无网状渗碳体异常组织、抗拉强度为1100MPa。
并且，本实施例的盘条经过已有的拉拔、热处理、镀锌/铜等工序，可以进一步深加工出单丝抗拉强度为3720MPa的超高强度钢帘线，且在深加工过程中拉拔断丝率低、捻股断丝率低、模耗低、成材率高且易于拉拔操作。
实施例6
(1)冶钢阶段
经过依序进行的铁水脱硫、炉内初炼、炉外精炼以及夹杂物去除，获得尺寸≥5μm的夹杂物数量密度为0.2个/mm2、夹杂物尺寸≤30μm的钢液。具体过程如下：
铁水脱硫工序：将温度T＝1320℃、Si＝0.45％、S＝0.030％的铁水投入至KR脱硫装置中进行脱硫，脱硫后铁水中S＝0.001％；
炉内初炼工序：首先，取所述铁水脱硫工序后的重量为188t的铁水，与重量为10t清洁废钢，共同投入180t转炉中进行脱磷脱碳，具体在转炉内进行吹氧脱硅脱磷，加入石灰、轻烧白云石、球团矿等造渣，控制炉渣碱度为2.2，吹炼得到P＝0.026％、温度T＝1400℃的半钢铁水，摇炉倒出70％的前期脱硅脱磷渣；然后进行吹氧脱碳，重新加入石灰、轻烧白云石、球团矿等造渣，控制终点炉渣碱度为4.0，吹炼得到P＝0.01％、C＝0.40％、温度T＝1690℃的钢水；然后，在出钢过程中依次加入增碳剂、硅铁和金属锰而不加入其它造渣剂，出钢结束后扒除出钢钢液表面95％的炉渣，之后出钢钢液投入炉外精炼工序；
炉外精炼工序：首先，炉内初炼工序中扒渣之后的钢液输送至LF精炼炉，在LF精炼炉中将钢液的化学成分和温度快速调整到目标范围，具体可通过通电控温将钢液的温度调整到目标范围，对炉内初炼工序的出钢钢液样测定成分，然后根据成分结果补加碳粉、合金，以将钢液的化学成分调整到目标范围；然后，向LF精炼炉中的钢液表面加入12kg/t的精炼覆盖剂，并快速通电10分钟以使精炼覆盖剂熔化，进而使钢液的夹杂物中SiO2组分的含量为50％；最后，通过RH真空炉真空精炼去除钢液中的夹杂物，将钢液在RH真空炉的真空室真空度≤1.5mbar的高真空环境中处理20分钟，然后镇静处理15分钟；
夹杂物去除工序：将所述炉外精炼的出钢钢液转移至具有电磁感应加热功能的中间包，控制电磁感应线圈的电压为500V、频率为600Hz、加热升温速率达到3℃/min、过热度为15～18℃，借助电磁离心力，使钢液进一步得到净化，最终获得尺寸≥5μm的夹杂物数量密度为0.2个/mm2、夹杂物尺寸≤30μm、夹杂物中SiO2组分的含量≥50％、CaO组分的含量≤30％、Al2O3组分的含量≤10％的高洁净度钢液。
(2)铸坯阶段
将所述冶钢阶段的出钢钢液铸成中心碳偏析值为1.08的连铸坯。具体过程如下：将前文中在具有电磁感应加热功能的中间包中获得的过热度为15～18℃的钢液，注入连铸设备加工成连铸坯；其中，所述连铸设备的结晶器具有电磁搅拌功能以对注入的钢液进行电磁搅拌，提高连铸坯的等轴晶比例，具体地控制所述结晶器的电流为800A、频率为3Hz；并且，所述连铸设备采用可以实现连续大压下量功能的阵列式拉矫机和扇形段，以有效控制连铸坯的中心疏松和偏析，实施的总压下量为25mm，总压下率为8％，以最终获得中心碳偏析值为1.08的高洁净度均质化连铸坯。
(3)开坯阶段
将所述铸坯阶段加工出的连铸坯开坯成中心碳偏析值为1.05的高洁净度均质化中间坯。具体过程如下：
第一次加热工序：将所述铸坯阶段加工出的连铸坯移入第一加热炉进行加热，控制所述第一加热炉的温度为1100℃，总加热时间为130分钟，且整个加热过程分为预热段、加热段和温度≥1080℃的均热段，连铸坯在所述均热段维持50分钟，从而对连铸坯进行扩散热处理，实现连铸坯的进一步均质化，以提升均质性；
连续轧制开坯工序：连铸坯离开所述第一加热炉后进行高压水除磷，除磷压力为12MPa，之后采用9道次的平立交替连轧机将连铸坯交替连轧成尺寸为140mm×140mm的方形中间坯，且在进第一道轧机前的连铸坯温度为1050℃，所述中间坯经自然冷却后出钢，以获得的所述中间坯的中心碳偏析值为1.05。
(4)轧制阶段
将所述开坯阶段的出钢，也即所述中间坯，轧制成盘条。具体过程如下：
第二次加热工序：将所述中间坯移入第二加热炉进行加热120分钟，控制所述第二加热炉的温度为1100℃，且所述中间坯在温度≥1080℃的均热段维持45分钟，该过程能够使得所述中间坯进一步均质化；
高速轧制工序：所述中间坯离开所述第二加热炉后进行高压水除磷，除磷压力为12MPa，之后采用高速轧机将所述中间坯轧成盘条，控制开轧温度为1030℃、精轧温度为920℃、吐丝温度为900℃、最高轧制速度为100m/s。
其中，所述第二加热炉和所述第一加热炉可设置为同一个加热炉，或者为彼此独立的两个加热炉。
(5)控制冷却阶段
对所述轧制阶段轧制出的盘条进行控温冷却，最终得到中心无网状渗碳体异常组织、抗拉强度为1150MPa的高洁净度、高均质性、低强度盘条。具体过程如下：对所述轧制阶段轧制出的盘条离开吐丝机之后，进入斯太尔摩冷却线进行控温冷却，控制所述斯太尔摩冷却线的辊道速度为0.9m/s，开启第1～6台风机，配置第1台风机的所述斯太尔摩冷却线区段处的保温罩扣合，控制第3～6台风机的开度依次为50％、40％、30％和20％，使冷却速率维持为15K/s；并且，控制集卷温度为400℃，集卷后盘条进入PF线进行自然冷却，最终获得中心无网状渗碳体异常组织、抗拉强度为1150MPa的高洁净度、高均质性、低强度盘条。
经测定，本实施例的制得的所述盘条，其化学成分以质量百分比计包括：C＝0.92％、Si＝0.30％、Mn＝0.60％、P＝0.01％、S＝0.01％、Als＝0.001％、Ti＝0.0002％、N＝0.005％、Cr＝0.3％、Ni＝0.003％、Cu＝0.003％、Mo＝0.005％、Nb＝0.005％、V＝0.02％、Sn＝0.005％、Pb＝0.01％，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
结合前述可得，所述盘条中尺寸≥5μm的夹杂物数量密度为0.2个/mm2、夹杂物尺寸≤30μm、夹杂物中SiO2组分的含量≥50％、CaO组分的含量≤30％、Al2O3组分的含量≤10％；并且，用于生产所述盘条的中间坯的中心碳偏析值为1.05；另外，所述盘条中心无网状渗碳体异常组织、抗拉强度为1150MPa。
并且，本实施例的盘条经过已有的拉拔、热处理、镀锌/铜等工序，可以进一步深加工出单丝抗拉强度为3900MPa的超高强度钢帘线，且在深加工过程中拉拔断丝率低、捻股断丝率低、模耗低、成材率高且易于拉拔操作。

Claims (18)

1.一种超高强度钢帘线用盘条的制造方法，其特征在于，所述盘条的化学成分以质量百分比计包括：C:0.78％～0.96％、Si:0.15％～0.30％、Mn:0.30％～0.60％、P≤0.02％、S≤0.02％、Als≤0.004％、Ti≤0.001％、N≤0.005％、Cr≤0.50％、Ni≤0.05％、Cu≤0.05％、Mo≤0.01％、Nb≤0.10％、V≤0.10％、Sn≤0.01％、Pb≤0.02％，其余为Fe和其它不可避免的杂质；
所述制造方法包括依序进行的如下步骤：
冶钢阶段，冶炼尺寸≥5μm的夹杂物数量密度≤0.5个/mm2、夹杂物尺寸≤30μm的钢液；
铸坯阶段，将所述冶钢阶段的出钢钢液铸成中心碳偏析值为0.92～1.08的铸坯；
开坯阶段，将所述铸坯开坯成中心碳偏析值0.95～1.05的中间坯；
轧制阶段，将所述中间坯轧制成所述盘条；
控制冷却阶段，对所述盘条进行控温冷却，得到的所述盘条抗拉强度≤1150MPa。
2.根据权利要求1所述的超高强度钢帘线用盘条的制造方法，其特征在于，所述冶钢阶段包括依序进行的铁水脱硫、炉内初炼、炉外精炼以及夹杂物去除，在所述炉内初炼工序中，出钢过程中依次加入增碳剂、硅铁和金属锰而不加入其它造渣剂，且出钢结束后扒除出钢钢液表面90％以上的炉渣。
3.根据权利要求2所述的超高强度钢帘线用盘条的制造方法，其特征在于，在所述炉内初炼工序中，在出钢之前采用转炉或电炉进行脱磷脱碳；
当采用转炉进行脱磷脱碳，铁水重量占总装入量的85％-95％，先进行脱磷以得到P≤0.03％的半钢铁水，再进行脱碳，之后控制钢液的温度≥1680℃、P≤0.015％、C≥0.2％；
当采用电炉进行脱磷脱碳，铁水重量占总装入量的50％～90％，脱磷脱碳之后控制控制钢液的温度≥1650℃、P≤0.015％、C≥0.5％。
4.根据权利要求2所述的超高强度钢帘线用盘条的制造方法，其特征在于，所述炉外精炼工序包括依序的：
调整钢液的化学成分和温度；
向钢液表面加入8～12kg/t的精炼覆盖剂并通电熔化所述精炼覆盖剂，以使得钢液的夹杂物中SiO2组分的含量≥40％；
通过软搅拌或真空精炼去除钢液中的夹杂物。
5.根据权利要求4所述的超高强度钢帘线用盘条的制造方法，其特征在于，步骤“调整钢液的化学成分和温度”以及步骤“向钢液表面加入8～12kg/t的精炼覆盖剂并通电熔化所述精炼覆盖剂，以使得钢液的夹杂物中SiO2组分的含量≥40％”在LF精炼炉中进行，并且，当向钢液表面加入8～12kg/t的精炼覆盖剂后，控制LF精炼炉的钢包底吹氩气强度≤0.005Nm3/(t·min)，使得钢液的夹杂物中SiO2组分的含量≥40％、CaO组分的含量≤30％、Al2O3组分的含量≤10％。
6.根据权利要求4所述的超高强度钢帘线用盘条的制造方法，其特征在于，在步骤“通过软搅拌或真空精炼去除钢液中的夹杂物”中：
当通过软搅拌去除钢液中的夹杂物时，控制LF精炼炉的钢包底吹氩气强度为0.001Nm3/(t·min)～0.005Nm3/(t·min)，软搅拌时间≥30分钟，然后镇静处理15～20分钟；
当通过RH真空炉真空精炼去除夹杂物时，将钢液在RH真空炉的真空室真空度≤1.5mbar的高真空环境中处理15～25分钟，然后镇静处理10～15分钟；
当通过VD/VOD真空炉真空精炼去除夹杂物时，将钢液在VD/VOD真空炉的真空室真空度≤1.5mbar的高真空环境中处理15～25分钟，VD/VOD真空炉的钢包底吹氩气强度为0.001Nm3/(t·min)～0.005Nm3/(t·min)，然后镇静处理20～30分钟。
7.根据权利要求2所述的超高强度钢帘线用盘条的制造方法，其特征在于，在所述去除夹杂物工序中，将炉外精炼的出钢钢液转移至具有电磁感应加热功能的中间包，在电磁离心力的作用下去除钢液中的夹杂物。
8.根据权利要求7所述的超高强度钢帘线用盘条的制造方法，其特征在于，在所述去除夹杂物工序中，控制电磁感应线圈的电压为200～1500V、频率为300～800Hz、最大加热升温速率达到3℃/min。
9.根据权利要求1所述的超高强度钢帘线用盘条的制造方法，其特征在于，所述冶钢阶段的出钢钢液过热度为15～25℃；
在所述铸坯阶段中，将所述冶钢阶段的出钢钢液注入连铸设备加工成连铸坯，所述连铸设备的结晶器具有电磁搅拌功能以对注入的钢液进行电磁搅拌，并且在连铸坯的加工成型中采用所述连铸设备的阵列式拉矫机和扇形段。
10.根据权利要求9所述的超高强度钢帘线用盘条的制造方法，其特征在于，在所述铸坯阶段中，控制所述结晶器的电流为500A～800A、频率为1Hz～5Hz，所述阵列式拉矫机的单辊压下量≥5mm、总压下量≥30mm、控制实施的总压下量为10mm～30mm，总压下率为3％～10％。
11.根据权利要求1所述的超高强度钢帘线用盘条的制造方法，其特征在于，所述开坯阶段包括依序进行的加热工序和连续轧制开坯工序，以将所述铸坯开坯成中心碳偏析值0.95～1.05的中间坯。
12.根据权利要求11所述的超高强度钢帘线用盘条的制造方法，其特征在于，在所述加热工序中，将所述铸坯移入加热炉进行加热100～150分钟，控制所述加热炉的温度为1000～1200℃，且整个加热过程分为预热段、加热段和温度≥1080℃的均热段，所述铸坯在所述均热段维持30～60分钟；
在所述连续轧制开坯工序中，所述铸坯离开所述加热炉后进行高压水除磷，除磷压力为10～14MPa，之后采用2～9道次的平立交替连轧机将所述铸坯交替连轧成中间坯，且在进第一道轧机前的铸坯温度为980～1080℃，所述中间坯经冷却后出钢。
13.根据权利要求1所述的超高强度钢帘线用盘条的制造方法，其特征在于，所述轧制阶段包括依序进行的加热工序和高速轧制工序，以将所述中间坯轧制成所述盘条。
14.根据权利要求13所述的超高强度钢帘线用盘条的制造方法，其特征在于，在所述加热工序中，将所述中间坯移入加热炉进行加热90～150分钟，控制所述加热炉的温度为1000～1150℃，且所述中间坯在温度≥1050℃的均热段维持30～60分钟；
在所述高速轧制工序中，所述中间坯离开所述加热炉后进行高压水除磷，除磷压力为9～14MPa，之后采用高速轧机将所述中间坯轧成盘条，控制开轧温度为950～1050℃、精轧温度为900～940℃、吐丝温度为900～940℃、最高轧制速度为110m/s。
15.根据权利要求1所述的超高强度钢帘线用盘条的制造方法，其特征在于，在所述控制冷却阶段中，对所述盘条以8～18K/s的冷却速率进行控温冷却，冷却到600℃后降低冷却速率到4～8K/s，得到的所述盘条的中心无网状渗碳体或马氏体异常组织、抗拉强度≤1150MPa。
16.根据权利要求15所述的超高强度钢帘线用盘条的制造方法，其特征在于，在所述控制冷却阶段中，采用斯太尔摩冷却线对所述盘条进行控温冷却，控制所述斯太尔摩冷却线的辊道速度≤1.05m/s，开启第1～6台风机，控制第3～6台风机的开度最大为50％，使冷却速率维持为8～18K/s；并且，控制集卷温度≤450℃，集卷后所述盘条进入PF线进行自然冷却。
17.根据权利要求16所述的超高强度钢帘线用盘条的制造方法，其特征在于，在所述控制冷却阶段中，控制所述斯太尔摩冷却线的辊道速度为0.7～0.9m/s，配置第1台风机的所述斯太尔摩冷却线区段处的保温罩扣合，第3～6台风机的最佳开度依次分别为20～50％、10～40％、30％以下和20％以下。
18.一种超高强度钢帘线用盘条，其特征在于，所述盘条采用权利要求1～17任一项所述的制造方法制备而成。
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