CN111534753A - 一种铬合金化帘线钢盘条及生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种铬合金化帘线钢盘条及生产工艺，所述铬合金化帘线钢盘条的化学成分组成及其重量百分数含量为：C：0.68～0.82％，Mn：0.20～0.40％，Si：0.15～0.30％，Cr：0.30～0.40％，P≤0.012％，S≤0.008％，Ni≤0.05％，Cu≤0.05％，Mo≤0.03％，Al≤0.003％，Ti≤0.002％，[O]≤0.002％，[N]≤0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。生产工艺包括以下步骤：钢水冶炼，转炉出钢的过程中加入铬合金；精炼得到钢水；将精炼后得到的钢水进行连铸，得到钢坯；将钢坯进行加热处理，得到铬合金化帘线钢盘条，对铬合金化帘线钢盘条进行控冷。本发明采用微合金化，增加铬的含量，降低碳含量、锰含量来弥补盘条、成品钢丝的性能，改善盘条碳偏析，并降低网碳形成的几率，可以同时提高盘条塑性和加工性能，降低钢盘条帘线加工过程的合股断丝率。

Description

一种铬合金化帘线钢盘条及生产工艺
技术领域
本发明属于钢盘条技术领域，尤其涉及一种铬合金化帘线钢盘条及生产工艺。
背景技术
帘线钢盘条是可以用来生产细线，然后捻制成钢丝帘线的盘条。常规帘线钢盘条即非合金化帘线钢盘条主要通过碳含量来提高盘条强度和性能，但碳含量影响盘条的塑性、拉拔加工性能和合股加工性能，盘条加工过程断丝率相对较高。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种铬合金化帘线钢盘条及生产工艺，采用微合金化，增加铬的含量，来弥补降碳和降锰造成的盘条、成品钢丝性能的损失，降碳和降锰可以改善盘条碳偏析，并降低网碳形成的几率，可以同时提高盘条塑性和加工性能，降低钢盘条帘线加工过程的合股断丝率，达到甚至高于常规钢丝的破断力等性能。通过降低碳含量、降低锰含量，改善盘条碳偏析，并降低网碳形成的几率，同时可以提高盘条塑性和加工性能，降低用户加工断丝率。
本发明的技术方案是：一种铬合金化帘线钢盘条，所述铬合金化帘线钢盘条的化学成分组成及其重量百分数含量为：
C：0.68～0.82％，Mn：0.20～0.40％，Si：0.15～0.30％，Cr：0.30～0.40％，P≤0.012％，S≤0.008％， Ni≤0.05％，Cu≤0.05％，Mo≤0.03％，Al≤0.003％，Ti≤0.002％，[O]≤0.002％，[N]≤0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。
上述方案中，所述铬合金化帘线钢盘条的化学成分组成及其重量百分数含量为：
C：0.70％，Mn：0.30％，Si：0.20％，Cr：0.35％，P：0.007％，S：0.002％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，Mo：0.01％，Al：0.0009％，Ti：0.0004％，[O]：0.0013％，[N]：0.0022％,余量为Fe和不可避免的杂质；
或者C：0.68％，Mn：0.40％，Si：0.30％，Cr：0.40％，P：0.008％，S：0.002％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，Mo：0.01％，Al：0.0008％，Ti：0.0005％，[O]：0.0012％，[N]：0.0020％,余量为Fe和不可避免的杂质；
或者C：0.72％，Mn：0.20％，Si：0.15％，Cr：0.30％，P：0.007％，S：0.002％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，Mo：0.01％，Al：0.0007％，Ti：0.0004％，[O]：0.0013％，[N]：0.0022％，余量为Fe和不可避免的杂质；
或者C：0.78％，Mn：0.30％，Si：0.20％，Cr：0.40％，P：0.007％，S：0.002％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，Mo：0.01％，Al：0.0009％，Ti：0.0004％，[O]：0.0013％，[N]：0.0022％，余量为Fe和不可避免的杂质；
C：0.82％，Mn：0.20％，Si：0.15％，Cr：0.30％，P：0.007％，S：0.002％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，Mo：0.01％，Al：0.0007％，Ti：0.0004％，[O]：0.0013％，[N]：0.0022％，余量为Fe和不可避免的杂质；
C：0.80％，Mn：0.30％，Si：0.20％，Cr：0.35％，P：0.007％，S：0.002％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，Mo：0.01％，Al：0.0009％，Ti：0.0004％，[O]：0.0013％，[N]：0.0022％，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种根据所述的铬合金化帘线钢盘条的生产工艺，包括以下步骤：
步骤S1、钢水冶炼：对铁水进行预脱硫，转炉采用顶底复吹和双渣法，转炉出钢过程中加入铬合金，得到钢水；
步骤S2、精炼：将步骤S1得到的钢水进行精炼，精炼过程全程脱氧，并采用变渣工艺，冶炼过程采用低铝低钛铁合金进行成分调整，并进行软吹处理，得到精炼后的钢水；
步骤S3、连铸：将步骤S2精炼的钢水进行连铸，得到钢坯；
步骤S4、轧钢：将步骤S3得到的钢坯采用800～930℃的温度进行预热，1000～1100℃的温度进行加热，1150～1200℃的温度进行均热，开轧温度为1050-1100℃，然后进行粗轧、中轧和精轧，得到铬合金化帘线钢盘条，对铬合金化帘线钢盘条进行控冷。
上述方案中，所述步骤S1中的铁水成分为：C：3.5～4.5％，Mn：≤1.0％，Si：0.20～0.60％， Ni≤0.03％，Cu≤0.03％，P≤0.14％，S≤0.05％，Mo≤0.03％，Ti≤0.05％，余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步的，所述步骤S1中的铁水成分为：C：4.2％，Mn：0.60％，Si：0.3％，Ni：0.01％， Cu：0.01％，P：0.135％，S：0.030％，Mo：0.01％，Ti：0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。
上述方案中，所述步骤S2中变渣工艺中将变渣前的炉渣碱度调整为0.5～1.0。
上述方案中，所述步骤S3中连铸的过热度为15～30℃。
上述方案中，所述步骤S3中连铸的二冷比水量不低于1.6L/kg。
上述方案中，所述步骤S4中控冷的风机的风量为最大风量200000m3/h的60～80％，相变前的冷却速度不低于18℃/S，辊道速度不小于1m/s。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过降低碳含量、降低锰含量，改善盘条碳偏析，并结合高温轧制和控冷工艺降低盘条网碳出现的几率，盘条塑性还略有提高，用户加工断丝率明显低于非合金化盘条，同时增加铬的含量使得盘条达到甚至略高于常规钢丝的破断力等性能。通过本发明得到的铬合金化帘线钢盘条产品性能满足钢帘线加工要求，断丝率明显优于常规产品，且可以达到非合金化盘条的力学性能和成品钢丝的破断力，甚至略优于原盘条性能；网碳出现的几率更低；加工断丝率明显低于非合金化盘条，断丝率大大降低，极大地提高了用户的生产效率，是一种超低断丝率的铬合金化帘线钢盘条。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图；
图2是本发明实施例1和对比例1的网碳对比图，图2(a)为实施例1的网碳图，图2(b)为对比例1的网碳图；
图3是本发明实施例1和对比例1的中心偏析对比图，图3(a)为实施例1的中心偏析图，图3(b)为对比例1的中心偏析图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一种铬合金化帘线钢盘条，所述铬合金化帘线钢盘条的化学成分组成及其重量百分数含量为：
C：0.68～0.82％，Mn：0.20～0.40％，Si：0.15～0.30％，Cr：0.30～0.40％，P≤0.012％，S≤0.008％， Ni≤0.05％，Cu≤0.05％，Mo≤0.03％，Al≤0.003％，Ti≤0.002％，[O]≤0.002％，[N]≤0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。
如图1所示，所述铬合金化帘线钢盘条的生产工艺，包括以下步骤：
步骤S1、钢水冶炼：对铁水进行KR预脱硫，转炉采用顶底复吹和双渣法，转炉出钢的过程中加入铬合金，得到钢水；
步骤S2、精炼：将步骤S1得到的钢水进行精炼，精炼过程全程脱氧，并采用变渣工艺，冶炼过程采用低铝低钛铁合金进行成分调整，并进行软吹处理，得到精炼后的钢水；
步骤S3、连铸：将步骤S2得到的钢水进行连铸，得到钢坯；
步骤S4、轧钢：将步骤S3得到的钢坯采用800～930℃的温度进行预热，1000～1100℃的温度进行加热，1150～1200℃的温度进行均热，开轧温度为1050-1100℃，然后进行粗轧、中轧和精轧，得到铬合金化帘线钢盘条，对铬合金化帘线钢盘条进行控冷。
所述步骤S1中的铁水成分为：C：3.5～4.5％，Mn：≤1.0％，Si：0.20～0.60％，Ni≤0.03％， Cu≤0.03％，P≤0.14％，S≤0.05％，Mo≤0.03％，Ti≤0.05％，余量为Fe和不可避免的杂质。
所述步骤S2中变渣工艺中将变渣前的炉渣碱度调整为0.5～1.0。
所述步骤S3中连铸的过热度为15～30℃。
所述步骤S3中连铸的二冷比水量不低于1.6L/kg。
所述步骤S4中加热处理具体为：
所述步骤S4中控冷的风机的风量为最大风量的60～80％，相变前的冷却速度不低于 18℃/S，辊道速度不小于1/m/s。优选的，风机最大风量可以为200000m3/h。
随着钢中碳含量的不断提高，钢盘条中心碳偏析和网碳级别越高，如果钢盘条中心偏析部位的偏析程度超过一定级别，控冷时冷速不够快，不能形成伪共析组织，则会在原奥氏体晶界上沿晶界析出更高级别的网状渗碳体，钢盘条网碳是影响用户加工断丝率的核心指标，钢盘条网碳级别越高断丝率也将逐步提高，因此降低钢中碳含量可以有效降低钢盘条网碳产生的几率，另外碳含量在提高钢盘条强度的同时会恶化钢盘条的塑性，所以降低碳含量还可以提高钢盘条塑性。
铬是一种碳化物形成元素，在金属材料中，它能与碳生成Cr3C等金属化合物，而这种金属化合物具有较高的强度、硬度，当它以颗粒状弥散型分布在金属基体上时，可以极大提高材料的强度、韧性，从而提高盘条强度和钢丝的破断力，以弥补降碳、降锰导致的强度和破断力损失。同时铬与碳形成的未溶碳化物Cr3C可以阻碍奥氏体晶粒度的长大，可以获得细小的奥氏体晶粒，从而获得细小的冷却组织，提高钢的力学性能。另外铬可以提高奥氏体的稳定性，使C曲线右移，降低临界冷却速度，提高钢的淬透性，从而进一步降低网碳形成的几率。
实施例1
一种铬合金化帘线钢盘条YLX70ACr，其中YLX表示永钢帘线，A表示钢的质量等级为 A。
所述铬合金化帘线钢盘条YLX70ACr的化学成分组成及其重量百分数含量为：
C：0.70％，Mn：0.30％，Si：0.20％，Cr：0.35％，P：0.007％，S：0.002％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，Mo：0.01％，Al：0.0009％，Ti：0.0004％，[O]：0.0013％，[N]：0.0022％,余量为Fe和不可避免的杂质。
所述铬合金化帘线钢盘条的生产工艺，包括以下步骤：
步骤S1、钢水冶炼：对原料铁水采用KR(Kambara Reactor)法进行预脱硫，铁水经脱硫后硫含量可以稳定控制在0.005％以内，转炉采用顶底复吹，并采用双渣法有效降低磷含量至0.010％以下，转炉出钢采用滑板挡渣，杜绝转炉下渣，从源头上减少了夹杂物的数量，在该步骤转炉出钢的过程中加入铬合金，得到钢水；
根据本实施例，优选的，所述步骤S1中为控制有害残余元素Ni、Cu、P、S、Ti选用专用铁水，所述铁水成分为：C：4.2％，Mn：0.60％，Si：0.3％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，P：0.135％，S：0.030％，Mo：0.01％，Ti：0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。
步骤S2、精炼：将步骤S1得到的钢水进行精炼，精炼过程全程脱氧，并采用变渣工艺，变渣前的炉渣碱度1.5～3.0调整为0.5～1.0，既脱氧、脱硫，又改善了夹杂物的塑性即夹杂物处于低熔点(＜1400℃)区域，钢中氧含量可以稳定控制在20ppm以内，硫含量可以稳定控制在0.005％以内，塑性夹杂物有利于改善盘条的拉拔，步骤S1中转炉出钢以后，钢水中的硅Si基本为0，锰Mn含量也很低，因此冶炼过程采用低铝(Al≤0.03％)低钛(Ti≤0.04％) 铁合金进行成分调整，增硅Si、增锰Mn，从而使钢的成分达到产品要求，并进行软吹处理，得到精炼后的钢水；并通过合理的软吹，即软吹时间不低于30分钟，软吹氩气流量为50L/min，软吹效果以钢液面微微波动为准，进一步改善钢中夹杂物。
步骤S3、连铸：将步骤S2精炼得到的钢水进行连铸，得到钢坯，具体的，连铸可采用150*150mm2断面进行生产，全程采用保护浇铸，恒拉速生产，控制过热度稳定在15～30℃，使用结晶器、末端电磁搅拌，配合强冷，二冷比水量不低于1.6L/kg，使柱状晶区减小，增大等轴晶区，防止柱状晶发达，减轻钢水在凝固过程中的成分偏析，使得连铸坯碳偏析可以控制在1.07以内。
步骤S4、轧钢：将步骤S3得到的钢坯进行加热处理：采用800～900℃的温度进行预热， 1000～1080℃的温度进行加热，1150～1180℃的温度进行均热，开轧温度为1050-1100℃。然后进行粗轧、中轧和精轧，得到铬合金化帘线钢盘条，对铬合金化帘线钢盘条进行控冷。具体的，轧钢采用步进梁式加热炉，采用高温加热，其中均热温度不低于1150℃，进一步改善偏析，钢坯断面温差小于30℃，粗轧、中轧、精轧共30个轧制道次，其中，粗轧6道次，中轧8道次，预精轧4道次，精轧12道次。精轧采用“8+4”模式即精轧机组+减定径机组，并通过在线测径仪，可实现及时、准确测量盘条尺寸，保证帘线钢盘条尺寸精度达到C级精度，采用高压水除鳞装置，以除去钢坯表面氧化铁皮后进入粗轧机组轧制，确保产品表面质量。由于铬元素明显提高钢的淬透性，因此盘条冷却过程采用全新的控冷工艺进行组织和性能的控制，通过优化风机参数和辊道速度获得优良的盘条组织和力学性能。优选的，所述步骤S4中控冷的风机的风量为60～70％，辊道速度≥1.10m/s。
实施例2
一种铬合金化帘线钢盘条YLX70ACr，其中YLX表示永钢帘线，A表示钢的质量等级为A。
所述铬合金化帘线钢盘条YLX70ACr的化学成分组成及其重量百分数含量为：
C：0.68％，Mn：0.40％，Si：0.30％，Cr：0.40％，P：0.008％，S：0.002％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，Mo：0.01％，Al：0.0008％，Ti：0.0005％，[O]：0.0012％，[N]：0.0020％,余量为Fe和不可避免的杂质。
所述铬合金化帘线钢盘条的生产工艺，包括以下步骤：
步骤S1、钢水冶炼：对原料铁水采用KR(Kambara Reactor)法进行预脱硫，铁水经脱硫后硫含量可以稳定控制在0.005％以内，转炉采用顶底复吹，并采用双渣法有效降低磷含量至0.010％以下，转炉出钢采用滑板挡渣，杜绝转炉下渣，从源头上减少了夹杂物的数量，在该步骤转炉出钢的过程中加入铬合金，得到钢水；
根据本实施例，优选的，所述步骤S1中为控制有害残余元素Ni、Cu、P、S、Ti选用专用铁水，所述铁水成分为：C：4.2％，Mn：0.60％，Si：0.3％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，P：0.135％，S：0.030％，Mo：0.01％，Ti：0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。
步骤S2、精炼：将步骤S1得到的钢水进行精炼，精炼过程全程脱氧，并采用变渣工艺，变渣前的炉渣碱度1.5～3.0调整为0.5～1.0，既脱氧、脱硫，又改善了夹杂物的塑性即夹杂物处于低熔点(＜1400℃)区域，钢中氧含量可以稳定控制在20ppm以内，硫含量可以稳定控制在0.005％以内，塑性夹杂物有利于改善盘条的拉拔，步骤S1中转炉出钢以后，钢水中的硅Si基本为0，锰Mn含量也很低，因此冶炼过程采用低铝(Al≤0.03％)低钛(Ti≤0.04％) 铁合金进行成分调整，增硅Si、增锰Mn，从而使钢的成分达到产品要求，并进行软吹处理，得到精炼后的钢水；并通过合理的软吹，即软吹时间不低于30分钟，软吹氩气流量为 30～90L/min，软吹效果以钢液面微微波动为准，进一步改善钢中夹杂物。
步骤S3、连铸：将步骤S2精炼得到的钢水进行连铸，得到钢坯，具体的，连铸可采用150*150mm2断面进行生产，全程采用保护浇铸，恒拉速生产，控制过热度稳定在15～30℃，使用结晶器、末端电磁搅拌，配合强冷，二冷比水量不低于1.6L/kg，使柱状晶区减小，增大等轴晶区，防止柱状晶发达，减轻钢水在凝固过程中的成分偏析，使得连铸坯碳偏析可以控制在1.07以内。
步骤S4、轧钢：将步骤S3得到的钢坯进行加热处理：采用800～900℃的温度进行预热， 1000～1080℃的温度进行加热，1150～1180℃的温度进行均热，开轧温度为1050-1100℃。然后进行粗轧、中轧和精轧，得到铬合金化帘线钢盘条，对铬合金化帘线钢盘条进行控冷。具体的，轧钢采用步进梁式加热炉，采用高温加热，其中均热温度不低于1150℃，进一步改善偏析，钢坯断面温差小于30℃，粗轧、中轧、精轧共30个轧制道次，其中，粗轧6道次，中轧8道次，预精轧4道次，精轧12道次。精轧采用“8+4”模式即精轧机组+减定径机组，并通过在线测径仪，可实现及时、准确测量盘条尺寸，保证帘线钢盘条尺寸精度达到C级精度，采用高压水除鳞装置，以除去钢坯表面氧化铁皮后进入粗轧机组轧制，确保产品表面质量。由于铬元素明显提高钢的淬透性，因此盘条冷却过程采用全新的控冷工艺进行组织和性能的控制，通过优化风机参数和辊道速度获得优良的盘条组织和力学性能。优选的，所述步骤S4中控冷的风机的风量为65％，辊道速度1.10m/s。
实施例3
一种铬合金化帘线钢盘条YLX70ACr，其中YLX表示永钢帘线，A表示钢的质量等级为A。
所述铬合金化帘线钢盘条YLX70ACr的化学成分组成及其重量百分数含量为：
C：0.72％，Mn：0.20％，Si：0.15％，Cr：0.30％，P：0.007％，S：0.002％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，Mo：0.01％，Al：0.0007％，Ti：0.0004％，[O]：0.0013％，[N]：0.0022％，余量为Fe和不可避免的杂质。
所述铬合金化帘线钢盘条的生产工艺，包括以下步骤：
步骤S1、钢水冶炼：对原料铁水采用KR(Kambara Reactor)法进行预脱硫，铁水经脱硫后硫含量可以稳定控制在0.005％以内，转炉采用顶底复吹，并采用双渣法有效降低磷含量至0.010％以下，转炉出钢采用滑板挡渣，杜绝转炉下渣，从源头上减少了夹杂物的数量，在该步骤转炉出钢的过程中加入铬合金，得到钢水；
根据本实施例，优选的，所述步骤S1中为控制有害残余元素Ni、Cu、P、S、Ti选用专用铁水，所述铁水成分为：C：4.2％，Mn：0.60％，Si：0.3％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，P：0.135％，S：0.030％，Mo：0.01％，Ti：0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。
步骤S2、精炼：将步骤S1得到的钢水进行精炼，精炼过程全程脱氧，并采用变渣工艺，变渣前的炉渣碱度1.5～3.0调整为0.5～1.0，既脱氧、脱硫，又改善了夹杂物的塑性即夹杂物处于低熔点(＜1400℃)区域，钢中氧含量可以稳定控制在20ppm以内，硫含量可以稳定控制在0.005％以内，塑性夹杂物有利于改善盘条的拉拔，步骤S1中转炉出钢以后，钢水中的硅Si基本为0，锰Mn含量也很低，因此冶炼过程采用低铝(Al≤0.03％)低钛(Ti≤0.04％) 铁合金进行成分调整，增硅Si、增锰Mn，从而使钢的成分达到产品要求，并进行软吹处理，得到精炼后的钢水；并通过合理的软吹，即软吹时间不低于30分钟，软吹氩气流量为 30～90L/min，软吹效果以钢液面微微波动为准，进一步改善钢中夹杂物。
步骤S3、连铸：将步骤S2精炼得到的钢水进行连铸，得到钢坯，具体的，连铸可采用150*150mm2断面进行生产，全程采用保护浇铸，恒拉速生产，控制过热度稳定在15～30℃，使用结晶器、末端电磁搅拌，配合强冷，二冷比水量不低于1.6L/kg，使柱状晶区减小，增大等轴晶区，防止柱状晶发达，减轻钢水在凝固过程中的成分偏析，使得连铸坯碳偏析可以控制在1.07以内。
步骤S4、轧钢：将步骤S3得到的钢坯进行加热处理：采用800～900℃的温度进行预热， 1000～1080℃的温度进行加热，1150～1180℃的温度进行均热，开轧温度为1050-1100℃。然后进行粗轧、中轧和精轧，得到铬合金化帘线钢盘条，对铬合金化帘线钢盘条进行控冷。具体的，轧钢采用步进梁式加热炉，采用高温加热，其中均热温度不低于1150℃，进一步改善偏析，钢坯断面温差小于30℃，粗轧、中轧、精轧共30个轧制道次，其中，粗轧6道次，中轧8道次，预精轧4道次，精轧12道次。精轧采用“8+4”模式即精轧机组+减定径机组，并通过在线测径仪，可实现及时、准确测量盘条尺寸，保证帘线钢盘条尺寸精度达到C级精度，采用高压水除鳞装置，以除去钢坯表面氧化铁皮后进入粗轧机组轧制，确保产品表面质量。由于铬元素明显提高钢的淬透性，因此盘条冷却过程采用全新的控冷工艺进行组织和性能的控制，通过优化风机参数和辊道速度获得优良的盘条组织和力学性能。优选的，所述步骤S4中控冷的风机的风量为65％，辊道速度1.10m/s。
如表1所示，实施例1的铬合金化帘线钢盘条力学性能方面抗拉强度为1060MPa，面缩为46％，偏析等级：1级占比90％，2级占比10％，网碳合格率100％，用户断丝率：1.2 次/吨，成品钢帘线破断力为710N。实施例2的铬合金化帘线钢盘条力学性能方面抗拉强度为1055MPa，面缩为45％，偏析等级：1级占比90％，2级占比10％，网碳合格率100％，用户断丝率：1.1次/吨，成品钢帘线破断力为700N。实施例3的铬合金化帘线钢盘条力学性能方面抗拉强度为1070MPa，面缩为46％，偏析等级：1级占比89％，2级占比11％，网碳合格率100％，用户断丝率：1.3次/吨，成品钢帘线破断力为720N。
对比例1采用帘线钢盘条YLX70A，其化学成分组成及其重量百分数含量为：C：0.73％， Mn：0.52％，Si：0.20％，Cr：0.02％，P：0.010％，S：0.003％，Ni：0.01％，Cu：0.01％， Mo：0.015％，Al：0.0008％，Ti：0.0006％，[O]：0.0012％，[N]：0.0030％，余量为Fe和不可避免的杂质。对比例1的钢盘条制备方法中采用800～880℃的温度进行预热，1000～1060℃的温度进行加热，1070～1130℃的温度进行均热，控冷的风机的风量为85％，辊道速度1.15m/s，力学性能方面抗拉强度为1045MPa，面缩为43％，偏析等级：1级占比84％，2级占比16％，网碳合格率99.5％，用户断丝率3.2次/吨，成品钢帘线破断力为684N。
结合图2和3所示，通过实施例1-3和对比例1的结果可以看出通过本发明所述铬合金化帘线钢盘条同样可以达到非合金化盘条的力学性能，甚至优于原盘条性能，对比图2(a) 和图2(b)，铬合金化盘条异常组织如网碳出现的几率比对比例1的更低，对比图3(a)和图3(b)，铬合金化盘条出现轻微中心偏析，对比例1的盘条出现重度中心偏析，本发明的铬合金化盘条断丝率明显低于非合金化盘条，断丝率降低60％。
表1实施例1-3和对比例1的工艺及相应的性能数据整理
Figure BDA0002504351510000091
实施例4
一种铬合金化帘线钢盘条YLX80ACr，其中YLX表示永钢帘线，A表示钢的质量等级为A。
所述铬合金化帘线钢盘条YLX80ACr的化学成分组成及其重量百分数含量为：
C：0.78％，Mn：0.30％，Si：0.20％，Cr：0.40％，P：0.007％，S：0.002％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，Mo：0.01％，Al：0.0009％，Ti：0.0004％，[O]：0.0013％，[N]：0.0022％，余量为Fe和不可避免的杂质。
所述铬合金化帘线钢盘条的生产工艺，包括以下步骤：
步骤S1、钢水冶炼：对原料铁水采用KR(Kambara Reactor)法进行预脱硫，铁水经脱硫后硫含量可以稳定控制在0.005％以内，转炉采用顶底复吹，并采用双渣法有效降低磷含量至0.010％以下，转炉出钢采用滑板挡渣，杜绝转炉下渣，从源头上减少了夹杂物的数量，在该步骤转炉出钢的过程中加入铬合金，得到钢水；
根据本实施例，优选的，所述步骤S1中为控制有害残余元素Ni、Cu、P、S、Ti选用专用铁水，所述铁水成分为：C：4.2％，Mn：0.60％，Si：0.3％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，P：0.135％，S：0.030％，Mo：0.01％，Ti：0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。
步骤S2、精炼：将步骤S1得到的钢水进行精炼，精炼过程全程脱氧，并采用变渣工艺，变渣前的炉渣碱度1.5～3.0调整为0.5～1.0，既脱氧、脱硫，又改善了夹杂物的塑性即夹杂物处于低熔点(＜1400℃)区域，钢中氧含量可以稳定控制在20ppm以内，硫含量可以稳定控制在0.005％以内，塑性夹杂物有利于改善盘条的拉拔，步骤S1中转炉出钢以后，钢水中的硅Si基本为0，锰Mn含量也很低，因此冶炼过程采用低铝(Al≤0.03％)低钛(Ti≤0.04％) 铁合金进行成分调整，增硅Si、增锰Mn，从而使钢的成分达到产品要求，并进行软吹处理，得到精炼后的钢水；并通过合理的软吹，即软吹时间不低于30分钟，软吹氩气流量为50L/min，软吹效果以钢液面微微波动为准，进一步改善钢中夹杂物。
步骤S3、连铸：将步骤S2精炼得到的钢水进行连铸，得到钢坯，具体的，连铸可采用150*150mm2断面进行生产，全程采用保护浇铸，恒拉速生产，控制过热度稳定在15～30℃，使用结晶器、末端电磁搅拌，配合强冷，二冷比水量不低于1.6L/kg，使柱状晶区减小，增大等轴晶区，防止柱状晶发达，减轻钢水在凝固过程中的成分偏析，使得连铸坯碳偏析可以控制在1.07以内。
步骤S4、轧钢：将步骤S3得到的钢坯进行加热处理：采用830～930℃的温度进行预热， 1020～1100℃的温度进行加热，1150～1200℃的温度进行均热，开轧温度为1050-1100℃。然后进行粗轧、中轧和精轧，得到铬合金化帘线钢盘条，对铬合金化帘线钢盘条进行控冷。具体的，轧钢采用步进梁式加热炉，采用高温加热，其中均热温度不低于1150℃，进一步改善偏析，钢坯断面温差小于30℃。粗轧、中轧、精轧共30个轧制道次，其中，粗轧6道次，中轧8道次，预精轧4道次，精轧12道次。精轧采用“8+4”模式即精轧机组+减定径机组，并通过在线测径仪，可实现及时、准确测量盘条尺寸，保证帘线钢盘条尺寸精度达到C级精度，采用高压水除鳞装置，以除去钢坯表面氧化铁皮后进入粗轧机组轧制，确保产品表面质量。由于铬元素明显提高钢的淬透性，因此盘条冷却过程采用全新的控冷工艺进行组织和性能的控制，通过优化风机参数和辊道速度获得优良的盘条组织和力学性能。优选的，所述步骤S4中控冷的风机的风量为75％，辊道速度1.00m/s。
实施例5
一种铬合金化帘线钢盘条YLX80ACr，其中YLX表示永钢帘线，A表示钢的质量等级为A。
所述铬合金化帘线钢盘条YLX80ACr的化学成分组成及其重量百分数含量为：
C：0.82％，Mn：0.20％，Si：0.15％，Cr：0.30％，P：0.007％，S：0.002％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，Mo：0.01％，Al：0.0007％，Ti：0.0004％，[O]：0.0013％，[N]：0.0022％，余量为Fe和不可避免的杂质。
所述铬合金化帘线钢盘条的生产工艺，包括以下步骤：
步骤S1、钢水冶炼：对原料铁水采用KR(Kambara Reactor)法进行预脱硫，铁水经脱硫后硫含量可以稳定控制在0.005％以内，转炉采用顶底复吹，并采用双渣法有效降低磷含量至0.010％以下，转炉出钢采用滑板挡渣，杜绝转炉下渣，从源头上减少了夹杂物的数量，在该步骤转炉出钢的过程中加入铬合金，得到钢水；
根据本实施例，优选的，所述步骤S1中为控制有害残余元素Ni、Cu、P、S、Ti选用专用铁水，所述铁水成分为：C：4.2％，Mn：0.60％，Si：0.3％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，P：0.135％，S：0.030％，Mo：0.01％，Ti：0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。
步骤S2、精炼：将步骤S1得到的钢水进行精炼，精炼过程全程脱氧，并采用变渣工艺，变渣前的炉渣碱度1.5～3.0调整为0.5～1.0，既脱氧、脱硫，又改善了夹杂物的塑性即夹杂物处于低熔点(＜1400℃)区域，钢中氧含量可以稳定控制在20ppm以内，硫含量可以稳定控制在0.005％以内，塑性夹杂物有利于改善盘条的拉拔，步骤S1中转炉出钢以后，钢水中的硅Si基本为0，锰Mn含量也很低，因此冶炼过程采用低铝(Al≤0.03％)低钛(Ti≤0.04％) 铁合金进行成分调整，增硅Si、增锰Mn，从而使钢的成分达到产品要求，并进行软吹处理，得到精炼后的钢水；并通过合理的软吹，即软吹时间不低于30分钟，软吹氩气流量为50L/min，软吹效果以钢液面微微波动为准，进一步改善钢中夹杂物。
步骤S3、连铸：将步骤S2精炼得到的钢水进行连铸，得到钢坯，具体的，连铸可采用150*150mm2断面进行生产，全程采用保护浇铸，恒拉速生产，控制过热度稳定在15～30℃，使用结晶器、末端电磁搅拌，配合强冷，二冷比水量不低于1.6L/kg，使柱状晶区减小，增大等轴晶区，防止柱状晶发达，减轻钢水在凝固过程中的成分偏析，使得连铸坯碳偏析可以控制在1.07以内。
步骤S4、轧钢：将步骤S3得到的钢坯进行加热处理：采用830～930℃的温度进行预热， 1020～1100℃的温度进行加热，1150～1200℃的温度进行均热，开轧温度为1050-1100℃。然后进行粗轧、中轧和精轧，得到铬合金化帘线钢盘条，对铬合金化帘线钢盘条进行控冷。具体的，轧钢采用步进梁式加热炉，采用高温加热，其中均热温度不低于1150℃，进一步改善偏析，钢坯断面温差小于30℃。粗轧、中轧、精轧共30个轧制道次，其中，粗轧6道次，中轧8道次，预精轧4道次，精轧12道次。精轧采用“8+4”模式即精轧机组+减定径机组，并通过在线测径仪，可实现及时、准确测量盘条尺寸，保证帘线钢盘条尺寸精度达到C级精度，采用高压水除鳞装置，以除去钢坯表面氧化铁皮后进入粗轧机组轧制，确保产品表面质量。由于铬元素明显提高钢的淬透性，因此盘条冷却过程采用全新的控冷工艺进行组织和性能的控制，通过优化风机参数和辊道速度获得优良的盘条组织和力学性能。优选的，所述步骤S4中控冷的风机的风量为75％，辊道速度1.00m/s。
实施例6
一种铬合金化帘线钢盘条YLX80ACr，其中YLX表示永钢帘线，A表示钢的质量等级为A。
所述铬合金化帘线钢盘条YLX80ACr的化学成分组成及其重量百分数含量为：
C：0.80％，Mn：0.30％，Si：0.20％，Cr：0.35％，P：0.007％，S：0.002％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，Mo：0.01％，Al：0.0009％，Ti：0.0004％，[O]：0.0013％，[N]：0.0022％，余量为Fe和不可避免的杂质。
所述铬合金化帘线钢盘条的生产工艺，包括以下步骤：
步骤S1、钢水冶炼：对原料铁水采用KR(Kambara Reactor)法进行预脱硫，铁水经脱硫后硫含量可以稳定控制在0.005％以内，转炉采用顶底复吹，并采用双渣法有效降低磷含量至0.010％以下，转炉出钢采用滑板挡渣，杜绝转炉下渣，从源头上减少了夹杂物的数量，在该步骤转炉出钢的过程中加入铬合金，得到钢水；
根据本实施例，优选的，所述步骤S1中为控制有害残余元素Ni、Cu、P、S、Ti选用专用铁水，所述铁水成分为：C：4.2％，Mn：0.60％，Si：0.3％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，P：0.135％，S：0.030％，Mo：0.01％，Ti：0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。
步骤S2、精炼：将步骤S1得到的钢水进行精炼，精炼过程全程脱氧，并采用变渣工艺，变渣前的炉渣碱度1.5～3.0调整为0.5～1.0，既脱氧、脱硫，又改善了夹杂物的塑性即夹杂物处于低熔点(＜1400℃)区域，钢中氧含量可以稳定控制在20ppm以内，硫含量可以稳定控制在0.005％以内，塑性夹杂物有利于改善盘条的拉拔，步骤S1中转炉出钢以后，钢水中的硅Si基本为0，锰Mn含量也很低，因此冶炼过程采用低铝(Al≤0.03％)低钛(Ti≤0.04％) 铁合金进行成分调整，增硅Si、增锰Mn，从而使钢的成分达到产品要求，并进行软吹处理，得到精炼后的钢水；并通过合理的软吹，即软吹时间不低于30分钟，软吹氩气流量为50L/min，软吹效果以钢液面微微波动为准，进一步改善钢中夹杂物。
步骤S3、连铸：将步骤S2精炼得到的钢水进行连铸，得到钢坯，具体的，连铸可采用150*150mm2断面进行生产，全程采用保护浇铸，恒拉速生产，控制过热度稳定在15～30℃，使用结晶器、末端电磁搅拌，配合强冷，二冷比水量不低于1.6L/kg，使柱状晶区减小，增大等轴晶区，防止柱状晶发达，减轻钢水在凝固过程中的成分偏析，使得连铸坯碳偏析可以控制在1.07以内。
步骤S4、轧钢：将步骤S3得到的钢坯进行加热处理：采用830～930℃的温度进行预热， 1020～1100℃的温度进行加热，1150～1200℃的温度进行均热，开轧温度为1050-1100℃。然后进行粗轧、中轧和精轧，得到铬合金化帘线钢盘条，对铬合金化帘线钢盘条进行控冷。具体的，轧钢采用步进梁式加热炉，采用高温加热，其中均热温度不低于1150℃，进一步改善偏析，钢坯断面温差小于30℃。粗轧、中轧、精轧共30个轧制道次，其中，粗轧6道次，中轧8道次，预精轧4道次，精轧12道次。精轧采用“8+4”模式即精轧机组+减定径机组，并通过在线测径仪，可实现及时、准确测量盘条尺寸，保证帘线钢盘条尺寸精度达到C级精度，采用高压水除鳞装置，以除去钢坯表面氧化铁皮后进入粗轧机组轧制，确保产品表面质量。由于铬元素明显提高钢的淬透性，因此盘条冷却过程采用全新的控冷工艺进行组织和性能的控制，通过优化风机参数和辊道速度获得优良的盘条组织和力学性能。优选的，所述步骤S4中控冷的风机的风量为75％，辊道速度1.00m/s。
表2实施例4-6和对比例2的工艺及相应的性能数据整理
Figure BDA0002504351510000131
如表2所示，实施例4的铬合金化帘线钢盘条力学性能方面抗拉强度为1120～1210MPa，平均值为1160MPa，面缩为43％，偏析等级：1级占比90％，2级占比10％，网碳合格率99.6％，用户断丝率：1.2次/吨，成品钢帘线破断力为1110N。实施例5的铬合金化帘线钢盘条力学性能方面抗拉强度为1170MPa，面缩为43％，偏析等级：1级占比87％，2级占比13％，网碳合格率99.4％，用户断丝率：1.3次/吨，成品钢帘线破断力为1135N。实施例6的铬合金化帘线钢盘条力学性能方面抗拉强度为1160MPa，面缩为43％，偏析等级：1级占比88％，2 级占比12％，网碳合格率99.5％，用户断丝率:1.25次/吨，成品钢帘线破断力为1125N。对比例2采用帘线钢盘条YLX80A，其化学成分组成及其重量百分数含量为：C：0.83％，Mn： 0.50％，Si：0.20％，Cr：0.02％，P：0.010％，S：0.003％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，Mo： 0.02％，Al：0.0010％，Ti：0.0007％，[O]：0.0012％，[N]：0.0025％，余量为Fe和不可避免的杂质。对比例2的钢盘条制备方法中采用800～900℃的温度进行预热，1000～1060℃的温度进行加热，1090～1150℃的温度进行均热，控冷的风机的风量为90％，辊道速度1.15m/s，力学性能方面抗拉强度为1145MPa，平均值为1145MPa，面缩为40％，偏析等级：1级占比 83％，2级占比17％，网碳合格率96.8％，用户断丝率3.5次/吨，成品钢帘线破断力为1080N。通过实施例2和对比例2的结果可以看出通过本发明所述铬合金化帘线钢盘条同样可以达到非合金化盘条的力学性能，甚至优于原盘条性能，铬合金化盘条异常组织如网碳出现的几率更低，断丝率明显低于非合金化盘条，断丝率大大降低，成品钢帘线的破断力即强度提升。
从实施例1-6可以看出本发明通过降低碳含量、降低锰含量，改善盘条碳偏析，略提高盘条塑性，并结合高温轧制和控冷工艺降低网碳形成的几率，降低用户加工断丝率，从而提高用户生产效率，同时通过增加铬的含量以弥补降碳、降锰造成的强度损失，从实际效果来看，通过本发明得到铬合金化帘线钢盘条产品性能满足钢帘线加工要求，且破断力稳定性、断丝率明显优于常规产品。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种铬合金化帘线钢盘条，其特征在于，所述铬合金化帘线钢盘条的化学成分组成及其重量百分数含量为：
C：0.68～0.82％，Mn：0.20～0.40％，Si：0.15～0.30％，Cr：0.30～0.40％，P≤0.012％，S≤0.008％，Ni≤0.05％，Cu≤0.05％，Mo≤0.03％，Al≤0.003％，Ti≤0.002％，[O]≤0.002％，[N]≤0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的铬合金化帘线钢盘条，其特征在于，所述铬合金化帘线钢盘条的化学成分组成及其重量百分数含量为：
C：0.70％，Mn：0.30％，Si：0.20％，Cr：0.35％，P：0.007％，S：0.002％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，Mo：0.01％，Al：0.0009％，Ti：0.0004％，[O]：0.0013％，[N]：0.0022％,余量为Fe和不可避免的杂质；
或者C：0.68％，Mn：0.40％，Si：0.30％，Cr：0.40％，P：0.008％，S：0.002％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，Mo：0.01％，Al：0.0008％，Ti：0.0005％，[O]：0.0012％，[N]：0.0020％,余量为Fe和不可避免的杂质；
或者C：0.72％，Mn：0.20％，Si：0.15％，Cr：0.30％，P：0.007％，S：0.002％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，Mo：0.01％，Al：0.0007％，Ti：0.0004％，[O]：0.0013％，[N]：0.0022％，余量为Fe和不可避免的杂质；
或者C：0.78％，Mn：0.30％，Si：0.20％，Cr：0.40％，P：0.007％，S：0.002％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，Mo：0.01％，Al：0.0009％，Ti：0.0004％，[O]：0.0013％，[N]：0.0022％，余量为Fe和不可避免的杂质；
C：0.82％，Mn：0.20％，Si：0.15％，Cr：0.30％，P：0.007％，S：0.002％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，Mo：0.01％，Al：0.0007％，Ti：0.0004％，[O]：0.0013％，[N]：0.0022％，余量为Fe和不可避免的杂质；
C：0.80％，Mn：0.30％，Si：0.20％，Cr：0.35％，P：0.007％，S：0.002％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，Mo：0.01％，Al：0.0009％，Ti：0.0004％，[O]：0.0013％，[N]：0.0022％，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.一种根据权利要求1-2任意一项所述的铬合金化帘线钢盘条的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、钢水冶炼：对铁水进行预脱硫，转炉采用顶底复吹和双渣法，转炉出钢过程中加入铬合金，得到钢水；
步骤S2、精炼：将步骤S1得到的钢水进行精炼，精炼过程全程脱氧，并采用变渣工艺，冶炼过程采用低铝低钛铁合金进行成分调整，并进行软吹处理，得到精炼后的钢水；
步骤S3、连铸：将步骤S2精炼的钢水进行连铸，得到钢坯；
步骤S4、轧钢：将步骤S3得到的钢坯采用800～930℃的温度进行预热，1000～1100℃的温度进行加热，1150～1200℃的温度进行均热，开轧温度为1050-1100℃，然后进行粗轧、中轧和精轧，得到铬合金化帘线钢盘条，对铬合金化帘线钢盘条进行控冷。
4.根据权利要求3所述的铬合金化帘线钢盘条的生产工艺，其特征在于，所述步骤S1中的铁水成分为：C：3.5～4.5％，Mn：≤1.0％，Si：0.20～0.60％，Ni≤0.03％，Cu≤0.03％，P≤0.14％，S≤0.05％，Mo≤0.03％，Ti≤0.05％，余量为Fe和不可避免的杂质。
5.根据权利要求4所述的铬合金化帘线钢盘条的生产工艺，其特征在于，所述步骤S1中的铁水成分为：C：4.2％，Mn：0.60％，Si：0.3％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，P：0.135％，S：0.030％，Mo：0.01％，Ti：0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。
6.根据权利要求3所述的铬合金化帘线钢盘条的生产工艺，其特征在于，所述步骤S2中变渣工艺中将变渣前的炉渣碱度调整为0.5～1.0。
7.根据权利要求3所述的铬合金化帘线钢盘条的生产工艺，其特征在于，所述步骤S3中连铸的过热度为15～30℃。
8.根据权利要求3所述的铬合金化帘线钢盘条的生产工艺，其特征在于，所述步骤S3中连铸的二冷比水量不低于1.6L/kg。
9.根据权利要求3所述的铬合金化帘线钢盘条的生产工艺，其特征在于，所述步骤S4中控冷的风机的风量为最大风量200000m3/h的60～80％，相变前的冷却速度不低于18℃/S，辊道速度不小于1m/s。
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Denomination of invention: A chrome alloyed cord steel wire rod and its production process

Effective date of registration: 20220713

Granted publication date: 20210910

Pledgee: China Construction Bank Zhangjiagang branch

Pledgor: JIANGSU YONGGANG GROUP Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980010345

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