CN113652610A - 一种铁路桥梁用超高强度绞线盘条及生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种铁路桥梁用超高强度绞线盘条及生产工艺，所述盘条87MnSi的化学成分及其重量百分比为：C：0.86～0.91％，Si：0.75～0.85％，Mn：0.65～0.75％，Cr：0.30～0.35％，P≤0.015％，S≤0.010％，Ni≤0.10％，Cu≤0.10％，Al≤0.03％，V：0.03～0.05％，[O]≤0.003％，[N]≤0.006％，Ti≤0.0100％，Sn≤0.0100％，Nb≤0.0100％，As≤0.0200％，其余为Fe及不可避免的杂质。本发明采用150*150mm2的小方坯一火材轧制Φ14mm规格87级别索氏体钢，主要采用设计合理的成分体系和采用微合金化技术、先进的冶炼及控轧控冷工艺，有效的抑制盘条异常组织的产生，同时提高盘条的抗拉强度和索氏体化率，改善盘条塑性。盘条强度达到1380MPa以上，相比普通87级别高钢强度高60‑80MPa，盘条索氏体含量达92％以上，最高可达95％。

Description

一种铁路桥梁用超高强度绞线盘条及生产工艺
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，尤其涉及一种铁路桥梁用超高强度绞线盘条及生产工艺。
背景技术
传统的铁路桥梁用绞线主要参考国家标准《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T 5224-2014)，采用高碳钢盘条拉拔至5.0mm，经7根冷拉光圆钢丝捻制而成的标准型钢绞线，钢绞线强度在1960MPa以下。但随着铁路预应力混凝土结构的发展和技术进步，以及预应力梁的结构优化设计，迫切需要提高预应力钢绞线的强度，且需要降低绞线制作成本。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种铁路桥梁用超高强度绞线盘条及生产工艺，采用小方坯一火材生产Φ14mm-87级别热轧盘条，主要采用高碳高硅成分体系提高盘条强度、微合金化技术改善盘条强度和塑性，以及采用合理的控轧控冷工艺确保盘条的索氏体化率，保证钢丝强度的同时，提高盘条的塑性。使得热轧盘条强度达到1380～1400MPa，满足制作2200～2300MPa超高强度绞线的使用要求，同时小方坯一火材的成本低。
本发明属于盘条生产技术领域，涉及一种铁路桥梁用超高强度绞线盘条87MnSi的成分、产品性能及制造方法。采用150*150mm2的小方坯一火材生产87MnSi热轧盘条，母材不经开坯、铅浴/盐浴热处理，绞线单丝强度能满足2200～2300MPa标准型钢绞线的要求。
本发明的技术方案是：
一种铁路桥梁用超高强度绞线盘条87MnSi，所述盘条87MnSi的化学成分及其重量百分比为：C：0.86～0.91％，Si：0.75～0.85％，Mn：0.65～0.75％，Cr：0.30～0.35％，P≤0.015％，S≤0.010％，Ni≤0.10％，Cu≤0.10％，Al≤0.03％，V：0.03～0.05％，[O]≤0.003％，[N]≤0.006％，Ti≤0.0100％，Sn≤0.0100％，Nb≤0.0100％，As≤0.0200％，其余为Fe及不可避免的杂质。
上述方案中，所述盘条87MnSi的化学成分及其重量百分比为：
C：0.86％，Si：0.85％，Mn：0.75％，Cr：0.35％，P：0.006％，S：0.008％，Ni：0.02％，Cu：0.01％，Al：0.03％，V：0.05％，O：0.002％，N：0.004％，Ti：0.0007％，Sn：0.0006％，Nb：0.0018％，As：0.0013％，余量为铁和不可避免杂质；
或C：0.88％，Si：0.80％，Mn：0.72％，Cr：0.32％，P：0.007％，S：0.005％，Ni：0.01％，Cu：0.02％，Al：0.02％，V：0.03％，O:0.003％，N:0.002％，Ti：0.0008％，Sn：0.0007％，Nb：0.0020％，As：0.0015％，余量为铁和不可避免杂质；
或C：0.90％，Si：0.75％，Mn：0.65％，Cr：0.30％，P：0.008％，S：0.006％，Ni：0.03％，Cu：0.03％，Al：0.02％，V：0.04％，O：0.004％，N：0.005％，Ti：0.0010％，Sn：0.0005％，Nb：0.0019％，As：0.0013％，余量为铁和不可避免杂质。
上述方案中，所述盘条87MnSi强度达到1380MPa以上。
上述方案中，所述盘条87MnSi满足制作Φ5.0mm规格、2200～2300MPa强度级别的超高强度钢丝的技术要求。
一种根据所述铁路桥梁用超高强度绞线用盘条87MnSi的生产工艺，包括以下步骤：
转炉冶炼：转炉采用双渣法，出钢采用滑板挡渣；
LF精炼：LF精炼选用电石、硅70进行扩散脱氧，白渣时间保持在20分钟以上，渣系采用三元渣系；
VD真空处理：所述VD真空处理过程中，真空度达67Pa以下，时间≥10分钟，钢水中氢含量控制1.5ppm以下，VD真空处理后钢水温度1500～1510℃，中间包过热度控制在20～30℃；
连铸：采用全程保护浇注，恒拉速生产，低过热度浇注，使用结晶器、末端电磁搅拌技术，并配合二冷区水冷+气雾冷却的强冷工艺；
钢坯全修磨：经全修磨后进行加热轧制；
轧制：轧制采用步进梁式加热炉，精轧采用“8+4”模式即精轧机组+减定径机组轧制，并通过在线测径仪，实时测量盘条尺寸，采用斯太尔摩风冷线冷却。
上述方案中，所述连铸的过程中采用150*150mm2断面的小方坯生产，结晶器电磁搅拌电流400A，频率3.5Hz、末端电磁搅拌电流500A，频率10Hz，比水量1.69L/Kg。
上述方案中，所述连铸后的钢坯缓冷24小时后，经全修磨后进行加热轧制。
上述方案中，所述轧制的主要工艺参数：加热炉加热一段800℃，加热二段1080℃，均热段1150℃，开轧温度1060℃～1100℃，进精轧机920℃，进减定经910℃，吐丝885℃～915℃；辊道速度1.15m/s，成品速度27m/s；加热炉总加热时间120～150min。
上述方案中，所述斯太尔摩风冷线风冷参数为：10～11台风机，每台风机的风量为26万m3/h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用小方坯一火材生产Φ14mm规格87级别热轧盘条，以及采用先进的控轧控冷工艺确保盘条的索氏体化率，保证钢丝强度的同时，提高盘条的塑性。使得热轧盘条强度达到1380～1400MPa，满足制作2200～2300MPa超高强度绞线的使用要求，同时小方坯一火材的成本低，产品竞争力较强，并且不存在二火开坯产生的能耗及热处理废液带来的环境问题。
附图说明
图1是本发明实施例1的盘条奥氏体晶粒度图。
图2是本发明实施例2的盘条奥氏体晶粒度图。
图3是本发明实施例3的盘条奥氏体晶粒度图。
图4是普通87级别高碳钢奥氏体晶粒度图。
图5是普通87级别高碳钢索氏体图。
图6是本发明实施例1的盘条索氏体图。
图7是本发明实施例2的盘条索氏体图。
图8是本发明实施例3的盘条索氏体图。
图9是普通87级别高碳钢索氏体片层间距。
图10是本发明实施例1的盘条索氏体片层间距。
图11是本发明实施例2的盘条索氏体片层间距。
图12是本发明实施例3的盘条索氏体片层间距。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明所述铁路桥梁用超高强度绞线盘条的盘条化学成分及其重量百分比为：C：0.86-0.91％，Si：0.75-0.85％，Mn：0.65-0.75％，Cr：0.30-0.35％，P≤0.015％，S≤0.010％，Ni≤0.10％，Cu≤0.10％，Al≤0.03％，V：0.03-0.05％，[O]≤0.003％，[N]≤0.006％，Ti≤0.0100％，Sn≤0.0100％，Nb≤0.0100％，As≤0.0200％，其余为Fe及不可避免的杂质。高Si含量，可以提高盘条强度，提高钢的弹性极限和疲劳强度，对减少索氏体片层间距有一定的促进作用；适当的提高Cr含量，可以大大提高盘条强度，且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；适当V可以细化晶粒，提高钢材强度的同时适当的提高钢材的塑性；Al可以起到细化晶粒，提高强度的作用。生产流程为：铁水预处理→BOF→LF精炼→VD真空炉→150*150mm2连铸→钢坯缓冷→钢坯全修磨→高速线材轧制。炼钢采用专用铁水、洁净废钢冶炼；连铸采用恒拉速、低过热度浇注、强冷工艺、结晶器电磁搅拌、末端电磁搅拌及全程保护浇注；钢坯缓冷全修磨后，采用合理的控轧控冷工艺轧制。
所述盘条87MnSi的化学成分及其重量百分比为：
C：0.86％，Si：0.85％，Mn：0.75％，Cr：0.35％，P：0.006％，S：0.008％，Ni：0.02％，Cu：0.01％，Al：0.03％，V：0.05％，O：0.002％，N：0.004％，Ti：0.0007％，Sn：0.0006％，Nb：0.0018％，As：0.0013％，余量为铁和不可避免杂质；
或C：0.88％，Si：0.80％，Mn：0.72％，Cr：0.32％，P：0.007％，S：0.005％，Ni：0.01％，Cu：0.02％，Al：0.02％，V：0.03％，O:0.003％，N:0.002％，Ti：0.0008％，Sn：0.0007％，Nb：0.0020％，As：0.0015％，余量为铁和不可避免杂质；
或C：0.90％，Si：0.75％，Mn：0.65％，Cr：0.30％，P：0.008％，S：0.006％，Ni：0.03％，Cu：0.03％，Al：0.02％，V：0.04％，O：0.004％，N：0.005％，Ti：0.0010％，Sn：0.0005％，Nb：0.0019％，As：0.0013％，余量为铁和不可避免杂质。
所述盘条强度达到1380～1400MPa以上。
所述盘条满足制作Φ14mm规格、2200～2300MPa强度级别的超高强度绞线的技术要求。
一种根据所述铁路桥梁用超高强度绞线盘条的生产工艺，包括以下步骤：
转炉冶炼：为控制有害残余元素选用专用铁水，并经铁水预处理降低铁水S含量。转炉采用双渣法有效降低磷含量，出钢采用滑板挡渣杜绝转炉下渣，从源头上控制钢水纯净度。
LF精炼：LF精炼选用电石、硅70等进行扩散脱氧，白渣时间保持在20分钟以上，渣系采用三元渣系。
VD真空处理：保持高真空度小于67Pa，时间≥10分钟以降低钢水中气体含量，钢液经钙处理后(纯钙线100-200m)，使Al2O3夹杂物变性改变其形态，同时钙线进入钢液中生成的脱氧产物CaO及CaS易与残余的Al2O3反应生成低熔点的钙铝酸盐复合夹杂，此类夹杂容易上浮进入炉渣中，可起到净化钢液的作用。软吹氩气保持在20分钟以上，保持钢液具有较好的流动性，同时进一步促进夹杂物上浮净化钢液。LF精炼后钢液温度1545-1555℃，VD真空处理后钢液温度1500-1510℃。
连铸：连铸采用150*150mm2断面进行生产，采用整体中包全程保护浇注，连浇炉拉速控制在2.1m/min，过热度稳定在20～30℃，使用结晶器、末端电磁搅拌技术，采用连铸二冷段水冷加气雾冷却的冷却方式，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，改善连铸坯心部及表面质量。具体参数：结晶器电磁搅拌电流400A、频率3.5Hz，末端电磁搅拌电流500A、频率10Hz，连铸二冷区比水量1.69L/Kg。
钢坯全修磨：钢坯缓冷24小时后，经全修磨后进行加热轧制；
轧制：采用步进梁式加热炉，全线共30架轧机，精轧采用“8+4”模式即精轧机组+减定径机组轧制，并通过在线测径仪实现实时测量盘条尺寸，保证盘条尺寸精度达到C级精度。
所述轧制的主要工艺参数：加热炉加热一段800℃，加热二段1080℃，均热段1150℃，开轧温度1060℃～1100℃，进精轧机920℃，进减定经910℃，吐丝885℃～915℃；辊道速度1.15m/s，成品速度27m/s；加热炉总加热时间120～180min。斯太尔摩风冷线风冷参数为：共开启10～11台风机，每台风机的额定风量为26万m3/h。
本发明采用小方坯一火材生产87MnSi超高强度绞线用钢，成本相比二火材低300-500元/吨，产品竞争力较强，并且不存在二火开坯产生的能耗及热处理废液带来的环境问题。
实施例1
一种铁路桥梁用超高强度绞线盘条87MnSi，所述盘条87MnSi的化学成分及其重量百分比为：C：0.86％，Si：0.85％，Mn：0.75％，Cr：0.35％，P：0.006％，S：0.008％，Ni：0.02％，Cu：0.01％，Al：0.03％，V：0.05％，O：0.002％，N：0.004％，Ti：0.0007％，Sn：0.0006％，Nb：0.0018％，As：0.0013％，余量为铁和不可避免杂质。
本实施例1通过对成分组成中的C、Si、Mn、Cr、Al、V等元素进行合理配比保证了超高强度绞线用钢盘条的力学性能，减少了热处理工序及大方坯开坯工序，节约了生产成本。其中C含量0.86％，C含量的高低是决定盘条抗拉强度高低的主要因素，但过高的C容易带来中心偏析，严重影响轧材的质量，故通过合理配比C、Si、Cr元素的含量，以保住盘条具有较高的抗拉强度。Si含量0.85％，Si可以提高钢的淬透性和抗拉强度，同时钢液中加Si具有较好的脱氧效果，可起到净化钢液作用。Cr含量0.35％，Cr元素能够提高盘条的抗拉强度，若含量过低则会导致盘条强度不足，含量过高则会导致盘条在轧制冷却过程中产生马氏体等异常组织，严重影响钢丝的拉拔。V含量0.05％，该比例的V在钢中以碳氮化物的形式存在可有效地提高盘条的强度，但若较多则将导致碳氮化合物颗粒增多增大，使塑性变差，拉拔性能变差。Al含量0.03％，Al可作为脱氧剂加入到钢液中净化钢液，同时适量的Al能够起到细化晶粒的作用。
本实施例1在制造盘条的生产过程中，经过VD真空处理后钢水温度1503℃，中间包的过热度控制在22℃，连铸拉速控制在2.1m/min，结晶器电磁搅拌电流400A，频率3.5Hz。末端电磁搅拌电流500A，频率10Hz。
轧制工艺参数：加热炉加热一段800℃，加热二段1080℃，均热段1150℃，开轧温度1070℃，进精轧机920℃，进减定经910℃，吐丝890℃；辊道速度1.15m/s，成品速度27m/s；加热炉总加热时间135min。风冷参数为：前11台风机全部满负荷运转，每台风机的额定风量为26万m3/h。通过斯太尔摩风冷线实现快速强冷，冷速控制在约10℃/s，抑制了马氏体等异常组织，同时生成具有较高强度和良好塑性的索氏体组织。索氏体组织含量达到了92％，索氏体片层间距129.2nm，奥氏体晶粒度达到8.5级，如图1、图6和图10所示。
本实施例1生产的超高强度盘条87MnSi的抗拉强度为1385MPa，网状碳化物分布均匀，网碳级别≤1.5级，未出现马氏体。通过盘条制作的5.0m规格2300Mpa级别钢丝，成品单丝实际强度为2230MPa。
实施例2
一种铁路桥梁用超高强度绞线盘条87MnSi，本实施例2与实施例1的区别在于，所述盘条87MnSi的化学成分及其重量百分比为：C：0.88％，Si：0.80％，Mn：0.72％，Cr：0.32％，P：0.007％，S：0.005％，Ni：0.01％，Cu：0.02％，Al：0.02％，V：0.03％，O:0.003％，N:0.002％，Ti：0.0008％，Sn：0.0007％，Nb：0.0020％，As：0.0015％，余量为铁和不可避免杂质；
本实施例2在制造盘条的生产过程中，经过VD真空处理后钢水温度1506℃，中间包的过热度控制在25℃，连铸拉速控制在2.1m/min，结晶器电磁搅拌电流400A，频率3.5Hz。末端电磁搅拌电流500A，频率10Hz。轧制工艺参数：加热炉加热一段800℃，加热二段1080℃，均热段1150℃，开轧温度1080℃，进精轧机温度920℃，进减定经温度910℃，吐丝温度900℃；辊道速度1.15m/s，成品速度27m/s；加热炉总加热时间125min，风冷参数为：11台风机，其中第1-10台满负荷运转，第11台风机风量开启90％，每台风机的额定风量为26万m3/h。该工艺下轧制盘条索氏体组织含量达到了93％，索氏体片层间距113.6nm，奥氏体晶粒度达到8.5级，如图2、图7和图11所示。
本实施例2生产的超高强度盘条87MnSi的抗拉强度为1390MPa，网状碳化物分布均匀，网碳级别≤1.5级，未出现马氏体。通过盘条制作的5.0m规格2300Mpa级别钢丝，成品单丝实际强度为2240MPa。
实施例3
一种铁路桥梁用超高强度绞线盘条87MnSi，本实施例3与实施例1的区别在于，所述盘条87MnSi的化学成分及其重量百分比为：C：0.90％，Si：0.75％，Mn：0.65％，Cr：0.30％，P：0.008％，S：0.006％，Ni：0.03％，Cu：0.03％，Al：0.02％，V：0.04％，O：0.004％，N：0.005％，Ti：0.0010％，Sn：0.0005％，Nb：0.0019％，As：0.0013％，余量为铁和不可避免杂质。
本实施例3在制造盘条的生产过程中，经过VD真空处理后钢水温度1508℃，中间包的过热度控制在26℃，连铸拉速控制在2.1m/min，结晶器电磁搅拌电流400A，频率3.5Hz。末端电磁搅拌电流500A，频率10Hz。轧制工艺参数：加热炉加热一段800℃，加热二段1080℃，均热段1150℃，开轧温度1085℃，进精轧机920℃，进减定经910℃，吐丝905℃；辊道速度1.15m/s，成品速度27m/s；加热炉总加热时间145min。风冷参数为：11台风机，其中第1-9台满负荷运转，第10、11台风机风量开启90％，每台风机的额定风量为26万m3/h。该工艺下轧制盘条索氏体组织含量达到了95％，索氏体片层间距97.71nm，奥氏体晶粒度达到9级，如图3、图8和图12所示。
本实施例3生产的超高强度盘条的抗拉强度为1393MPa，网状碳化物分布均匀，网碳≤1.0级，未出现马氏体，通过盘条制作的5.0m规格2300Mpa级别钢丝，成品单丝实际强度为2250MPa。
从图1-4中可以看出，与普通87级别高碳钢想比，实施例1-3所得到的盘条奥氏体晶粒度更细；从图5-8中可以看出，实施例-3所得到的盘条87MnSi索氏体含量更高，最高可达95％，索氏体片层间距更细，可达97.71nm。
本发明采用150*150mm2的小方坯一火材轧制Φ14mm规格87级别索氏体钢，主要采用设计合理的成分体系和采用微合金化技术、先进的冶炼及控轧控冷工艺，有效的抑制盘条异常组织的产生，同时提高盘条的抗拉强度和索氏体化率，改善盘条塑性。盘条强度达到1380MPa以上，相比普通87级别高钢强度高60-80MPa，盘条索氏体含量达92％以上，最高可达95％。
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)

1.一种铁路桥梁用超高强度绞线盘条87MnSi，其特征在于，所述盘条87MnSi的化学成分及其重量百分比为：C：0.86～0.91％，Si：0.75～0.85％，Mn：0.65～0.75％，Cr：0.30～0.35％，P≤0.015％，S≤0.010％，Ni≤0.10％，Cu≤0.10％，Al≤0.03％，V：0.03～0.05％，[O]≤0.003％，[N]≤0.006％，Ti≤0.0100％，Sn≤0.0100％，Nb≤0.0100％，As≤0.0200％，其余为Fe及不可避免的杂质。
2.根据要求1所述的铁路桥梁用超高强度绞线用盘条87MnSi，其特征在于，所述盘条87MnSi的化学成分及其重量百分比为：
C：0.86％，Si：0.85％，Mn：0.75％，Cr：0.35％，P：0.006％，S：0.008％，Ni：0.02％，Cu：0.01％，Al：0.03％，V：0.05％，O：0.002％，N：0.004％，Ti：0.0007％，Sn：0.0006％，Nb：0.0018％，As：0.0013％，余量为铁和不可避免杂质；
或C：0.88％，Si：0.80％，Mn：0.72％，Cr：0.32％，P：0.007％，S：0.005％，Ni：0.01％，Cu：0.02％，Al：0.02％，V：0.03％，O:0.003％，N:0.002％，Ti：0.0008％，Sn：0.0007％，Nb：0.0020％，As：0.0015％，余量为铁和不可避免杂质；
或C：0.90％，Si：0.75％，Mn：0.65％，Cr：0.30％，P：0.008％，S：0.006％，Ni：0.03％，Cu：0.03％，Al：0.02％，V：0.04％，O：0.004％，N：0.005％，Ti：0.0010％，Sn：0.0005％，Nb：0.0019％，As：0.0013％，余量为铁和不可避免杂质。
3.根据要求1所述的铁路桥梁用超高强度绞线用盘条87MnSi，其特征在于，所述盘条87MnSi强度达到1380MPa以上。
4.根据要求1所述的铁路桥梁用超高强度绞线用盘条87MnSi，其特征在于，所述盘条87MnSi满足制作Φ5.0mm规格、2200～2300MPa强度级别的超高强度钢丝的技术要求。
5.一种根据权利要求1～4任意一项所述铁路桥梁用超高强度绞线用盘条87MnSi的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
转炉冶炼：转炉采用双渣法，出钢采用滑板挡渣；
LF精炼：LF精炼选用电石、硅70进行扩散脱氧，白渣时间保持在20分钟以上，渣系采用三元渣系；
VD真空处理：所述VD真空处理过程中，真空度达67Pa以下，时间≥10分钟，钢水中氢含量控制1.5ppm以下，VD真空处理后钢水温度1500～1510℃，中间包过热度控制在20～30℃；
连铸：采用全程保护浇注，恒拉速生产，低过热度浇注，使用结晶器、末端电磁搅拌技术，并配合二冷区水冷+气雾冷却的强冷工艺；
钢坯全修磨：经全修磨后进行加热轧制；
轧制：轧制采用步进梁式加热炉，精轧采用“8+4”模式即精轧机组+减定径机组轧制，并通过在线测径仪，实时测量盘条尺寸，采用斯太尔摩风冷线冷却。
6.根据权利要求5所述的铁路桥梁用超高强度绞线用盘条87MnSi的生产工艺，其特征在于，所述连铸的过程中采用150*150mm2断面的小方坯生产，结晶器电磁搅拌电流400A，频率3.5HZ、末端电磁搅拌电流500A，频率10Hz，比水量1.69L/Kg。
7.根据权利要求5所述的铁路桥梁用超高强度绞线用盘条87MnSi的生产工艺，其特征在于，所述连铸后的钢坯缓冷24小时后，经全修磨后进行加热轧制。
8.根据权利要求5所述的铁路桥梁用超高强度绞线用盘条87MnSi的生产工艺，其特征在于，所述轧制的主要工艺参数：加热炉加热一段800℃，加热二段1080℃，均热段1150℃，开轧温度1060℃～1100℃，进精轧机920℃，进减定经910℃，吐丝885℃～915℃；辊道速度1.15m/s，成品速度27m/s；加热炉总加热时间120～150min。
9.根据权利要求5所述的铁路桥梁用超高强度绞线用盘条87MnSi的生产工艺，其特征在于，所述斯太尔摩风冷线风冷参数为：10～11台风机，每台风机的额定风量为26万m3/h。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113546962A (zh) * 2021-06-21 2021-10-26 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 一种耐腐蚀桥梁主缆缠绕钢丝用盘条的生产方法
CN114032372A (zh) * 2021-11-25 2022-02-11 张家港荣盛特钢有限公司 一种盘条及其热处理方法和生产方法以及镀锌钢丝
CN114734009A (zh) * 2022-03-23 2022-07-12 江阴兴澄合金材料有限公司 一种超高强度针布用钢线材及其制造方法
CN114855086A (zh) * 2022-05-21 2022-08-05 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 一种2100MPa桥梁缆索用钢盘条的生产方法
CN115261735A (zh) * 2022-09-27 2022-11-01 联峰钢铁（张家港）有限公司 一种预应力钢绞线用盘条及其生产工艺
CN115505683A (zh) * 2022-08-25 2022-12-23 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种过共析桥梁预应力钢绞线用钢脱氢控制方法
WO2023212969A1 (zh) * 2022-05-06 2023-11-09 鞍钢股份有限公司 一种具有双重复相组织的高碳钢盘条及其制造方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107299280A (zh) * 2017-08-22 2017-10-27 青岛特殊钢铁有限公司 2000MPa级缆索钢丝用热处理盘条及生产方法
CN110218951A (zh) * 2019-06-11 2019-09-10 首钢水城钢铁（集团）有限责任公司 一种φ14mm大直径矿用钢绞线用盘条生产方法
CN111424209A (zh) * 2020-03-25 2020-07-17 中国铁道科学研究院集团有限公司 一种强度2100MPa级预应力钢绞线及生产工艺
CN111979475A (zh) * 2020-06-05 2020-11-24 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种超高强钢绞线用盘条及其制备方法
CN112391584A (zh) * 2020-11-26 2021-02-23 青岛特殊钢铁有限公司 2060MPa级桥梁缆索钢丝用热处理盘条及生产方法
CN112458356A (zh) * 2020-10-15 2021-03-09 中天钢铁集团有限公司 一种1860MPa级桥梁缆索镀锌钢丝用φ14mm盘条及制备方法
CN112501506A (zh) * 2020-11-15 2021-03-16 江苏永钢集团有限公司 一种桥梁缆索用钢盘条及其制造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107299280A (zh) * 2017-08-22 2017-10-27 青岛特殊钢铁有限公司 2000MPa级缆索钢丝用热处理盘条及生产方法
CN110218951A (zh) * 2019-06-11 2019-09-10 首钢水城钢铁（集团）有限责任公司 一种φ14mm大直径矿用钢绞线用盘条生产方法
CN111424209A (zh) * 2020-03-25 2020-07-17 中国铁道科学研究院集团有限公司 一种强度2100MPa级预应力钢绞线及生产工艺
CN111979475A (zh) * 2020-06-05 2020-11-24 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种超高强钢绞线用盘条及其制备方法
CN112458356A (zh) * 2020-10-15 2021-03-09 中天钢铁集团有限公司 一种1860MPa级桥梁缆索镀锌钢丝用φ14mm盘条及制备方法
CN112501506A (zh) * 2020-11-15 2021-03-16 江苏永钢集团有限公司 一种桥梁缆索用钢盘条及其制造方法
CN112391584A (zh) * 2020-11-26 2021-02-23 青岛特殊钢铁有限公司 2060MPa级桥梁缆索钢丝用热处理盘条及生产方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张岩，张红文: "《氧气转炉炼钢工艺与设备》", 31 January 2010, 冶金工业出版社 *
李茂旺，胡秋芳: "《炉外精炼》", 29 February 2016, 冶金工业出版社 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113546962A (zh) * 2021-06-21 2021-10-26 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 一种耐腐蚀桥梁主缆缠绕钢丝用盘条的生产方法
CN114032372A (zh) * 2021-11-25 2022-02-11 张家港荣盛特钢有限公司 一种盘条及其热处理方法和生产方法以及镀锌钢丝
CN114734009A (zh) * 2022-03-23 2022-07-12 江阴兴澄合金材料有限公司 一种超高强度针布用钢线材及其制造方法
CN114734009B (zh) * 2022-03-23 2024-04-02 江阴兴澄合金材料有限公司 一种超高强度针布用钢线材及其制造方法
WO2023212969A1 (zh) * 2022-05-06 2023-11-09 鞍钢股份有限公司 一种具有双重复相组织的高碳钢盘条及其制造方法
CN114855086A (zh) * 2022-05-21 2022-08-05 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 一种2100MPa桥梁缆索用钢盘条的生产方法
CN115505683A (zh) * 2022-08-25 2022-12-23 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种过共析桥梁预应力钢绞线用钢脱氢控制方法
CN115261735A (zh) * 2022-09-27 2022-11-01 联峰钢铁（张家港）有限公司 一种预应力钢绞线用盘条及其生产工艺
CN115261735B (zh) * 2022-09-27 2022-12-06 联峰钢铁（张家港）有限公司 一种预应力钢绞线用盘条及其生产工艺

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