CN113981315A - 大规格钢绞线用强度≥1250MPa盘条及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大规格钢绞线用强度≥1250MPa盘条，还公开了大规格钢绞线用强度≥1250MPa盘条的生产方法，本发明在冶炼过程实现微合金化，加入钒氮合金，铬铁合金，微合金化后钢材Cr:0.32％,V:0.052％,钢材相变温度由650℃降至612.6℃，珠光体片层间距由0.25μm降至0.13μm，提升奥氏体稳定性，钢材淬透性，相变结束后采用保温缓冷，在不同季节，保证不出现马氏体组织及网状渗碳体，提升了钢材深加工性能，后续拉拔、捻股过程表现良好，满足大规格高强度低松弛钢绞线加工要求。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及大规格钢绞线用强度≥1250MPa盘条，还涉及大规格钢绞线用强度≥1250MPa盘条的生产方法。
背景技术
钢绞线用盘条经拉拔、绞线制作预应力钢绞线，广泛用于高层建筑、大跨度桥梁、水利设施等重点工程。为此，要求所用的原料钢材应具有稳定的化学成分、超高的强度、大尺寸直径的外观、纯净的钢质、优良的深加工性能。目前，传统的钢绞线用钢是一种强度在1130MPa～1180MPa,直径12.5mm,该材料制作的钢绞线已经无法满足重大型工程的施工要求，随着材料科学技术的发展以及大型工程建设的需求，发明一种强度≥1250MPa大规格钢绞线用钢具有十分重要的实际意义。
发明内容
本发明的目的在于提供大规格钢绞线用强度≥1250MPa盘条。
本发明的目的在于提供大规格钢绞线用强度≥1250MPa盘条的生产方法，采用该方法生产的盘条满足抗拉强度≥1250MPa，断面收缩率≥25％的要求，组织为均匀的索氏体+珠光体，实现钢材性能稳定，组织均匀，满足大规格高强度钢绞线用钢的深加工要求。
本发明所采用的第一种技术方案是，大规格钢绞线用强度≥1250MPa盘条,按质量百分比由以下组分组成：碳0.80～0.85％；硅0.19～0.26％；锰0.75～0.85％；磷0～0.025％；硫0～0.025％；铬0.28～0.33％；钒0.048～0.055％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％。
本发明所采用的第二种技术方案是，大规格钢绞线用强度≥1250MPa盘条的生产方法，具体操作步骤如下：
步骤1，进行微合金化处理，转炉出钢前加入铬铁、钒氮合金，并在精炼炉中进行微调得到钢水，钢水成分按照质量百分比如下：碳0.80～0.85％；硅0.19～0.26％；锰0.75～0.85％；磷0～0.025％；硫0～0.025％；铬0.28～0.33％；钒0.048～0.055％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1钢水浇铸钢坯；
步骤3，将步骤2所述钢坯堆垛冷却后加热；
步骤4，将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧、预精轧、精轧、减定径吐丝得到尺寸合格的钢材；
步骤5，将尺寸合格的钢材在斯太尔摩风冷线进行控制冷却，收集打包，即得强度≥1250MPa大规格钢绞线用钢。
本发明的特点还在于，
步骤1，进行微合金化处理，转炉出钢前加入铬铁、钒氮合金，并在精炼炉中进行微调得到钢水，钢水成分按照质量百分比如下：碳0.80～0.85％；硅0.19～0.26％；锰0.75～0.85％；磷0～0.025％；硫0～0.025％；铬0.28～0.33％；钒0.048～0.055％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1钢水浇铸钢坯；
步骤3，将步骤2钢坯堆垛冷却后加热；
步骤4，将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧、预精轧、精轧、减定径得到尺寸合格的钢材；
步骤5，将尺寸合格的钢材在斯太尔摩风冷线进行控制冷却，收集打包，即得强度≥1250MPa大规格钢绞线用钢。
本发明的特点还在于，
步骤2铸坯控制中包温度1483～1498℃，过热度10～25℃，连铸坯拉速为1.8m/min。
步骤3加热温度设定为：预热段温度850～900℃，加热段1080～1120℃，均热段1080～1120℃，加热时间控制在150min以内。
步骤4粗轧前的开轧温度900～960℃，精轧前温度为880～900℃。
步骤5冷却方式为：钢材从吐丝到终冷采用快速冷却，冷却速率＞10℃/s,终冷以后加盖保温罩进行缓冷，缓冷速率为0.5℃/s；吐丝温度为860～880℃，终冷温度560～580℃。
本发明的有益效果是：
本发明与轧后强冷、铬含量为0.17％生产的YL82B盘条不同，本发明在冶炼过程实现微合金化，加入钒氮合金，铬铁合金，微合金化后钢材Cr:0.32％,V:0.052％,钢材相变温度由650℃降至612.6℃，珠光体片层间距由0.25μm降至0.13μm，提升奥氏体稳定性，钢材淬透性，相变结束后采用保温缓冷，在不同季节，保证不出现马氏体组织及网状渗碳体。
加入V：0.052％，通过析出强化机理，有效提升钢材抗拉强度，确保抗拉强度≥1250MPa；细化晶粒尺寸，晶粒度保持在10级以上，提升钢材塑性指标，断面收缩率达到35％以上；固化钢种的氮含量，减少游离氮的含量，提升钢材的深加工性能。
风冷线快速冷却后，风冷线最后两段加盖保温罩，采用缓冷工艺，冷却速率约0.5℃/s,缓冷让钢材中有害元素氢得到扩散，逃逸，杜绝或减少白点引起的瑕疵。由于合金元素的作用，钢材在高温快速冷却过程中发生相变，导致组织应力，相变应力增大，相变后采取保温缓冷将有效降低钢材内应力，使组织应力得到释放，缩短钢材的时效期。提升钢材深加工性能，后续拉拔、捻股过程表现良好，满足大规格高强度低松弛钢绞线加工要求。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提供的大规格钢绞线用强度≥1250MPa盘条，按质量百分比由以下组分组成：碳0.80～0.85％；硅0.19～0.26％；锰0.75～0.85％；磷0～0.025％；硫0～0.025％；铬0.28～0.33％；钒0.048～0.055％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％。
该钢材直径14mm,满足抗拉强度≥1250MPa，断面收缩率≥25％的要求，组织为均匀的索氏体+珠光体，实现钢材性能稳定，组织均匀，满足强度大规格高强度钢绞线用钢的加工要求。
本发明提供的大规格钢绞线用强度≥1250MPa盘条的生产方法，具体操作步骤如下：
步骤1，进行微合金化处理，转炉出钢前加入铬铁、钒氮合金，并在精炼炉中进行微调得到钢水，钢水成分按照质量百分比如下：碳0.80～0.85％；硅0.19～0.26％；锰0.75～0.85％；磷0～0.025％；硫0～0.025％；铬0.28～0.33％；钒0.048～0.055％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％，；
步骤2，将步骤1钢水浇铸钢坯，铸坯时控制中包温度1483～1498℃，过热度10～25℃，连铸坯拉速为1.8m/min；
步骤3，将步骤2钢坯堆垛冷却后加热，加热温度设定为：预热段温度850～900℃，加热段1080～1120℃，均热段1080～1120℃，加热时间控制在150min以内；
步骤4，将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧、预精轧、精轧、减定径得到尺寸合格的钢材；粗轧前的开轧温度900～960℃，精轧前温度为880～900℃，吐丝温度为860～880℃；
步骤5，将尺寸合格的钢材在风冷线进行控制冷却，收集打包，即得强度≥1250MPa大规格钢绞线用钢。
冷却方式为：钢材从吐丝到终冷采用快速冷却，冷却速率＞10℃/s,终冷以后加盖保温罩进行缓冷，缓冷速率为0.5℃/s；吐丝温度为860～880℃，终冷温度560～580℃。
实施例1
大规格钢绞线用强度≥1250MPa盘条的生产方法，具体操作步骤如下：
步骤1，进行微合金化处理，转炉出钢前加入铬铁、钒氮合金，并在精炼炉中进行微调得到钢水，钢水成分按照质量百分比如下：碳0.80％；硅0.19％；锰0.75％；铬0.28；钒0.048，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1钢水浇铸钢坯，铸坯时控制中包温度1483℃，过热度10℃，连铸坯拉速为1.8m/min；
步骤3，将步骤2钢坯堆垛冷却后加热，加热温度设定为：预热段温度850℃，加热段1080℃，均热段1080℃，加热时间控制在140min；
步骤4，将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧、预精轧、精轧、减定径得到尺寸合格的钢材；粗轧前的开轧温度900℃，精轧前温度为880℃；
步骤5，将尺寸合格的钢材在风冷线进行控制冷却，收集打包，即得强度≥1250MPa大规格钢绞线用钢。
冷却方式为：钢材从吐丝到终冷采用快速冷却，冷却速率20℃/s,终冷以后加盖保温罩进行缓冷，缓冷速率为0.5℃/s；吐丝温度为860℃，终冷温度560℃。
实施例2
大规格钢绞线用强度≥1250MPa盘条的生产方法，具体操作步骤如下：
步骤1，进行微合金化处理，转炉出钢前加入铬铁、钒氮合金，并在精炼炉中进行微调得到钢水，钢水成分按照质量百分比如下：碳0.85％；硅0.26％；锰0.85％；磷0.025％；硫0.025％；铬0.33％；钒0.055％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1钢水浇铸钢坯，铸坯时控制中包温度1498℃，过热度25℃，连铸坯拉速为1.8m/min；
步骤3，将步骤2钢坯堆垛冷却后加热，加热温度设定为：预热段温度900℃，加热段1120℃，均热段1120℃，加热时间控制在140min；
步骤4，将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧、预精轧、精轧、减定径得到尺寸合格的钢材；粗轧前的开轧温度960℃，精轧前温度为900℃；
步骤5，将尺寸合格的钢材在风冷线进行控制冷却，收集打包，即得强度≥1250MPa大规格钢绞线用钢。
冷却方式为：钢材从吐丝到终冷采用快速冷却，冷却速率15℃/s,终冷以后加盖保温罩进行缓冷，缓冷速率为0.5℃/s；吐丝温度为880℃，终冷温度580℃。
实施例3
大规格钢绞线用强度≥1250MPa盘条的生产方法，具体操作步骤如下：
步骤1，进行微合金化处理，转炉出钢前加入铬铁、钒氮合金，并在精炼炉中进行微调得到钢水，钢水成分按照质量百分比如下：碳0.82％；硅0.22％；锰0.80％；磷0.015％；铬0.30％；钒0.05％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1钢水浇铸钢坯，铸坯时控制中包温度1490℃，过热度20℃，连铸坯拉速为1.8m/min；
步骤3，将步骤2钢坯堆垛冷却后加热，加热温度设定为：预热段温度870℃，加热段1100℃，均热段11000℃，加热时间控制在145min；
步骤4，将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧、预精轧、精轧、减定径得到尺寸合格的钢材；粗轧前的开轧温度940℃，精轧前温度为890℃；
步骤5，将尺寸合格的钢材在风冷线进行控制冷却，收集打包，即得强度≥1250MPa大规格钢绞线用钢。
冷却方式为：钢材从吐丝到终冷采用快速冷却，冷却速率15℃/s,终冷以后加盖保温罩进行缓冷，缓冷速率为0.5℃/s；吐丝温度为870℃，终冷温度570℃。
本发明所生产的盘条组织为珠光体+索氏体，索氏体比例≥86％，平均片层间距＜0.15μm，晶粒度＞10级，抗拉强度≥1250MPa,断面收缩率平均＞35％，优于国标GB/T24238-2017中相关性能要求。可用于制作1*19-2100MPa级及以上钢绞线。
同时，根据气温的变化，可以制定不同气温下风冷线冷却工艺和Cr、V元素含量控制范围。
表1
| 季节范围 | 风机控制参数 | Cr | V |
| 春秋季 | 开启1#-10#风机，开口度100％ | 0.28～0.33％ | 0.048～0.055％ |
| 夏季 | 开启1#-11#风机，开口度100％ | 0.29～0.34％ | 0.050～0.058％ |
| 冬季 | 开启1#-9#风机，开口度100％ | 0.27～0.32％ | 0.046～0.052％ |
另外，采用本发明的方法制备的盘条其部分实施例性能参数如下表2：
从表2可以看出采用本发明的方法生产的盘条其抗拉强度≥1250MPa，,断面收缩率≥35％，完全满足国标要求。
Claims (6)
1.大规格钢绞线用强度≥1250MPa盘条，其特征在于，按质量百分比由以下组分组成：碳0.80～0.85％；硅0.19～0.26％；锰0.75～0.85％；磷0～0.025％；硫0～0.025％；铬0.28～0.33％；钒0.048～0.055％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％。
2.大规格钢绞线用强度≥1250MPa盘条的生产方法，其特征在于，具体操作步骤如下：
步骤1，进行微合金化处理，转炉出钢前加入铬铁、钒氮合金，并在精炼炉中进行微调得到钢水，钢水成分按照质量百分比如下：碳0.80～0.85％；硅0.19～0.26％；锰0.75～0.85％；磷0～0.025％；硫0～0.025％；铬0.28～0.33％；钒0.048～0.055％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1钢水浇铸钢坯；
步骤3，将步骤2所述钢坯堆垛冷却后加热；
步骤4，将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧、预精轧、精轧、减定径得到尺寸合格的钢材；
步骤5，将尺寸合格的钢材在斯太尔摩风冷线进行控制冷却，收集打包，即得强度≥1250MPa大规格钢绞线用钢。
3.根据权利要求2所述的大规格钢绞线用强度≥1250MPa盘条的生产方法，其特征在于，步骤2所述铸坯控制中包温度1483～1498℃，过热度10～25℃，连铸坯拉速为1.8m/min。
4.根据权利要求2所述的大规格钢绞线用强度≥1250MPa盘条的生产方法，其特征在于，步骤3所述加热温度设定为：预热段温度850～900℃，加热段1080～1120℃，均热段1080～1120℃，加热时间控制在150min以内。
5.根据权利要求2所述的大规格钢绞线用强度≥1250MPa盘条的生产方法，其特征在于，步骤4粗轧前的开轧温度900～960℃，精轧前温度为880～900℃。
6.根据权利要求5所述的大规格钢绞线用强度≥1250MPa盘条的生产方法，其特征在于，步骤5冷却方式为：钢材从吐丝到终冷采用快速冷却，冷却速率＞10℃/s,终冷以后加盖保温罩进行缓冷，缓冷速率为0.5℃/s；所述吐丝温度为860～880℃，所述终冷温度560～580℃。
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