CN114855086A - 一种2100MPa桥梁缆索用钢盘条的生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种2100MPa桥梁缆索用钢盘条的生产方法，采用工艺路线为转炉冶炼—LF炉—VD炉—连铸—开坯—加热—轧制—冷却，钢的化学组成重量百分比为C=0.88%～0.92%，Si=1.00%～1.20%，Mn=0.70～0.90%，P≤0.015%，S≤0.015%，Al≤0.020%，Ti=0.02%～0.05%，Cr=0.35%～0.40%，V=0.03%～0.05%，N=0.0040～0.0060%，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明的高碳、Cr‑V‑Ti多元微合金化成分设计体系，LF+VD复合精炼技术，严格控制P、S含量和钢水的纯净度，轧钢控冷采用在线水雾冷却技术，生产的∮14.0mm盘条抗拉强度达到1500MPa、断面收缩率28%以上，生产∮7.0mm桥梁缆索用钢丝抗拉强度2100～2200MPa以上，扭转10～18次。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种2100MPa桥梁缆索用钢盘条的生产方法。
背景技术
21世纪以来，国际上众多大型桥梁均采用 1860 MPa 级以上的高强度缆索，其中中国2000年建成通车的沪通大桥，应用了2000 MPa 级全球最高等级镀锌钢丝。
随着基础设施的快速发展，桥梁业的发展迎来了新的机遇，对桥梁钢的性能也提出了更高的要求，建桥业提出要求超过2000 MPa 级强度的缆索用钢盘条。
发明内容
本发明旨在提供一种2100MPa桥梁缆索用钢盘条的生产方法，其代表钢种QS90SiMn,轧制规格为Ф15mm，热轧盘条抗拉强度1480±50MPa，断面收缩率28%～38%，Ф15mm热轧盘条生产∮7.0mm桥梁缆索用钢丝，抗拉强度达到2100～2200MPa，扭转10～18次。
发明的技术方案：
一种2100MPa桥梁缆索用钢盘条的生产方法，采用工艺路线为转炉冶炼—LF炉—VD炉—连铸—开坯—加热—轧制—冷却，钢的化学组成重量百分比为C=0.88%～0.92%，Si=1.00%～1.20%，Mn=0.70～0.90%，P≤0.015%，S≤0.015%，Al≤0.020%，Ti=0.02%～0.05%，Cr=0.35%～0.40%，V=0.03%～0.05%，N=0.0040～0.0060%，其余为Fe和不可避免的杂质；关键工艺步骤包括：
（1）转炉冶炼：选用铁水对残余元素要求As+Sn+Ni+Cu≤0.070%；终点控制C≥0.20%、P≤0.025%；转炉使用低氮碳粉调碳，出钢1/4时顺钢流加入脱氧剂、合金和渣料；挡渣出钢，严禁下渣；
（2）LF炉：钢水在LF炉通电时间≥25min，总吹氩时间≥55 min；精炼造白渣脱氧去夹杂，精炼渣碱度3.0～3.5；
（3）VD炉：抽真空目标67Pa以下，保真空时间≥15min，软吹时间≥25 min；钢水出站前20min不能调整氩气流量；中包钢水过热度：开浇炉≤25℃，连浇炉≤20℃；
（4）连铸：铸坯断面350mm×430mm；全程保护浇铸；结晶器电搅300A、2.5HZ，末端电搅400A、3HZ；轻压下2~7架总计18mm；铸坯入坑缓冷≥72h；
（5）开坯：开坯后断面150mm×150mm；开坯均热温度1180～1220℃，加热时间240～360min，开坯后入坑缓冷≥24h；
（6）加热：铸坯均热温度1160～1200℃，加热时间100～150min，炉内氧化性气氛，残氧量≥6%；
（7）轧制：轧制成品规格∮15.0mm；开轧温度1050～1100℃，减定径前温度850～880℃，吐丝温度750～780℃；
（8）冷却：吐丝后散卷风冷，冷却方式为风冷+水雾冷却，水雾冷却进罩温度660～630℃，出罩温度520～500℃。
发明原理：本发明2100Mpa的∮7.0mm桥梁缆索用钢丝，采用Ф15mm的热轧盘条生产，其原始抗拉强度须达到1400Mpa以上，断面收缩率28%以上，以及95%的索氏体化率才能满足其抗拉强度和扭转性能的要求。本发明通过采用高碳高硅高锰以及铬钒钛微合金成分设计，LF精炼，VD炉真空脱气、开坯、轧后水雾快冷等一系列冶炼和轧制技术，成功开发了95%以上索氏体化率组织，具有高强度的良好的综合力学性能的，能够很好的满足2100MPa的∮7.0mm桥梁缆索用钢盘条，其代表钢种QS90SiMn。
本发明的有益效果：在保证产品质量的同时，降低合金含量和生产成本，为高强度线材的开发提供了一种新的思路，推进了中国节约环保型钢材新品种的研发进程；利用钢厂现有设备和工艺条件，既不增加投资和生产成本，又提高了生产效率，节能减耗。
附图说明
图1为实施例1代表钢种QS90SiMn热轧金相组织图，500X 索氏体95%。
图2 为实施例2的代表钢种QS90SiMn热轧金相组织图，500X 索氏体98%。
图3 为实施例1代表钢种QS90SiMn夹杂物图，100X B0.5 D1 DS0.5。
图4 为实施例2代表钢种QS90SiMn夹杂物图，100X B1 D1 D0.5e。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的内容作进一步说明：
实施例1：
一种2100MPa桥梁缆索用钢盘条的生产，钢的化学组成重量百分比为C=0.88%，Si=1.00%，Mn=0.77%，P=0.015%，S=0.012%，Al=0.010%，Ti=0.02%，Cr=0.38%，V=0.032%，N=0.0046%，其余为Fe和不可避免的杂质；关键工艺步骤包括：
（1）转炉冶炼：选用优质铁水，残余元素要求As+Sn+Ni+Cu≤0.070%；终点控制目标值：C≥0.20%、P≤0.025%；转炉使用低氮碳粉调碳；出钢1/4时顺钢流加入脱氧剂、合金和渣料；挡渣出钢，严禁下渣；
（2）LF炉：钢水在LF炉通电时间35min，总吹氩时间60 min；精炼造白渣脱氧去夹杂, 精炼渣碱度3.0；
（3）VD炉：抽真空目标67Pa以下，保真空时间18min，软吹时间25 min；钢水出站前20min不调整氩气流量；中包钢水过热度：18℃；
（4）连铸：铸坯断面350mm×430mm；全程保护浇铸；结晶器电搅300A、2.5HZ,末端电搅400A、3HZ；轻压下2～7架总计18mm；铸坯入坑缓冷72h；
（5）开坯：开坯后断面150mm×150mm；开坯均热温度1180～1220℃，加热时间320min；开坯后入坑缓冷24h；
（6）加热：铸坯均热温度1160～1200℃，加热时间110min，炉内氧化性气氛，残氧量6%；
（7）轧制：轧制成品规格∮15.0mm；开轧温度1050～1100℃，减定径前温度850～880℃，吐丝温度750～760℃；
（8）冷却：吐丝后散卷风冷辊道长度120m，冷却方式为风冷+水雾冷却，水雾冷却进罩温度650℃，出罩温度510℃。
实施例2：
一种2100MPa桥梁缆索用钢盘条。钢的组成重量百分比为：C=0.92%，Si=1.20%，Mn=0.87%，P=0.012%，S=0.012%，Al=0.008%，Ti=0.04%，Cr=0.40%，V=0.045%，N=0.0056%，其余为Fe和不可避免的杂质；关键工艺步骤包括：
（1）转炉冶炼：选用优质铁水，残余元素要求As+Sn+Ni+Cu≤0.070%；终点控制目标值：C≥0.20%、P≤0.025%；转炉使用低氮碳粉调碳；出钢1/4时顺钢流加入脱氧剂、合金和渣料；挡渣出钢，严禁下渣；
（2）LF炉：钢水在LF炉通电时间35min，总吹氩时间60 min；精炼造白渣脱氧去夹杂, 精炼渣碱度3.1；
（3）VD炉：抽真空目标67Pa以下，保真空时间20min，软吹时间29 min；钢水出站前20min不调整氩气流量；中包钢水过热度： 20℃；
（4）连铸：铸坯断面350mm×430mm；全程保护浇铸；结晶器电搅300A、2.5HZ,末端电搅400A、3HZ；轻压下2～7架总计18mm；铸坯入坑缓冷80h；
（5）开坯：开坯后断面150mm×150mm；开坯均热温度1180～1220℃，加热时间330min；开坯后入坑缓冷26h；
（6）加热：铸坯均热温度1160～1200℃，加热时间115min，炉内氧化性气氛，残氧量6.5%；
（7）轧制：轧制成品规格∮15.0mm；开轧温度1050～1080℃，减定径前温度860～880℃，吐丝温度750～760℃；
（8）冷却：吐丝后散卷风冷辊道长度120m，冷却方式为风冷+水雾冷却，水雾冷却进罩温度640℃，出罩温度512℃。
实施例3：
一种2100MPa桥梁缆索用钢盘条。钢的组成重量百分比为：C=0.90%，Si=1.10%，Mn=0.75%，P=0.010%，S=0.008%，Al=0.015%，Ti=0.04%，Cr=0.36%，V= 0.042%，N=0.0050%，其余为Fe和不可避免的杂质；关键工艺步骤包括：
（1）转炉冶炼：选用优质铁水，残余元素要求：As+Sn+Ni+Cu≤0.070%；终点控制目标值：C≥0.20%、P≤0.025%；转炉使用低氮碳粉调碳；出钢1/4时顺钢流加入脱氧剂、合金和渣料；挡渣出钢，严禁下渣；
（2）LF炉：钢水在LF炉通电时间40min，总吹氩时间65 min；精炼造白渣脱氧去夹杂, 精炼渣碱度3.5；
（3）VD炉：抽真空目标67Pa以下，保真空时间22min，软吹时间32 min；钢水出站前20min不调整氩气流量；中包钢水过热度 20℃；
（4）连铸：铸坯断面350mm×430mm；全程保护浇铸；结晶器电搅300A、2.5HZ,末端电搅400A、3HZ；轻压下2～7架总计18mm；铸坯入坑缓冷75h；
（5）开坯：开坯后断面150mm×150mm；开坯均热温度1180～1220℃，加热时间312min；开坯后入坑缓冷25h；
（6）加热：铸坯均热温度1160～1200℃，加热时间108min，炉内氧化性气氛，残氧量6%；
（7）轧制：轧制成品规格∮15.0mm；开轧温度1050～1070℃，减定径前温度850～870℃，吐丝温度750～765℃；
（8）冷却：吐丝后散卷风冷辊道长度120m，冷却方式为风冷+水雾冷却，水雾冷却进罩温度630℃，出罩温度502℃。
盘条力学性能、索氏体化率、夹杂物见表1所示。
表1 实施例中盘条的力学性能、索氏体化率、夹杂物
从表1测试结果可见，采用本发明的方法生产的一种2100MPa桥梁缆索用钢盘条，规格∮15.0mm，抗拉强度1430～1530 Mpa，延伸12～14%，面缩29～38%；索氏体化率95～99%，夹杂物B1.5 D1 D0.5e。该盘条生产∮7.0mm桥梁缆索用钢丝，抗拉强度2100～2200MPa，扭转10～18次，，能够很好的满足2100MPa桥梁缆索用钢的使用要求。
Claims (1)
1.一种2100MPa桥梁缆索用钢盘条的生产方法，采用工艺路线为转炉冶炼—LF炉—VD炉—连铸—开坯—加热—轧制—冷却，钢的化学组成重量百分比为C=0.88%～0.92%，Si=1.00%～1.20%，Mn=0.70～0.90%，P≤0.015%，S≤0.015%，Al≤0.020%，Ti=0.02%～0.05%，Cr=0.35%～0.40%，V=0.03%～0.05%，N=0.0040～0.0060%，其余为Fe和不可避免的杂质；关键工艺步骤包括：
（1）转炉冶炼：选用铁水对残余元素要求As+Sn+Ni+Cu≤0.070%；终点控制C≥0.20%、P≤0.025%；转炉使用低氮碳粉调碳，出钢1/4时顺钢流加入脱氧剂、合金和渣料；挡渣出钢，严禁下渣；
（2）LF炉：钢水在LF炉通电时间≥25min，总吹氩时间≥55 min；精炼造白渣脱氧去夹杂，精炼渣碱度3.0～3.5；
（3）VD炉：抽真空目标67Pa以下，保真空时间≥15min，软吹时间≥25 min；钢水出站前20min不能调整氩气流量；中包钢水过热度：开浇炉≤25℃，连浇炉≤20℃；
（4）连铸：铸坯断面350mm×430mm；全程保护浇铸；结晶器电搅300A、2.5HZ，末端电搅400A、3HZ；轻压下2~7架总计18mm；铸坯入坑缓冷≥72h；
（5）开坯：开坯后断面150mm×150mm；开坯均热温度1180～1220℃，加热时间240～360min；开坯后入坑缓冷≥24h；
（6）加热：铸坯均热温度1160～1200℃，加热时间100～150min，炉内氧化性气氛，残氧量≥6%；
（7）轧制：轧制成品规格∮15.0mm；开轧温度1050～1100℃，减定径前温度850～880℃，吐丝温度750～780℃；
（8）冷却：吐丝后散卷风冷，冷却方式为风冷+水雾冷却，水雾冷却进罩温度660～630℃，出罩温度520～500℃。
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