CN115287409A - 一种2000MPa级异型弹性针布钢丝、盘条及盘条的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种2000MPa级异型弹性针布钢丝、盘条及盘条的生产方法，所述盘条中氧化铝类夹杂物、硅酸盐类夹杂物和球状氧化物类夹杂物的等级之和小于等于1；所述盘条中夹杂物类型为氧化物类夹杂物和硫化物类夹杂物；气体含量为：O≤12ppm，N≤50ppm；夹杂物中，等效直径尺寸ECD≥10μm的夹杂物的质量百分比小于0.25％，等效直径尺寸ECD≥5μm的夹杂物的质量百分比小于2％，等效直径尺寸ECD≤3μm的夹杂物的质量百分比大于90％。通过本发明的方案解决了由于钢中夹杂物分布不均、尺寸较大导致的用户拉拔制作2000MPa级、异型特种弹性针布钢丝断丝率高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及金属制品行业用弹性针布钢技术领域，具体而言，涉及一种2000MPa级异型弹性针 布钢丝、盘条及盘条的生产方法。
背景技术
弹性针布是纺织行业中制造整梳棉、毛、麻、绢、化纤等纤维的核心材料，主要用于精细梳理， 梳理均匀性及混合均匀性能更好。弹性针布钢丝是针布的关键核心材料，2000MPa级针布钢丝属于 高强弹性针布钢丝，断丝敏感性大幅度增加，钢丝截面有圆形、三角形、椭圆形和扁形等多种，截 面等效直径φ0.18mm～φ0.40mm不等。但异型截面大幅度增加了针布钢丝的拉拔制作难度，对钢中 夹杂物类型、尺寸及洁净度成为制作高强异型钢丝的关键瓶颈因素。
钢中脆性夹杂物如Al2O3、TiN以及硅酸盐夹杂物尺寸超过钢丝直径的2％，在拉拔过程中就容 易发生断丝。钢丝上游企业钢厂冶炼针布钢丝用原材料的夹杂物成分、分布成为制约异型钢丝大减 面率拉拔的限制性环节。
发明内容
本发明的目的在于提供一种2000MPa级异型弹性针布钢丝、盘条及盘条的生产方法，以改善上 述问题。
为了实现上述目的，本申请实施例提供了如下技术方案：
一方面，本申请实施例提供了一种盘条，所述盘条中氧化铝类夹杂物、硅酸盐类夹杂物和球状 氧化物类夹杂物的等级之和小于等于1；气体含量为：O≤12ppm，N≤50ppm；所述盘条中夹杂物类 型为氧化物类夹杂物和硫化物类夹杂物；夹杂物中，等效直径尺寸ECD≥10μm的夹杂物的质量百 分比小于0.25％，等效直径尺寸ECD≥5μm的夹杂物的质量百分比小于2％，等效直径尺寸ECD≤3μ m的夹杂物的质量百分比大于90％。
可选的，所述氧化物类夹杂物的质量百分比为30-40％，所述硫化物类夹杂物的质量百分比为 60-70％。
可选的，所述氧化物类夹杂物中Al2O3的质量百分比为30-40％，CaO+MgO的质量百分比为10-20％， SiO2的质量百分比为40-60％。
第二方面，本申请实施例提供了一种盘条的生产方法，所述方法包括电炉冶炼步骤、LF精炼 步骤、VD精炼步骤和连铸步骤；
所述电炉冶炼步骤包括：控制LF到站氧活度≤5ppm；
所述LF精炼步骤包括：控制LF炉渣渣系中CaO含量为45-55％，SiO2含量为8-12％，Al2O3含 量为25-35％，CaF2含量为≤3％，MgO含量为5-8％，FeO+MnO含量为＜0.5％，渣系碱度R在5-8；
所述VD精炼步骤包括：VD深真空保持一段时间，VD结束喂Si-Ca线进行夹杂物改性操作。
可选的，采用铝铁深脱氧工艺，控制LF到站氧活度≤5ppm。
可选的，VD深真空保持时间≥15min。
第三方面，本申请实施例提供了一种2000MPa级异型弹性针布钢丝，所述异型弹性针布钢丝由 上述盘条为母材制备而成。
本发明的有益效果为：
1、在本发明中，制约钢丝大减面率深拉拔细丝的主要是脆性夹杂物如Al2O3、TiN以及硅酸盐 夹杂物尺寸，因此本发明控制夹杂物B+C+D类≤1，通过此种方式可以大幅度降低钢丝的断丝率。
2、由于全氧总量低有利于控制钢中夹杂物粒度分布，因此本发明将全氧量控制在12ppm以下， 通过此种方法可以实现小颗粒夹杂物尺寸分布。
3、MnS夹杂物里面包裹一定量的Al2O3或SiO2颗粒夹杂，在细丝拉拔过程中出现Al2O3或SiO2颗粒与MnS夹杂断开，可以避免MnS与基体出现裂纹，而大幅度提升异型针布钢丝的细丝经拉拔能 力，因此，本发明将氧化物类夹杂物中Al2O3、CaO+MgO、SiO2的含量进行了调控，并将其调整到最 优的配比，进而大幅度提升了异型针布钢丝的细丝经拉拔能力。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或 者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书中所 特别指出的结构来实现和获得。
具体实施方式
本发明一实施方式提供了一种盘条及盘条的生产方法，以及一种采用所述盘条制备得到的 2000MPa级异型弹性针布钢丝。
本发明的盘条中氧化铝类夹杂物、硅酸盐类夹杂物和球状氧化物类夹杂物的等级之和小于等于 1；气体含量为：O≤12ppm，N≤50ppm；
钢中夹杂物分为A、B、C、D和DS类，A类硫化物类，主要是MnS，具有高的延展性，与钢可 以实现1:1协调变形。B类氧化铝类，脆硬相基本没有变形，且带棱角；C类硅酸盐类，呈现黑色 或深灰色夹杂物，一般端部呈锐角；D类球状氧化物类，不变形带角；制约钢丝大减面率深拉拔细 丝的主要是脆性夹杂物如Al2O3、TiN以及硅酸盐夹杂物尺寸。因此本发明控制夹杂物B+C+D类≤1， 可以大幅度降低钢丝的断丝率，满足用户≤0.2次/吨丝要求。控制全氧含量目标控制钢中夹杂物 总量，夹杂物总量与夹杂物尺寸分布有一定量化关系，全氧总量低有利于控制钢中夹杂物粒度分布， 实现小颗粒夹杂物尺寸分布；全氧含量＞12ppm，三类夹杂物等级B+C+D难以实现≤1水平，同时 夹杂物尺寸＞10ppm比例会大幅度上升；
所述盘条中夹杂物类型为氧化物类夹杂物和硫化物类夹杂物，所述氧化物类夹杂物的质量百分 比为30-40％，所述硫化物类夹杂物的质量百分比为60-70％，所述氧化物类夹杂物中Al2O3的质量百 分比为30-40％，CaO+MgO的质量百分比为10-20％，SiO2的质量百分比为40-60％；
热轧盘条中夹杂物类型组成直接决定着高碳针布钢盘条拉拔异型细丝的能力，硫化物类夹杂， 主要成分是MnS，具有高的延展性，在一般丝径拉拔可以实现与钢1:1协调变形，但是丝径小于 0.25mm时，会在夹杂物和基体前端出现裂纹，无法实现进一步的拉拔；但是MnS夹杂物里面包裹 一定量的Al2O3或SiO2颗粒夹杂，在细丝拉拔过程中出现Al2O3或SiO2颗粒与MnS夹杂断开，可以 避免MnS与基体出现裂纹，而大幅度提升异型针布钢丝的细丝经拉拔能力。在氧化物夹杂物比例高 于30-40％，MnS夹杂物包裹Al2O3或SiO2颗粒尺寸太大，断丝率会大幅度提升；同样，在氧化物夹 杂物比例小于30-40％，会出现MnS夹杂物不够包裹氧化物夹杂比例增多，也会导致断丝率大幅度 提升的现象。在氧化物夹杂物组分中，夹杂物组分(％Al2O3)30-40％、(％CaO+％MgO)10-20％、 (％SiO2)40-60％，可以实现夹杂物熔点在1350-1450℃，属于低熔点区，实现连浇炉数大幅度提升；
夹杂物中，等效直径尺寸ECD≥10μm的夹杂物的质量百分比小于0.25％，等效直径尺寸 ECD≥5μm的夹杂物的质量百分比小于2％，等效直径尺寸ECD≤3μm的夹杂物的质量百分比大于90％。
采用转炉或电炉+LF+VD工艺流程，铝脱氧工艺控制LF到站氧活度≤5ppm，LF炉渣[CaO] 45-55％，[SiO2]8-12％，[Al2O3]25-35％，[CaF2]≤3％，[MgO]5-8％，[FeO+MnO]＜0.5，保证钢渣界 面具有较好的互通，VD深真空保持时间≥15min，VD结束喂Si-Ca线进行夹杂物改性。控制成品盘 条中夹杂物等效直径尺寸(ECD)≥10μm比例小于0.25％，ECD≥5μm比例小于2％，ECD≤3μm比 例达到90％以上，可以保障用户拉拔0.18mm三角钢丝断丝率≤0.2次/吨丝；
本发明中所述盘条的生产方法包括电炉冶炼步骤、LF精炼步骤、VD精炼步骤和连铸步骤，所 述电炉冶炼步骤包括：采用铝铁深脱氧工艺，控制LF到站氧活度≤5ppm；所述LF精炼步骤包括： 控制LF炉渣渣系中CaO含量为45-55％，SiO2含量为8-12％，Al2O3含量为25-35％，CaF2含量为 ≤3％，MgO含量为5-8％，FeO+MnO含量为＜0.5％，渣系碱度R在5-8；所述VD精炼步骤包括：VD 深真空保持时间≥15min，VD结束喂Si-Ca线进行夹杂物改性操作。本发明中还将盘条作为母材制 备一种2000MPa级异型弹性针布钢丝。
以下通过实施例进行具体介绍：
实施例1
在生产盘条时，关键工艺为：在电炉冶炼步骤采用铝铁深脱氧工艺，控制LF到站氧活度 5ppm；在LF精炼步骤控制LF炉渣渣系中CaO含量为45％，SiO2含量为8％，Al2O3含量为25％，CaF2含量为2％，MgO含量为5％，FeO+MnO含量为0.4％，渣系碱度R为5；在VD精炼步骤中，VD深真空 保持时间为15min，VD结束喂Si-Ca线进行夹杂物改性操作，除了上述工艺之外，完成盘条制备的 其他工艺均采用常规的技术手段。
实施例2
在生产盘条时，关键工艺为：在电炉冶炼步骤采用铝铁深脱氧工艺，控制LF到站氧活度 4ppm；在LF精炼步骤控制LF炉渣渣系中CaO含量为55％，SiO2含量为12％，Al2O3含量为35％，CaF2含量为2％，MgO含量为8％，FeO+MnO含量为0.4％，渣系碱度R为6；在VD精炼步骤中，VD深真空 保持时间为16min，VD结束喂Si-Ca线进行夹杂物改性操作，除了上述工艺为其他工艺均采用常规 的技术手段；
实施例3
在生产盘条时，关键工艺为：在电炉冶炼步骤采用铝铁深脱氧工艺，控制LF到站氧活度 3ppm；在LF精炼步骤控制LF炉渣渣系中CaO含量为50％，SiO2含量为10％，Al2O3含量为25％，CaF2含量为2％，MgO含量为6％，FeO+MnO含量为0.4％，渣系碱度R为7；在VD精炼步骤中，VD深真空 保持时间为18min，VD结束喂Si-Ca线进行夹杂物改性操作，除了上述工艺为其他工艺均采用常规 的技术手段；
实施例4
在生产盘条时，关键工艺为：在电炉冶炼步骤采用铝铁深脱氧工艺，控制LF到站氧活度 2ppm；在LF精炼步骤控制LF炉渣渣系中CaO含量为46％，SiO2含量为10％，Al2O3含量为25％，CaF2含量为2％，MgO含量为5％，FeO+MnO含量为0.4％，渣系碱度R为5；在VD精炼步骤中，VD深真空 保持时间为15min，VD结束喂Si-Ca线进行夹杂物改性操作，除了上述工艺为其他工艺均采用常规 的技术手段；
实施例5
在生产盘条时，关键工艺为：在电炉冶炼步骤采用铝铁深脱氧工艺，控制LF到站氧活度 5ppm；在LF精炼步骤控制LF炉渣渣系中CaO含量为46％，SiO2含量为8％，Al2O3含量为25％，CaF2含量为2％，MgO含量为5％，FeO+MnO含量为0.3％，渣系碱度R为7；在VD精炼步骤中，VD深真空 保持时间为19min，VD结束喂Si-Ca线进行夹杂物改性操作，除了上述工艺为其他工艺均采用常规 的技术手段；
实施例6
在生产盘条时，关键工艺为：在电炉冶炼步骤采用铝铁深脱氧工艺，控制LF到站氧活度 5ppm；在LF精炼步骤控制LF炉渣渣系中CaO含量为53％，SiO2含量为11％，Al2O3含量为28％，CaF2含量为2％，MgO含量为5％，FeO+MnO含量为0.4％，渣系碱度R为8；在VD精炼步骤中，VD深真空 保持时间为16min，VD结束喂Si-Ca线进行夹杂物改性操作，除了上述工艺为其他工艺均采用常规 的技术手段；
实施例7
在生产盘条时，关键工艺为：在电炉冶炼步骤采用铝铁深脱氧工艺，控制LF到站氧活度 2ppm；在LF精炼步骤控制LF炉渣渣系中CaO含量为51％，SiO2含量为11％，Al2O3含量为25％，CaF2含量为2％，MgO含量为5％，FeO+MnO含量为0.4％，渣系碱度R为5；在VD精炼步骤中，VD深真空 保持时间为15min，VD结束喂Si-Ca线进行夹杂物改性操作，除了上述工艺为其他工艺均采用常规 的技术手段；
实施例8
在生产盘条时，关键工艺为：在电炉冶炼步骤采用铝铁深脱氧工艺，控制LF到站氧活度 5ppm；在LF精炼步骤控制LF炉渣渣系中CaO含量为53％，SiO2含量为8％，Al2O3含量为28％，CaF2含量为2％，MgO含量为5％，FeO+MnO含量为0.4％，渣系碱度R为5；在VD精炼步骤中，VD深真空 保持时间为16min，VD结束喂Si-Ca线进行夹杂物改性操作，除了上述工艺为其他工艺均采用常规 的技术手段；
对比例1、对比例2和对比例3为采用常规的技术手段生产得到的盘条，同时在通过以上方法 得到的盘条的基础上，采用相同的常规的技术手段生产2000MPa级异型弹性针布钢丝；
对上述生产得到的盘条和2000MPa级异型弹性针布钢丝进行检测，检测结果如表1和表2所示。
表1
表2
本发明在深入分析了导致异型、高强钢丝断丝率高的原因基础上，通过冶炼铝脱氧、精炼造渣、 夹杂物上浮、Ca处理及真空精炼处理全工序控制夹杂物，实现了成品材夹杂物的精细化控制，保 障了最细丝径0.18mm，2000MPa级、异型弹性针布钢丝的大减面率拉拔工序，同时由上表可以得出， 通过本发明的方案制备得到的2000MPa级异型弹性针布钢丝断丝率极大的降低，解决了由于钢中夹 杂物分布不均、尺寸较大导致的用户拉拔制作2000MPa级、异型特种弹性针布钢丝断丝率高的问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进 等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种盘条，其特征在于，所述盘条中氧化铝类夹杂物、硅酸盐类夹杂物和球状氧化物类夹杂物的等级之和小于等于1；气体含量为：O≤12ppm，N≤50ppm；所述盘条中夹杂物类型为氧化物类夹杂物和硫化物类夹杂物；夹杂物中，等效直径尺寸ECD≥10μm的夹杂物的质量百分比小于0.25％，等效直径尺寸ECD≥5μm的夹杂物的质量百分比小于2％，等效直径尺寸ECD≤3μm的夹杂物的质量百分比大于90％。
2.根据权利要求1所述的盘条，其特征在于，所述氧化物类夹杂物的质量百分比为30-40％，所述硫化物类夹杂物的质量百分比为60-70％。
3.根据权利要求2所述的盘条，其特征在于，所述氧化物类夹杂物中Al2O3的质量百分比为30-40％，CaO+MgO的质量百分比为10-20％，SiO2的质量百分比为40-60％。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的盘条的生产方法，包括电炉冶炼步骤、LF精炼步骤、VD精炼步骤和连铸步骤，其特征在于：
所述电炉冶炼步骤包括：控制LF到站氧活度≤5ppm；
所述LF精炼步骤包括：控制LF炉渣渣系中CaO含量为45-55％，SiO2含量为8-12％，Al2O3含量为25-35％，CaF2含量为≤3％，MgO含量为5-8％，FeO+MnO含量为＜0.5％，渣系碱度R在5-8；
所述VD精炼步骤包括：VD深真空保持一段时间，VD结束喂Si-Ca线进行夹杂物改性操作。
5.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，采用铝铁深脱氧工艺，控制LF到站氧活度≤5ppm。
6.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，VD深真空保持时间≥15min。
7.一种2000MPa级异型弹性针布钢丝，其特征在于，所述2000MPa级异型弹性针布钢丝由权利要求1-3任一项所述的盘条为母材制备而成。
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2022
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