CN115287547B - 一种桥梁缆索钢盘条及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种桥梁缆索钢盘条，所述盘条直径1/4位置及中心位置的晶界网状渗碳体等级不大于1级。本发明还公开了上述盘条的制备方法，包括将精炼后的钢水经过连铸工序、开坯工序、轧制工序和控温冷却工序处理，得到所述盘条，所述连铸工序中，二冷区导辊段包括10对上、下辊子，辊缝错位总量为2~4mm，单对辊子错位量为0.2~0.4mm；所述连铸坯宽面中心纵截面厚度1/4位置中间裂纹等级大于0级且小于等于3级。本发明从连铸、开坯、轧钢和控温冷却全流程考虑如何减少盘条晶界网状渗碳体异常组织，最终保证14mm规格盘条直径1/4位置及中心位置晶界网状渗碳体等级控制为1级以下。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼领域，具体涉及一种桥梁缆索钢盘条及其制备方法。
背景技术
桥梁缆索用盘条主要用作桥梁的受力构件。为顺应桥梁建设向大跨度和超高强度发展趋势，急需开发高强度桥梁缆索用盘条。
提高碳含量是桥梁缆索钢最重要的强化手段，然而随着碳含量的提高，桥梁缆索钢的制造难度也越来越大，尤其是碳含量增加后，容易造成碳偏析，对盘条组织性能的调控会带来难度，晶界网状渗碳体难以得到控制，因此需从连铸、开坯、轧钢和控温冷却全流程考虑如何减少盘条晶界网状渗碳体异常组织。
中国专利文献CN113512630A提供一种过共析钢盘条网状渗碳体的消除方法，其将具有网状渗碳体的过共析钢盘条开卷，而后导入至加热炉内并在所述加热炉的均温段保持4～10min，均温段的温度维持在盘条的Accm以上100～150℃，再将盘条自加热炉转移至盐浴槽中，进行盐浴30～120s，但是该方法属于事后解决，即出现网碳之后的解决方式，并不能从源头来控制盘条网碳的形成。
中国专利文献CN112375975A提供一种极高强制丝及其热轧盘条控制网状渗碳体的生产方法，通过对连铸过热度、结晶器和末端电磁搅拌以及轻压下技术，将中心碳偏析系数控制在1.08以内，同时对轧制温度和控冷制度进行设计，将偏析级别控制在1.0级以内，网状渗碳体平均控制在2.0级以内。但该方法未对结晶器和末端电磁搅拌以及轻压下技术进行具体的量化，同时仅对连铸坯中心C偏析及盘条中心偏析等级、网状渗碳体进行了控制说明，并未对连铸坯1/4位置及盘条1/4位置偏析、网状渗碳体进行控制及描述，且网状渗碳体控制在2.0级以内，无法满足高强度桥梁缆索钢的使用要求。
中国专利文献CN111850400A提供一种超高碳冷拔用钢盘条的网状渗碳体控制方法，主要通过高温扩散、降低轧制速度、提高轧制温度和吐丝温度、增大恢复段长度、提高冷却速度等措施，实现了对超高碳冷拔用钢盘条中网状渗碳体的稳定控制，该方法同样属于事后解决问题的方式，并未对连铸坯的偏析进行改善。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于现有技术对网状渗碳体均为事后解决，控制效果不好的问题，从而提供一种桥梁缆索钢盘条及其制备方法。
为此，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种桥梁缆索钢盘条，所述盘条直径1/4位置及中心位置的晶界网状渗碳体等级不大于1级；
以质量百分数计，所述盘条包括：0.85%≤C≤1.00%、0.80%≤Si≤1.20%、0.30%≤Mn≤0.60%、0.10%≤Cr≤0.30%、P≤0.015%、S≤0.01%、0.01%≤Al≤0.03%、0.02%≤V≤0.06%、Ti≤0.0030%、N≤0.0030%、O≤0.0025%，余量为Fe和其它不可避免的杂质。
本发明还提供上述桥梁缆索钢盘条的制备方法，包括将精炼后的钢水经过连铸工序、开坯工序、轧制工序和控温冷却工序处理，得到所述盘条，所述连铸工序中，二冷区导辊段包括10对上、下辊子，辊缝错位总量为2~4mm，单对辊子错位量为0.2~0.4mm；
连铸工序和开坯工序之间，还包括检测连铸坯宽面中心纵截面厚度1/4位置中间裂纹等级的步骤；
所述连铸坯宽面中心纵截面厚度1/4位置中间裂纹等级大于0级且小于等于3级。
进一步地，所述连铸坯宽面中心纵截面厚度1/4位置中间裂纹等级与开坯工序中第1道次轧辊压下率对应关系为：
0＜中间裂纹等级≤1.0，第1道次轧辊压下率为10~13%；或，
1＜中间裂纹等级≤2.0，第1道次轧辊压下率为17~20%；或，
2＜中间裂纹等级≤3.0，第1道次轧辊压下率为24~30%；
具体地，当中间裂纹等级为0.5或1时，第1道次轧辊压下率为10~13%；
中间裂纹等级为1.5或2时，第1道次轧辊压下率为17~20%；
中间裂纹等级为2.5或3时，第1道次轧辊压下率为24~30%；
所述开坯工序采用连轧开坯，轧制时连铸坯厚度方向与第1道次轧辊压下方向垂直。
连铸工序中连铸机包括9台拉矫机，沿拉坯方向依次为第一拉矫机、第二拉矫机、第三拉矫机、第四拉矫机、第五拉矫机、第六拉矫机、第七拉矫机、第八拉矫机和第九拉矫机，
其中第一拉矫机、第二拉矫机和第三拉矫机分布在矫直段，压力分别为40~50bar、45~55bar、50~60bar；
第四拉矫机、第五拉矫机、第六拉矫机、第七拉矫机、第八拉矫机和第九拉矫机分布在水平段，压力分别为70~80bar、90~100bar、110~120bar、120~130bar、140~150bar、150~160bar。
所述连铸工序中，连铸机为直弧形矩形坯连铸机，连铸坯断面尺寸为280~410mm×360~530mm，弧半径为8~10m；
连铸机拉速为0.40~0.80m/min，中间包钢水过热度为15~25℃，结晶器电磁搅拌电流为600~800A、频率1~3Hz，二冷区比水量为0.2~0.4L/kg。
所述开坯工序中，开坯加热炉包括：
预热段，炉温800~880℃，加热时间60-90min；
加热1段，炉温930~1010℃，加热时间75-112.5min；
加热2段，炉温1070~1140℃，加热时间75-112.5min；
均热段，炉温1160~1200℃，加热时间90-135min；
所述开坯工序中，开轧温度为1050~1150℃，开坯料断面尺寸为140mm×140mm。
所述轧制工序中，开坯料进轧制加热炉进行升温，轧制加热炉包括：
预热段，炉温为820~890℃，加热时间24-36min；
加热段，炉温为950~1020℃，加热时间24-36min；
均热段，炉温为1100~1180℃，加热时间32-48min。
所述轧制工序中，轧制加热炉中开坯料开轧温度为1010~1060℃，吐丝温度为850~890℃。
所述控温冷却工序采用斯太尔摩控制冷却工艺，其中，入口段的辊道速度为1m/s，第一段的辊道速度为1.3m/s，第二段的辊道速度为1.5m/s，第三段的辊道速度为1.7m/s，第四段辊道速度为1.7m/s，风冷线1#至6#风机风量为100%，7#、8#风机风量为80%，其余风机关闭。
优选地，连铸工序后得到的连铸坯宽面中心纵截面厚度1/4位置中间裂纹1~3级，中心疏松0~0.5级，中心缩孔0级；连铸坯宽面中心纵截面厚度1/4位置C偏析值为1.10~1.16，中心位置C偏析值为1.06~1.10。
开坯工序后得到的开坯料中间裂纹，中心疏松、缩孔均为0级；开坯料宽面中心厚度1/4位置C偏析值为1.06~1.10，中心位置C偏析值为1.04~1.08。
本发明技术方案，具有如下优点：
（1）本发明提供一种桥梁缆索钢盘条，由于作为桥梁缆索使用时，需将盘条经冷拉拔、热镀锌等工序加工为6~7mm成品镀锌钢丝，而桥梁跨度的提高和苛刻的服役环境，对镀锌钢丝的强度及扭转性能有着严格要求，冷拉拔时盘条中心网碳易导致脆断，扭转合股时镀锌钢丝1/4位置承载应变大于中心位置，1/4位置网碳易导致斜劈断裂，因此，需要同时保证盘条直径1/4位置及中心位置的晶界网状渗碳体等级均不大于1级；同时，为保证镀锌钢丝的强度、扭转等性能指标，对盘条的组分作出了限定。
（2）针对桥梁缆索钢盘条晶界网状渗碳体问题，本发明从连铸、开坯、轧钢和控温冷却全流程考虑如何减少盘条晶界网状渗碳体异常组织，最终保证14mm规格盘条直径1/4位置及中心位置晶界网状渗碳体等级控制为1级以下，抗拉强度为1380~1640MPa，断面收缩率为32~42%。
（3）本发明连铸工序中，首先，中间包钢水采用低过热度浇注，有利于连铸坯内部形成等轴晶，减轻中心偏析；进一步，依据连铸机断面尺寸，采用低拉速、二冷区弱冷等工艺参数，减缓铸坯表面及内部温度梯度，有助于扩大中心等轴晶区，减轻中心偏析；再次，结晶器下方二冷区导辊段上、下辊，控制辊缝错位量偏差较大，使得连铸坯厚度方向易发生鼓肚，连铸坯进入矫直段拉矫机施加较大的矫直压力，凝固前沿不仅要承受较大的矫直应变，还要承受因连铸坯厚度方向发生鼓肚导致拉矫机辊子错位产生的辊子错位应变，二者共同作用下，连铸坯凝固前沿受应变大于铸坯允许变形的应变值，在连铸坯宽面中心内弧侧厚度方向形成中间裂纹，真空状态的中间裂纹形成的同时，产生抽吸作用，将中心富含溶质的钢液吸入裂纹位置，减轻铸坯中心偏析；最后，连铸坯进入水平段，采用大的压下力，能提高连铸坯中心致密度，起到消除中心缩孔、疏松和减轻中心偏析的作用。最终得到的连铸坯宽面中心纵截面厚度1/4位置中间裂纹等级大于0级、小于等于3级，中心疏松0~0.5级，中心缩孔0级，1/4位置C偏析值为1.10~1.16，中心位置C偏析值为1.06~1.10。
（4）本发明开坯工序，首先，控制连铸坯在加热炉内预热段、加热段和均热段的温度和时间，使加热炉温度稳步上升，以免使铸坯产生裂纹，且高温有利于连铸坯内部C含量扩散，减轻局部C偏析；进一步，采用连轧开坯，轧制时保持连铸坯厚度方向与第1道次轧辊压下方向垂直，依据连铸坯中间裂纹等级，确定开坯第1道次轧辊压下率，促使连铸坯中间裂纹焊合；再次，控制开轧温度及断面尺寸，保证开坯料中间裂纹，中心疏松、缩孔均为0级，开坯料宽面中心厚度1/4位置C偏析值为1.06~1.10，中心位置C偏析值为1.04~1.08。
（5）本发明轧制工序中，控制开坯料在加热炉内预热段、加热段和均热段的温度和时间，保证开坯料温度稳步上升，且高温有利于连铸坯内部C含量扩散，进一步减轻开坯料1/4位置及中心局部C偏析；控制开轧温度和吐丝温度，有助于减小奥氏体尺寸，降低C的晶界富集浓度，进一步提升盘条质量，保证较优的盘条均匀性。
（6）本发明控温冷却工序，采用斯太尔摩控制冷却工艺，也即在斯太尔摩线上实现对盘条的轧后冷却，这样便于对冷速进行有效控制。其中，斯太尔摩冷却线位于吐丝机和集卷器之间并具有输送盘条的辊道，通过调整辊道速度、风机风量控制盘条冷却速度，控制盘条直径1/4位置及中心位置晶界网状渗碳体等级控制为不大于1级。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中得到的连铸坯的宽面中心纵截面低倍图；
图2为本发明实施例1中得到的开坯料的低倍图；
图3为本发明实施例1中得到的盘条直径1/4位置金相图；
图4为本发明实施例1中得到的盘条直径中间位置金相图。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行，所述试剂均为市售标准试剂。
以下具体实施例是对本发明的进一步说明，所举案例并不能列举出本发明的全部实施方式，仅以其中部分实施方式为例进行说明，具体实施例如下：
实施例1：
本实施例提供一种桥梁缆索钢盘条，使用的钢种为SWRS87Si，连铸机断面尺寸为280mm×360mm，弧半径为8m，具体制备方法如下：
连铸工序：
钢水在结晶器内形成一定厚度坯壳，连铸坯经拉矫机牵引作用，进入二冷区喷水冷却。连铸机拉速为0.80m/min，中间包钢水过热度为25℃，结晶器电磁搅拌参数为600A、3Hz，二冷区比水量为0.4L/kg。
出结晶器后，进入二冷区导辊段，导辊段依次分布了10对辊，编号分别为1a~10a，辊缝错位量分别为0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm。
经二冷区后，连铸坯进入空冷段及轻压下区间，拉矫机1#~9#压力分别为40bar、45bar、50bar、70bar、90bar、110bar、120bar、140bar、150bar。
对连铸坯取低倍样，做横截面酸洗，观察其中间裂纹、中心缩孔、中心疏松，并分析其1/4位置和中心位置C偏析情况。连铸坯宽面中心厚度1/4位置中间裂纹1级，中心疏松0级，中心缩孔0级，1/4位置C偏析值为1.10，中心位置C偏析值为1.10。
开坯工序：
采用连轧开坯，将连铸坯运至加热炉，预热段炉温为800℃，加热1段炉温为930℃，加热2段炉温为1070℃，均热段炉温为1160℃。连铸坯在加热炉中加热时间为300min，其中预热段时间占比为20%，加热1段时间占比为25%，加热2段时间占比为25%，均热段时间占比为30%。开轧温度为1050℃，轧制时保持连铸坯厚度方向与第1道次轧辊压下方向垂直，开坯第1道次轧辊压下率a为12%，促使连铸坯中间裂纹焊合，开坯料断面尺寸为140mm×140mm，中间裂纹，中心疏松、缩孔均为0级，开坯料宽面中心厚度1/4位置C偏析值为1.06，中心位置C偏析值为1.08。
轧制工序：
开坯料进加热炉进行升温，加热炉分为3段，预热段炉温为820℃，加热段炉温为950℃，均热段炉温为1100℃。开坯料在加热炉中加热总时间为80min，其中预热段时间占比为30%，加热段时间占比为30%，均热段时间占比为40%。加热炉中开坯料开轧温度为1010℃，吐丝温度为850℃。
控温冷却工序：
采用斯太尔摩控制冷却工艺，入口段的辊道速度为1m/s，第一段的辊道速度为1.3m/s，第二段的辊道速度为1.5m/s，第三段的辊道速度为1.7m/s，第四段辊道速度为1.7m/s，风冷线1#至6#风机风量为100%，7#、8#风机风量为80%，其余风机关闭。
成品盘条规格为5mm，使用4%硝酸酒精溶液进行腐蚀，观察其直径1/4和中心位置晶界网状渗碳体组织，1/4位置晶界网状渗碳体组织为0级，中心位置晶界网状渗碳体组织为1级。
实施例2：
本实施例提供一种桥梁缆索钢盘条，使用的钢种为SWRS87Si，连铸机断面尺寸为350mm×430mm，弧半径为8m，具体制备方法如下：
连铸工序：
钢水在结晶器内形成一定厚度坯壳，连铸坯经拉矫机牵引作用，进入二冷区喷水冷却。连铸机拉速为0.60m/min，中间包钢水过热度为20℃，结晶器电磁搅拌参数为700A、2Hz，二冷区比水量为0.3L/kg。
出结晶器后，进入二冷区导辊段，导辊段依次分布了10对辊，编号分别为1a~10a，辊缝错位量分别为0.3mm、0.3mm、0.3mm、0.3mm、0.3mm、0.3mm、0.3mm、0.3mm、0.3mm、0.2mm。
经二冷区后，连铸坯进入空冷段及轻压下区间，拉矫机1#~9#压力分别为45bar、50bar、55bar、75bar、95bar、115bar、125bar、145bar、155bar。
对连铸坯取低倍样，做横截面酸洗，观察其中间裂纹、中心缩孔、中心疏松，并分析其1/4位置和中心位置C偏析情况。连铸坯宽面中心厚度1/4位置中间裂纹2级，中心疏松0级，中心缩孔0级，1/4位置C偏析值为1.13，中心位置C偏析值为1.08。
开坯工序：
采用连轧开坯，将连铸坯运至加热炉，预热段炉温为840℃，加热1段炉温为970℃，加热2段炉温为1100℃，均热段炉温为1180℃。连铸坯在加热炉中加热时间为370min，其中预热段时间占比为20%，加热1段时间占比为25%，加热2段时间占比为25%，均热段时间占比为30%。开轧温度为1100℃，轧制时保持连铸坯厚度方向与第1道次轧辊压下方向垂直，开坯第1道次轧辊压下率a为18%，促使连铸坯中间裂纹焊合，开坯料断面尺寸为140mm×140mm，中间裂纹，中心疏松、缩孔均为0级，开坯料宽面中心厚度1/4位置C偏析值为1.08，中心位置C偏析值为1.06。
轧制工序：
开坯料进加热炉进行升温，加热炉分为3段，预热段炉温为860℃，加热段炉温为990℃，均热段炉温为1140℃。开坯料在加热炉中加热总时间为100min，其中预热段时间占比为30%，加热段时间占比为30%，均热段时间占比为40%。加热炉中开坯料开轧温度为1040℃，吐丝温度为870℃。
控温冷却工序：
采用斯太尔摩控制冷却工艺，入口段的辊道速度为1m/s，第一段的辊道速度为1.3m/s，第二段的辊道速度为1.5m/s，第三段的辊道速度为1.7m/s，第四段辊道速度为1.7m/s，风冷线1#至6#风机风量为100%，7#、8#风机风量为80%，其余风机关闭。
成品盘条规格为7mm，使用4%硝酸酒精溶液进行腐蚀，观察其直径1/4和中心位置晶界网状渗碳体组织，1/4和中心位置晶界网状渗碳体组织均为0级。
实施例3：
本实施例提供一种桥梁缆索钢盘条，使用的钢种为SWRS87Si，连铸机断面尺寸为410mm×530mm，弧半径为8m，具体制备方法如下：
连铸工序：
钢水在结晶器内形成一定厚度坯壳，连铸坯经拉矫机牵引作用，进入二冷区喷水冷却。连铸机拉速为0.40m/min，中间包钢水过热度为15℃，结晶器电磁搅拌参数为800A、1Hz，二冷区比水量为0.2L/kg。
出结晶器后，进入二冷区导辊段，导辊段依次分布了10对辊，编号分别为1a~10a，辊缝错位量分别为0.4mm、0.4mm、0.4mm、0.4mm、0.4mm、0.4mm、0.4mm、0.4mm、0.4mm、0.2mm。
经二冷区后，连铸坯进入空冷段及轻压下区间，拉矫机1#~9#压力分别为50bar、55bar、60bar、80bar、100bar、120bar、130bar、150bar、160bar。
对连铸坯取低倍样，做横截面酸洗，观察其中间裂纹、中心缩孔、中心疏松，并分析其1/4位置和中心位置C偏析情况。连铸坯宽面中心厚度1/4位置中间裂纹3级，中心疏松0级，中心缩孔0级，1/4位置C偏析值为1.16，中心位置C偏析值为1.06。
开坯工序：
采用连轧开坯，将连铸坯运至加热炉，预热段炉温为880℃，加热1段炉温为1010℃，加热2段炉温为1140℃，均热段炉温为1200℃。连铸坯在加热炉中加热时间为370min，其中预热段时间占比为20%，加热1段时间占比为25%，加热2段时间占比为25%，均热段时间占比为30%。开轧温度为1150℃，轧制时保持连铸坯厚度方向与第1道次轧辊压下方向垂直，开坯第1道次轧辊压下率a为27%，促使连铸坯中间裂纹焊合，开坯料断面尺寸为140mm×140mm，中间裂纹，中心疏松、缩孔均为0级，开坯料宽面中心厚度1/4位置C偏析值为1.10，中心位置C偏析值为1.04。
轧制工序：
开坯料进加热炉进行升温，加热炉分为3段，预热段炉温为890℃，加热段炉温为1120℃，均热段炉温为1180℃。开坯料在加热炉中加热总时间为120min，其中预热段时间占比为30%，加热段时间占比为30%，均热段时间占比为40%。加热炉中开坯料开轧温度为1060℃，吐丝温度为890℃。
控温冷却工序：
采用斯太尔摩控制冷却工艺，入口段的辊道速度为1m/s，第一段的辊道速度为1.3m/s，第二段的辊道速度为1.5m/s，第三段的辊道速度为1.7m/s，第四段辊道速度为1.7m/s，风冷线1#至6#风机风量为100%，7#、8#风机风量为80%，其余风机关闭。
成品盘条规格为14mm，使用4%硝酸酒精溶液进行腐蚀，观察其直径1/4和中心位置晶界网状渗碳体组织，1/4位置晶界网状渗碳体组织为1级，中心位置晶界网状渗碳体组织为0级。
对比例1
本对比例提供一种桥梁缆索钢盘条，使用的钢种为SWRS87Si，连铸机断面尺寸为280mm×360mm，弧半径为8m。和实施例1的区别在于，改变连铸工序中的辊缝错位量，具体制备方法如下：
连铸工序：
钢水在结晶器内形成一定厚度坯壳，连铸坯经拉矫机牵引作用，进入二冷区喷水冷却。连铸机拉速为0.80m/min，中间包钢水过热度为25℃，结晶器电磁搅拌参数为600A、3Hz，二冷区比水量为0.4L/kg。
出结晶器后，进入二冷区导辊段，导辊段依次分布了10对辊，编号分别为1a~10a，辊缝错位量分别为0.1mm、0.1mm、0.1mm、0.1mm、0.1mm、0.1mm、0.1mm、0.1mm、0.1mm、0.1mm。
经二冷区后，连铸坯进入空冷段及轻压下区间，拉矫机1#~9#压力分别为40bar、45bar、50bar、70bar、90bar、110bar、120bar、140bar、150bar。
对连铸坯取低倍样，做横截面酸洗，观察其中间裂纹、中心缩孔、中心疏松，并分析其1/4位置和中心位置C偏析情况。连铸坯宽面中心厚度1/4位置中间裂纹0级，中心疏松0级，中心缩孔0级，1/4位置C偏析值为1.04，中心位置C偏析值为1.20。
开坯工序：
采用连轧开坯，将连铸坯运至加热炉，预热段炉温为800℃，加热1段炉温为930℃，加热2段炉温为1070℃，均热段炉温为1160℃。连铸坯在加热炉中加热时间为300min，其中预热段时间占比为20%，加热1段时间占比为25%，加热2段时间占比为25%，均热段时间占比为30%。开轧温度为1050℃，轧制时保持连铸坯厚度方向与第1道次轧辊压下方向垂直，开坯第1道次轧辊压下率a为12%，促使连铸坯中间裂纹焊合，开坯料断面尺寸为140mm×140mm，中间裂纹0级，中心疏松、缩孔均为0级，开坯料宽面中心厚度1/4位置C偏析值为1.02，中心位置C偏析值为1.18。
轧制工序：
开坯料进加热炉进行升温，加热炉分为3段，预热段炉温为820℃，加热段炉温为950℃，均热段炉温为1100℃。开坯料在加热炉中加热总时间为80min，其中预热段时间占比为30%，加热段时间占比为30%，均热段时间占比为40%。加热炉中开坯料开轧温度为1010℃，吐丝温度为850℃。
控温冷却工序：
采用斯太尔摩控制冷却工艺，入口段的辊道速度为1m/s，第一段的辊道速度为1.3m/s，第二段的辊道速度为1.5m/s，第三段的辊道速度为1.7m/s，第四段辊道速度为1.7m/s，风冷线1#至6#风机风量为100%，7#、8#风机风量为80%，其余风机关闭。
成品盘条规格为5mm，使用4%硝酸酒精溶液进行腐蚀，观察其直径1/4和中心位置晶界网状渗碳体组织，1/4位置晶界网状渗碳体组织为0级，中心位置晶界网状渗碳体组织为3级。
由于改变了连铸工序中的辊缝错位量，使得得到的连铸坯中间裂纹为0，无法产生抽吸作用，使得得到的连铸坯中心偏析变高，最终随着后续步骤的进行，影响中心位置的晶界网状渗碳体组织。
对比例2
本对比例提供一种桥梁缆索钢盘条，使用的钢种为SWRS87Si，连铸机断面尺寸为280mm×360mm，弧半径为8m。和实施例1的区别在于，开坯工序中轧制时保持连铸坯厚度方向与第1道次轧辊压下方向平行，具体制备方法如下：
连铸工序：
钢水在结晶器内形成一定厚度坯壳，连铸坯经拉矫机牵引作用，进入二冷区喷水冷却。连铸机拉速为0.80m/min，中间包钢水过热度为25℃，结晶器电磁搅拌参数为600A、3Hz，二冷区比水量为0.4L/kg。
出结晶器后，进入二冷区导辊段，导辊段依次分布了10对辊，编号分别为1a~10a，辊缝错位量分别为0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm。
经二冷区后，连铸坯进入空冷段及轻压下区间，拉矫机1#~9#压力分别为40bar、45bar、50bar、70bar、90bar、110bar、120bar、140bar、150bar。
对连铸坯取低倍样，做横截面酸洗，观察其中间裂纹、中心缩孔、中心疏松，并分析其1/4位置和中心位置C偏析情况。连铸坯宽面中心厚度1/4位置中间裂纹1级，中心疏松0级，中心缩孔0级，1/4位置C偏析值为1.10，中心位置C偏析值为1.10。
开坯工序：
采用连轧开坯，将连铸坯运至加热炉，预热段炉温为800℃，加热1段炉温为930℃，加热2段炉温为1070℃，均热段炉温为1160℃。连铸坯在加热炉中加热时间为300min，其中预热段时间占比为20%，加热1段时间占比为25%，加热2段时间占比为25%，均热段时间占比为30%。开轧温度为1050℃，轧制时保持连铸坯厚度方向与第1道次轧辊压下方向平行，开坯第1道次轧辊压下率a为12%。
开坯料断面尺寸为140mm×140mm，中间裂纹1.5级，中心疏松、缩孔均为0级，开坯料宽面中心厚度1/4位置C偏析值为1.10，中心位置C偏析值为1.08。
轧制工序：
开坯料进加热炉进行升温，加热炉分为3段，预热段炉温为820℃，加热段炉温为950℃，均热段炉温为1100℃。开坯料在加热炉中加热总时间为80min，其中预热段时间占比为30%，加热段时间占比为30%，均热段时间占比为40%。加热炉中开坯料开轧温度为1010℃，吐丝温度为850℃。
控温冷却工序：
采用斯太尔摩控制冷却工艺，入口段的辊道速度为1m/s，第一段的辊道速度为1.3m/s，第二段的辊道速度为1.5m/s，第三段的辊道速度为1.7m/s，第四段辊道速度为1.7m/s，风冷线1#至6#风机风量为100%，7#、8#风机风量为80%，其余风机关闭。
成品盘条规格为5mm，使用4%硝酸酒精溶液进行腐蚀，观察其直径1/4和中心位置晶界网状渗碳体组织，1/4位置晶界网状渗碳体组织为2级，中心位置晶界网状渗碳体组织为1级。
由于在开坯工序中轧制时保持连铸坯厚度方向与第1道次轧辊压下方向平行，不仅无法促使连铸坯中间裂纹焊合，还会进一步导致中间裂纹扩展，因而开坯料的中间裂纹1.5级，裂纹位置C偏析在加热炉内无法扩散、均匀，最终使得经后道工序得到的盘条1/4位置和中心位置晶界网状渗碳体组织等级高。
对比例3
本对比例提供一种桥梁缆索钢盘条，使用的钢种为SWRS87Si，连铸机断面尺寸为280mm×360mm，弧半径为8m。和实施例1的区别在于，开坯工序中开坯第1道次轧辊压下率a为5%，具体制备方法如下：
连铸工序：
钢水在结晶器内形成一定厚度坯壳，连铸坯经拉矫机牵引作用，进入二冷区喷水冷却。连铸机拉速为0.80m/min，中间包钢水过热度为25℃，结晶器电磁搅拌参数为600A、3Hz，二冷区比水量为0.4L/kg。
出结晶器后，进入二冷区导辊段，导辊段依次分布了10对辊，编号分别为1a~10a，辊缝错位量分别为0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm。
经二冷区后，连铸坯进入空冷段及轻压下区间，拉矫机1#~9#压力分别为40bar、45bar、50bar、70bar、90bar、110bar、120bar、140bar、150bar。
对连铸坯取低倍样，做横截面酸洗，观察其中间裂纹、中心缩孔、中心疏松，并分析其1/4位置和中心位置C偏析情况。连铸坯宽面中心厚度1/4位置中间裂纹1级，中心疏松0级，中心缩孔0级，1/4位置C偏析值为1.10，中心位置C偏析值为1.10。
开坯工序：
采用连轧开坯，将连铸坯运至加热炉，预热段炉温为800℃，加热1段炉温为930℃，加热2段炉温为1070℃，均热段炉温为1160℃。连铸坯在加热炉中加热时间为300min，其中预热段时间占比为20%，加热1段时间占比为25%，加热2段时间占比为25%，均热段时间占比为30%。开轧温度为1050℃，轧制时保持连铸坯厚度方向与第1道次轧辊压下方向垂直, 开坯工序中开坯第1道次轧辊压下率a为5%。
开坯料断面尺寸为140mm×140mm，中间裂纹0.5级，中心疏松、缩孔均为0级，开坯料宽面中心厚度1/4位置C偏析值为1.09，中心位置C偏析值为1.08。
轧制工序：
开坯料进加热炉进行升温，加热炉分为3段，预热段炉温为820℃，加热段炉温为950℃，均热段炉温为1100℃。开坯料在加热炉中加热总时间为80min，其中预热段时间占比为30%，加热段时间占比为30%，均热段时间占比为40%。加热炉中开坯料开轧温度为1010℃，吐丝温度为850℃。
控温冷却工序：
采用斯太尔摩控制冷却工艺，入口段的辊道速度为1m/s，第一段的辊道速度为1.3m/s，第二段的辊道速度为1.5m/s，第三段的辊道速度为1.7m/s，第四段辊道速度为1.7m/s，风冷线1#至6#风机风量为100%，7#、8#风机风量为80%，其余风机关闭。
成品盘条规格为5mm，使用4%硝酸酒精溶液进行腐蚀，观察其直径1/4和中心位置晶界网状渗碳体组织，1/4位置晶界网状渗碳体组织为2级，中心位置晶界网状渗碳体组织为1级。
由于在开坯工序中开坯第1道次轧辊压下率a为5%，无法促使连铸坯中间裂纹充分焊合，在轧制工序中，中间裂纹位置C含量无法充分扩散均匀化，经轧制、冷却工序后，盘条得到晶界网状渗碳体组织等级高。
对比例4
本对比例提供一种桥梁缆索钢盘条，使用的钢种为SWRS87Si，连铸机断面尺寸为280mm×360mm，弧半径为8m。和实施例1的区别在于，轧制工序中，预热段炉温为800℃，加热段炉温为900℃，均热段炉温为1050℃。开坯料在加热炉中加热总时间为80min，其中预热段时间占比为30%，加热段时间占比为40%，均热段时间占比为30%。加热炉中开坯料开轧温度为960℃，吐丝温度为820℃，具体制备方法如下：
连铸工序：
钢水在结晶器内形成一定厚度坯壳，连铸坯经拉矫机牵引作用，进入二冷区喷水冷却。连铸机拉速为0.80m/min，中间包钢水过热度为25℃，结晶器电磁搅拌参数为600A、3Hz，二冷区比水量为0.4L/kg。
出结晶器后，进入二冷区导辊段，导辊段依次分布了10对辊，编号分别为1a~10a，辊缝错位量分别为0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm。
经二冷区后，连铸坯进入空冷段及轻压下区间，拉矫机1#~9#压力分别为40bar、45bar、50bar、70bar、90bar、110bar、120bar、140bar、150bar。
对连铸坯取低倍样，做横截面酸洗，观察其中间裂纹、中心缩孔、中心疏松，并分析其1/4位置和中心位置C偏析情况。连铸坯宽面中心厚度1/4位置中间裂纹1级，中心疏松0级，中心缩孔0级，1/4位置C偏析值为1.10，中心位置C偏析值为1.10。
开坯工序：
采用连轧开坯，将连铸坯运至加热炉，预热段炉温为800℃，加热1段炉温为930℃，加热2段炉温为1070℃，均热段炉温为1160℃。连铸坯在加热炉中加热时间为300min，其中预热段时间占比为20%，加热1段时间占比为25%，加热2段时间占比为25%，均热段时间占比为30%。开轧温度为1050℃，轧制时保持连铸坯厚度方向与第1道次轧辊压下方向垂直，开坯第1道次轧辊压下率a为12%，促使连铸坯中间裂纹焊合，开坯料断面尺寸为140mm×140mm，中间裂纹，中心疏松、缩孔均为0级，开坯料宽面中心厚度1/4位置C偏析值为1.06，连铸坯中心位置C偏析值为1.08。
轧制工序：
开坯料进加热炉进行升温，加热炉分为3段，预热段炉温为800℃，加热段炉温为900℃，均热段炉温为1050℃。开坯料在加热炉中加热总时间为80min，其中预热段时间占比为30%，加热段时间占比为40%，均热段时间占比为30%。加热炉中开坯料开轧温度为960℃，吐丝温度为820℃。
控温冷却工序：
采用斯太尔摩控制冷却工艺，入口段的辊道速度为1m/s，第一段的辊道速度为1.3m/s，第二段的辊道速度为1.5m/s，第三段的辊道速度为1.7m/s，第四段辊道速度为1.7m/s，风冷线1#至6#风机风量为100%，7#、8#风机风量为80%，其余风机关闭。
成品盘条规格为5mm，使用4%硝酸酒精溶液进行腐蚀，观察其直径1/4和中心位置晶界网状渗碳体组织，1/4位置晶界网状渗碳体组织为2级，中心位置晶界网状渗碳体组织为3级。
由于在轧制工序中调整了温度和各加热段的时间，无法保证开坯料在加热炉内的受热均匀性及坯料内部C含量均匀性，使得最终盘条得到晶界网状渗碳体组织等级高。
对比例5
本对比例提供一种桥梁缆索钢盘条，使用的钢种为SWRS87Si，连铸机断面尺寸为280mm×360mm，弧半径为8m。和实施例1的区别在于，控温冷却工序中，风冷线1#至6#风机风量为70%，具体制备方法如下：
连铸工序：
钢水在结晶器内形成一定厚度坯壳，连铸坯经拉矫机牵引作用，进入二冷区喷水冷却。连铸机拉速为0.80m/min，中间包钢水过热度为25℃，结晶器电磁搅拌参数为600A、3Hz，二冷区比水量为0.4L/kg。
出结晶器后，进入二冷区导辊段，导辊段依次分布了10对辊，编号分别为1a~10a，辊缝错位量分别为0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm、0.2mm。
经二冷区后，连铸坯进入空冷段及轻压下区间，拉矫机1#~9#压力分别为40bar、45bar、50bar、70bar、90bar、110bar、120bar、140bar、150bar。
对连铸坯取低倍样，做横截面酸洗，观察其中间裂纹、中心缩孔、中心疏松，并分析其1/4位置和中心位置C偏析情况。连铸坯宽面中心厚度1/4位置中间裂纹1级，中心疏松0级，中心缩孔0级，1/4位置C偏析值为1.10，中心位置C偏析值为1.10。
开坯工序：
采用连轧开坯，将连铸坯运至加热炉，预热段炉温为800℃，加热1段炉温为930℃，加热2段炉温为1070℃，均热段炉温为1160℃。连铸坯在加热炉中加热时间为300min，其中预热段时间占比为20%，加热1段时间占比为25%，加热2段时间占比为25%，均热段时间占比为30%。开轧温度为1050℃，轧制时保持连铸坯厚度方向与第1道次轧辊压下方向垂直，开坯第1道次轧辊压下率a为12%，促使连铸坯中间裂纹焊合，开坯料断面尺寸为140mm×140mm，中间裂纹，中心疏松、缩孔均为0级，开坯料宽面中心厚度1/4位置C偏析值为1.06，连铸坯中心位置C偏析值为1.08。
轧制工序：
开坯料进加热炉进行升温，加热炉分为3段，预热段炉温为820℃，加热段炉温为950℃，均热段炉温为1100℃。开坯料在加热炉中加热总时间为80min，其中预热段时间占比为30%，加热段时间占比为30%，均热段时间占比为40%。加热炉中开坯料开轧温度为1010℃，吐丝温度为850℃。
控温冷却工序：
采用斯太尔摩控制冷却工艺，入口段的辊道速度为1m/s，第一段的辊道速度为1.3m/s，第二段的辊道速度为1.5m/s，第三段的辊道速度为1.7m/s，第四段辊道速度为1.7m/s，风冷线1#至6#风机风量为70%，7#、8#风机风量为80%，其余风机关闭。
成品盘条规格为5mm，使用4%硝酸酒精溶液进行腐蚀，观察其直径1/4和中心位置晶界网状渗碳体组织，1/4位置晶界网状渗碳体组织为3级，中心位置晶界网状渗碳体组织为4级。
由于控温冷却工序调整风冷线1#至6#风机风量为70%，风量减小，盘条冷却速度变慢，不利于晶界网状渗碳体组织控制，最终导致盘条晶界网状渗碳体组织等级高。
试验例1
如图1-图4所示为本发明实施例1各步骤得到的产品的低倍图，根据中华人民共和国黑色冶金行业标准YB/T 4002-2013对实施例1各步骤得到的产品进行评级。其中，图1为本发明实施例1中得到的连铸坯的宽面中心纵截面低倍图，中间裂纹1级，中心疏松0级，中心缩孔0级；图2为本发明实施例1中得到的开坯料的低倍图，中间裂纹0级，中心疏松0级，中心缩孔0级；图3为本发明实施例1中得到的盘条直径1/4位置金相图，无晶界网状渗碳体组织；图4为本发明实施例1中得到的盘条直径中间位置金相图，无晶界网状渗碳体组织。
试验例2
将实施例1-3和对比例得到的盘条进行性能测试，具体方法参照GB/T 228.1-2021《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》结果如表1所示：
表1 盘条性能指标
| 抗拉强度，MPa | 断面收缩率，% | |
| 实施例1 | 1420 | 41 |
| 实施例2 | 1543 | 36 |
| 实施例3 | 1639 | 32 |
| 对比例1 | 1355 | 28 |
| 对比例2 | 1313 | 23 |
| 对比例3 | 1338 | 25 |
| 对比例4 | 1305 | 22 |
| 对比例5 | 1232 | 16 |
从上表可以看出，本发明实施例得到的盘条其抗拉强度均在1420MPa以上，断面收缩率在32%以上。而各对比例中，其盘条直径1/4位置或（且）中心位置存在晶界网状渗碳体组织，该组织相对于盘条正常金相组织索氏体组织，韧性差，拉拔过程中，易导致盘条发生脆断，使得抗拉强度及断面收缩率降低。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种桥梁缆索钢盘条的制备方法，包括将精炼后的钢水经过连铸工序、开坯工序、轧制工序和控温冷却工序处理，得到所述盘条，其特征在于，所述连铸工序中，二冷区导辊段包括10对上、下辊子，辊缝错位总量为2~4mm，单对辊子错位量为0.2~0.4mm；
连铸工序和开坯工序之间，还包括检测连铸坯宽面中心纵截面厚度1/4位置中间裂纹等级的步骤；
所述连铸坯宽面中心纵截面厚度1/4位置中间裂纹等级大于0级且小于等于3级，中心疏松0~0.5级，中心缩孔0级，1/4位置C偏析值为1.10~1.16，中心位置C偏析值为1.06~1.10；
所述开坯工序后得到的开坯料中间裂纹、中心疏松、缩孔均为0级，开坯料宽面中心厚度1/4位置C偏析值为1.06~1.10，中心位置C偏析值为1.04~1.08；
所述连铸坯宽面中心纵截面厚度1/4位置中间裂纹等级与开坯工序中第1道次轧辊压下率对应关系为：
0＜中间裂纹等级≤1.0，第1道次轧辊压下率为10~13%；或，
1＜中间裂纹等级≤2.0，第1道次轧辊压下率为17~20%；或，
2＜中间裂纹等级≤3.0，第1道次轧辊压下率为24~30%；
所述开坯工序采用连轧开坯，轧制时连铸坯厚度方向与第1道次轧辊压下方向垂直；
所述盘条直径1/4位置及中心位置的晶界网状渗碳体等级不大于1级；
以质量百分数计，所述盘条包括：0.85%≤C≤1.00%、0.90%≤Si≤1.30%、0.50%≤Mn≤0.80%、0.20%≤Cr≤0.40%、P≤0.015%、S≤0.01%、0.01%≤Al≤0.03%、0.02%≤V≤0.06%、Ti≤0.0030%、N≤0.0030%、O≤0.0025%，余量为Fe和其它不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，连铸工序中连铸机包括9台拉矫机，沿拉坯方向依次为第一拉矫机、第二拉矫机、第三拉矫机、第四拉矫机、第五拉矫机、第六拉矫机、第七拉矫机、第八拉矫机和第九拉矫机，
其中第一拉矫机、第二拉矫机和第三拉矫机分布在矫直段，压力分别为40~50bar、45~55bar、50~60bar；
第四拉矫机、第五拉矫机、第六拉矫机、第七拉矫机、第八拉矫机和第九拉矫机分布在水平段，压力分别为70~80bar、90~100bar、110~120bar、120~130bar、140~150bar、150~160bar。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述连铸工序中，连铸机为直弧型矩形坯连铸机，连铸坯断面尺寸为280~410mm×360~530mm，弧半径为8~10m；
连铸机拉速为0.40~0.80m/min，中间包钢水过热度为15~25℃，结晶器电磁搅拌电流为600~800A、频率1~3Hz，二冷区比水量为0.2~0.4L/kg。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述开坯工序中，开坯加热炉包括：
预热段，炉温800~880℃，加热时间60-90min；
加热1段，炉温930~1010℃，加热时间75-112.5min；
加热2段，炉温1070~1140℃，加热时间75-112.5min；
均热段，炉温1160~1200℃，加热时间90-135min。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述开坯工序中，开轧温度为1050~1150℃，开坯料断面尺寸为140mm×140mm。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述轧制工序中，开坯料进轧制加热炉进行升温，轧制加热炉包括：
预热段，炉温为820~890℃，加热时间24-36min；
加热段，炉温为950~1020℃，加热时间24-36min；
均热段，炉温为1100~1180℃，加热时间32-48min。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述轧制工序中，开轧温度为1010~1060℃，吐丝温度为850~890℃。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述控温冷却工序采用斯太尔摩控制冷却工艺；
其中，入口段的辊道速度为1m/s，第一段的辊道速度为1.3m/s，第二段的辊道速度为1.5m/s，第三段的辊道速度为1.7m/s，第四段辊道速度为1.7m/s，风冷线上1#至6#风机风量为100%，7#、8#风机风量为80%，其余风机关闭。
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