CN116065106A - 高强铠装钢丝、高强铠装钢丝用盘条及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种高强铠装钢丝、高强铠装钢丝用盘条及其生产方法。通过对盘条生产工艺全流程的控制以及盘条化学成分及含量的整体设计，盘条的抗拉强度为1230~1300MPa，面缩率≥35%，索氏体化率≥90%，索氏体片层间距为130~160nm，珠光体团的尺寸为20~30μm，晶界渗碳体和马氏体级别均为0级，盘条表面的总脱碳层深度≤35μm，脱碳层长度占盘条圆周的比例＜30%，盘条进一步拉拔制备的铠装钢丝强度可达2380MPa以上，可经受扭转30圈以上，弯曲16次以上，可绞合成外经为8mm、长度为8km的电缆仍不断丝，还具有优良的耐磨耐腐蚀性能。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，涉及一种高强铠装钢丝用盘条的生产方法，还涉及一种采用所述生产方法制备得到的高强铠装钢丝用盘条，还涉及一种由所述高强铠装钢丝用盘条进一步加工出的高强铠装钢丝。
背景技术
随着石油天然气的日益消耗，为了满足日益增加的油气资源应用需求，需要进行新资源的勘探开发，而油气资源往往存在于深地深海，勘探工作需要大量高强度的承荷探测电缆，以适用工况环境恶劣的深地深海领域。
深地深海的勘探深度通常可达八千米，而且随着勘探深度的不断增加，温度、压力以及自身重力等复合外界条件势必会对承荷探测电缆的安全工作产生影响，也就是说对承荷探测电缆的力学性能和耐蚀耐磨性能提出了更高的要求。随之而来的是对制备承荷探测电缆的铠装钢丝的强度和使用寿命的严苛要求，要求强度达到2260MPa级及以上。
而目前钢铁冶炼领域内主要通过采用高碳高合金的成分设计来提高铠装钢丝的强度，然而其生产工艺复杂，通常需要借助盐浴等稳定化处理才能实现，且生产效率低，不利于大规模生产。
发明内容
为了解决如上技术问题的至少其一，本发明的目的在于提供一种高强铠装钢丝用盘条的生产方法、采用该生产方法制备得到的高强铠装钢丝用盘条、以及进一步加工出的高强铠装钢丝。
为实现上述目的之一，本发明一实施方式提供了一种高强铠装钢丝用盘条的生产方法，包括依序进行的转炉冶炼、精炼、连铸、缓冷、开坯、高线轧制、控制冷却工序；
所述转炉冶炼工序中，冶炼时加入石灰以调整转炉终渣的碱度为3.2~3.8，转炉终渣中MgO含量为8~10%，出钢时留钢量控制为钢液总重量的1~2%，并控制回P量≤0.0015%，出钢结束后向渣面加入1.02~1.15kg/t的SiC；
所述精炼工序中，到站后将钢液温度调控至≥1550℃，向钢液中添加0.7~0.8kg/t的石灰以及10~12kg/t的合成渣通电化渣，通电化渣时间为26~30min，通电化渣开始后第8~10min期间、第10~20min期间、第21min至通电化渣结束期间分别向渣面加入0.2~0.3kg/t、0.4~0.6kg/t、0.2~0.3kg/t的SiC；
所述连铸工序中，控制结晶器的水流量为2975~3025L/min，结晶器的断面尺寸为305mm×396mm，结晶器振动的横、纵向偏振量均为0.6~0.7mm；二冷段采用四个区段水雾冷却，比水量控制为0.26~0.28L/kg，四个区段的总水量分别为83~90L/min、25~30L/min、18~23L/min、15~20L/min；当连铸坯心部的固相率fs为0.1~0.4时，控制压下量为0~2mm，fs为0.4~0.6时，控制压下量为3~4mm，当fs为0.6~0.9时，控制压下量为3.8~4.2mm，当fs为0.9~1.0时，控制压下量为4~5mm；
所述缓冷工序中，将连铸工序所得连铸坯送入保温坑进行缓冷，控制连铸坯角部的冷速≤0.2℃/min，连铸坯心部和表面的温差≤50℃；
所述开坯工序采用9道次连轧，第1、2道次采用无孔型轧辊轧制，第1、2道次的道次延伸系数分别为1.73~1.80，第3~9道次采用孔型轧辊轧制，第3~9道次的道次延伸系数分别为1.25~1.45；
所述高线轧制工序中，将开坯工序所得小方坯轧制成盘条，所述盘条的化学成分以质量百分比计包括：C0.90~0.93%、Si0.18~0.23%、Mn0.28~0.34%、Cr0.30~0.35%、Ni0.1~0.3%、P≤0.008%、S≤0.010%、Cu≤0.03%、Al≤0.0015%、N0.001~0.003%、其余为Fe和不可避免的杂质元素，碳当量CE=1.03~1.06；
所述控制冷却工序中，将盘条在斯太尔摩冷却线上进行控温冷却，斯太尔摩冷却线包括入口段、1~10段以及出口段，入口段的辊道速度为0.933m/s，第1段的辊道速度与入口段的辊道速度之比为1.0~1.25，第2~5段每段的辊道速度与前一段的辊道速度之比均为1.0~1.25，第6~10段每段的辊道速度与前一段的辊道速度之比均为0.7~1.0，出口段的辊道速度与第10段的辊道速度之比为0.85，开启第1~4台风机并将每台风机的佳灵角度均设置为30°~32°，第1~4台风机的风量分别为95%、95%、85%、80%，关闭第6~8段的保温罩，控制出保温罩时盘条的温度≥400℃。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述生产方法还包括位于所述转炉冶炼工序之前的铁水预脱硫工序，将铁水脱硫至铁水中S≤0.005%。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述转炉冶炼工序中，将铁水和废钢加入转炉中进行冶炼，铁水与废钢的装入量比值为6:1~7:1。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述转炉冶炼工序中，冶炼进程至2/3时添加Ni-Fe合金，所述Ni-Fe合金中Ni含量为8~10%。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述转炉冶炼工序中，出钢20~25%时，依次加入增碳剂、硅铁、金属锰和铬铁进行脱氧合金化。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述转炉冶炼工序中，控制出钢过程的底吹流量≤100NL/min。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述精炼工序中，合成渣的组分包括SiO2和CaO，其中，SiO2的含量为56~60%，CaO的含量≥35%，其余为不可避免的组分。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述精炼工序中，通电化渣完成后在渣面加入保温剂，并控制钢包底吹流量为80~120NL/min进行软搅拌处理，软搅拌时间≥30min。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述连铸工序中采用中间包感应加热，控制钢液的过热度为10~15℃，连铸拉速为0.65~0.67m/min。
为实现上述目的之一，本发明一实施方式还提供了一种高强铠装钢丝用盘条，采用如上所述的高强铠装钢丝用盘条的生产方法制备而成，所述盘条的化学成分以质量百分比计包括：C0.90~0.93%、Si0.18~0.23%、Mn0.28~0.34%、Cr0.30~0.35%、Ni0.1~0.3%、P≤0.008%、S≤0.010%、Cu≤0.03%、Al≤0.0015%、N0.001~0.003%、其余为Fe和不可避免的杂质元素，碳当量CE=1.03~1.06。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述盘条的直径为5.5~6.5mm，抗拉强度为1230~1300MPa，面缩率≥35%，横截面的最大夹杂物尺寸≤20μm，其中硬质夹杂物占夹杂物总量的比值≤5%，索氏体化率≥90%，索氏体片层间距为130~160nm，珠光体团的尺寸为20~30μm，晶界渗碳体和马氏体级别均为0级，盘条表面的总脱碳层深度≤35μm，脱碳层长度占盘条圆周的比例＜30%。
为实现上述目的之一，本发明一实施方式还提供了一种高强铠装钢丝，所述高强铠装钢丝由所述高强铠装钢丝用盘条为母材制备而成。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述钢丝的直径为1.1~1.3mm，抗拉强度为2380~2450MPa，耐受扭转圈数≥30圈，耐受弯曲次数≥16次。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过对盘条生产工艺全流程的控制以及盘条化学成分及含量的整体设计，不仅简化了生产流程，提高了生产效率，节约了生产成本，而且制备的盘条直径为5.5~6.5mm时，抗拉强度为1230~1300MPa，面缩率≥35%，横截面的最大夹杂物尺寸≤20μm，其中硬质夹杂物占夹杂物总量的比值≤5%，索氏体化率≥90%，索氏体片层间距为130~160nm，珠光体团的尺寸为20~30μm，晶界渗碳体和马氏体级别均为0级，盘条表面的总脱碳层深度≤35μm，脱碳层长度占盘条圆周的比例＜30%，使盘条具备优异的拉拔性能，进一步拉拔制备的直径为1.1~1.3mm的铠装钢丝强度可达2380MPa以上，可经受扭转30圈以上，弯曲16次以上，可绞合成外经为8mm、长度为8km的电缆仍不断丝，还具有优良的耐磨耐腐蚀性能。
具体实施方式
本发明一实施方式提供了一种高强铠装钢丝用盘条的生产方法，包括依序进行的如下工序：
（1）铁水预脱硫
采用高炉铁水在KR脱硫装置进行脱硫。
优选地，将铁水脱硫至铁水中S≤0.005%。
（2）转炉冶炼
将预脱硫后的铁水和废钢加入转炉中混合成钢液进行冶炼，并进行脱硅、脱磷、吹氧脱碳；冶炼时加入石灰以调整转炉终渣的碱度为3.2~3.8，转炉终渣中MgO含量为8~10%，出钢时留钢量控制为钢液总重量的1~2%，并控制回P量≤0.0015%，出钢结束后向渣面加入1.02~1.15kg/t的SiC，以使渣面脱氧。
优选地，铁水与废钢的装入量比值为6:1~7:1。
优选地，冶炼进程至2/3时添加Ni-Fe合金，所述Ni-Fe合金中Ni含量为8~10%。
优选地，出钢20~25%时，依次加入增碳剂、硅铁、金属锰和铬铁进行脱氧合金化。
优选地，控制出钢过程的底吹流量≤100NL/min。
（3）精炼
将转炉冶炼后的钢液送入LF精炼炉中进行化学成分调整、温度调控，到站后将钢液温度调控至≥1550℃，向钢液中添加0.7~0.8kg/t的石灰以及10~12kg/t的合成渣通电化渣，通电化渣时间为26~30min，通电化渣开始后第8~10min期间、第10~20min期间、第21min至通电化渣结束期间分别向渣面加入0.2~0.3kg/t、0.4~0.6kg/t、0.2~0.3kg/t的SiC，以实现渣面的充分脱氧，降低氧含量从而减少夹杂物并调整渣碱度。
优选地，合成渣的组分包括SiO2和CaO，其中，SiO2的含量为56~60%，CaO的含量≥35%，其余为不可避免的组分。
优选地，通电化渣完成后在渣面加入保温剂，并控制钢包底吹流量为80~120NL/min进行软搅拌处理以调控钢液中的夹杂物，软搅拌时间≥30min。其中，保温剂优选碳化稻壳。
（4）连铸
将钢液浇铸成连铸坯。其中，控制结晶器的水流量为2975~3025L/min，结晶器的断面尺寸为305mm×396mm，结晶器振动的横、纵向偏振量均为0.6~0.7mm；二冷段采用四个区段水雾冷却，比水量控制为0.26~0.28L/kg，四个区段的总水量分别为83~90L/min、25~30L/min、18~23L/min、15~20L/min；当连铸坯心部的固相率fs为0.1~0.4时，控制压下量为0~2mm，fs为0.4~0.6时，控制压下量为3~4mm，当fs为0.6~0.9时，控制压下量为3.8~4.2mm，当fs为0.9~1.0时，控制压下量为4~5mm。其中，固相率fs为连铸坯心部固态钢占固态钢与液态钢之和的比值。通过上述控制可以使连铸坯发生微负偏析，从而降低心部偏析，将偏析比降至1.08以下，从而大幅度降低盘条出现网状碳化物等异常组织的几率。
优选地，采用中间包感应加热对其中的钢液进行温度调控，控制钢液的过热度为10~15℃，连铸拉速为0.65~0.67m/min。
（5）缓冷
将连铸工序所得连铸坯送入保温坑进行缓冷，控制连铸坯角部的冷速≤0.2℃/min，连铸坯心部和表面的温差≤50℃。
（6）开坯
将缓冷后的连铸坯经加热炉加热后采用9道次连续轧制，开坯成尺寸为尺寸为(140~150)mm×(140~150)mm的中间坯；其中，第1、2道次采用无孔型轧辊轧制，第1、2道次的道次延伸系数分别为1.73~1.80，第3~9道次采用孔型轧辊轧制，第3~9道次的道次延伸系数分别为1.25~1.45。相较于无孔型轧辊轧制，孔型轧辊轧制的轧制力大、压下量也较大。第1、2道次采用大压下的无孔型轧辊轧制，可以显著改善中间坯的心部疏松和缩孔，提高组织成分均匀性；第3~9道次采用孔型轧辊轧制可以更好地控制中间坯的尺寸。
（7）高线轧制
将开坯工序所得中间坯经高线轧制成盘条，所述盘条的化学成分以质量百分比计包括：C0.90~0.93%、Si0.18~0.23%、Mn0.28~0.34%、Cr0.30~0.35%、Ni0.1~0.3%、P≤0.008%、S≤0.010%、Cu≤0.03%、Al≤0.0015%、N0.001~0.003%、其余为Fe和不可避免的杂质元素，碳当量CE=1.03~1.06。
碳当量CE通过如下公式得出：
CE=[C]+[Si]/24+[Mn]/6+[Cr]/5+[Ni]/40，
其中，[C]表示C的质量百分比，[Si]表示Si的质量百分比，[Mn]表示Mn的质量百分比，[Cr]表示Cr的质量百分比，[Ni]表示Ni的质量百分比。
通过控制盘条中的C、Si、Mn、Cr、Ni等元素含量来控制高强铠装钢丝用盘条的组织及强度，有效抑制网状渗碳体的产生、减弱渗碳体在奥氏体晶界的偏聚，提高奥氏体的稳定性，降低马氏体转变温度，提高淬透性，增加残余奥氏体含量，降低盘条晶粒度，细化索氏体片层间距，提高耐腐蚀性能；通过控制P、S、Cu、Al、N等产生脆性夹杂物的元素含量进而控制夹杂物数量和尺寸、以及拉拔性能。
（8）控制冷却
将盘条在斯太尔摩冷却线上进行控温冷却，斯太尔摩冷却线包括入口段、1~10段以及出口段，入口段的辊道速度为0.933m/s，第1段的辊道速度与入口段的辊道速度之比为1.0~1.25，第2~5段每段的辊道速度与前一段的辊道速度之比均为1.0~1.25，第6~10段每段的辊道速度与前一段的辊道速度之比均为0.7~1.0，出口段的辊道速度与第10段的辊道速度之比为0.85，开启第1~4台风机并将每台风机的佳灵角度均设置为30°~32°，第1~4台风机的风量分别为95%、95%、85%、80%，关闭第6~8段的保温罩，控制出保温罩时盘条的温度≥400℃。
高碳钢盘条对于网状渗碳体和马氏体等异常组织尤其敏感，这些异常组织容易造成拉拔断丝，通过斯泰尔摩冷却线中各段辊道速度、风机和风量的设置、以及保温罩的设置，可以实现对盘条冷却速度的控制，使其组织和性能得到进一步优化，减少和消除网状渗碳体和马氏体等异常组织，改善拉拔性能。
另外，本发明还提供一种高强铠装钢丝用盘条，采用所述高强铠装钢丝用盘条的生产方法制备而成，所述盘条的化学成分以质量百分比计包括：C0.90~0.93%、Si0.18~0.23%、Mn0.28~0.34%、Cr0.30~0.35%、Ni0.1~0.3%、P≤0.008%、S≤0.010%、Cu≤0.03%、Al≤0.0015%、N0.001~0.003%、其余为Fe和不可避免的杂质元素，碳当量CE=1.03~1.06。
所述盘条的直径为5.5~6.5mm，抗拉强度为1230~1300MPa，面缩率≥35%，横截面的最大夹杂物尺寸≤20μm，其中硬质夹杂物占夹杂物总量的比值≤5%，索氏体化率≥90%，索氏体片层间距为130~160nm，珠光体团的尺寸为20~30μm，晶界渗碳体和马氏体级别均为0级，盘条表面的总脱碳层深度≤35μm，脱碳层长度占盘条圆周的比例＜30%。
此外，所述高强铠装钢丝用盘条可作为高强铠装钢丝的生产用母材。
换个角度讲，本发明一实施方式还提供一种高强铠装钢丝，所述高强铠装钢丝由所述高强铠装钢丝用盘条为母材制备而成。也就是说，所述高强铠装钢丝用盘条进一步进行拉拔工序即可制备得到直径为1.1~1.3mm的高强铠装钢丝，抗拉强度为2380~2450MPa，耐受扭转圈数≥30圈，耐受弯曲次数≥16次，可绞合成外经为8mm、长度为8km的电缆仍不断丝，符合深地深海领域对承荷探测电缆的应用要求。
本发明是依照大量的试验研究而得到的，为使本发明一实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合依照本发明一实施方式的实施例1～2，来具体说明本实施方式。显然，所描述的实施例1～2是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
具体地，实施例1～2均提供了一种盘条，各自的化学成分以质量百分比计如表1所示。
[表1]
下面分别对各个实施例的生产方法进行详细介绍。
实施例1
（1）铁水预脱硫
采用高炉铁水在KR脱硫装置进行脱硫，将铁水脱硫至铁水中S含量为0.004%。
（2）转炉冶炼
将预脱硫后的铁水和废钢加入130t的转炉中混合成钢液进行冶炼，并进行脱硅、脱磷、吹氧脱碳，其中铁水装入量为112t，废钢装入量为18t；通过氧枪进行吹炼将废钢全部融化，冶炼时加入石灰以进行造渣脱P处理，并将转炉终渣的碱度调整为3.2，转炉终渣中MgO含量为8.5%，冶炼进程至2/3时添加Ni-Fe合金，Ni-Fe合金中Ni含量为8~10%；出钢20%时，依次加入增碳剂、硅铁、金属锰和铬铁进行脱氧合金化，控制出钢过程的底吹流量为80NL/min；出钢时留钢量控制为钢液总重量的2%，并控制回P量≤0.0015%，出钢结束后向渣面加入1.15kg/t的SiC。
（3）精炼
将转炉冶炼后的钢液送入LF精炼炉中进行化学成分调整、温度调控，到站后取样检测钢液的化学成分，将钢液温度调控至≥1550℃，向钢液中添加0.8kg/t的石灰以及11kg/t的合成渣通电化渣，合成渣中，SiO2的含量为56~60%，CaO的含量≥35%，其余为不可避免的组分；通电化渣时间为26min，通电化渣开始后第8~10min期间、第10~20min期间、第21min至通电化渣结束期间分别向渣面加入0.3kg/t、0.4kg/t、0.2kg/t的SiC。通电化渣完成后在渣面加入保温剂碳化稻壳，并控制钢包底吹流量为100NL/min进行软搅拌处理，软搅拌时间为40min。
（4）连铸
将钢液调运至连铸回转台，采用中间包感应加热，控制钢液的过热度为10~15℃，连铸拉速为0.65m/min；通过保护浇铸，将钢液从中间包引流进入结晶器浇铸成连铸坯，控制结晶器的水流量为2975~3025L/min，结晶器的断面尺寸为305mm×396mm，结晶器振动的横、纵向偏振量均为0.6~0.7mm；连铸坯出结晶器后进入二冷段采用四个区段水雾冷却，比水量控制为0.26L/kg，四个区段的总水量分别为90L/min、28L/min、22L/min、18L/min；当连铸坯心部的固相率fs为0.1~0.4时，控制压下量为0~2mm，fs为0.4~0.6时，控制压下量为3~4mm，当fs为0.6~0.9时，控制压下量为3.8~4.2mm，当fs为0.9~1.0时，控制压下量为4~5mm。
（5）缓冷
将连铸工序所得连铸坯送入保温坑进行缓冷，控制连铸坯角部的冷速≤0.2℃/min，连铸坯心部和表面的温差≤50℃。
（6）开坯
将缓冷后的连铸坯经加热炉加热后采用9道次连续轧制，开坯成尺寸为尺寸为140mm×140mm的中间坯；其中，第1、2道次采用无孔型轧辊轧制，第1、2道次的道次延伸系数分别为1.73和1.78，第3~9道次采用孔型轧辊轧制，第3~9道次的道次延伸系数分别为1.25、1.25、1.36、1.38、1.45、1.25、1.26。
（7）高线轧制
将开坯工序所得中间坯经高线轧制成直径为5.5mm的盘条，所述盘条的化学成分如表1所示。
（8）控制冷却
将盘条在斯太尔摩冷却线上进行控温冷却，斯太尔摩冷却线包括入口段、1~10段以及出口段，入口段的辊道速度为0.933m/s，第1~10段的辊道速度分别为0.952m/s、1.047m/s、1.204m/s、1.445m/s、1.445m/s、1.445m/s、1.372m/s、1.304m/s、1.043m/s、0.834m/s，出口段的辊道速度为0.709m/s，开启第1~4台风机并将每台风机的佳灵角度均设置为32°，第1~4台风机的风量分别为95%、95%、85%、80%，关闭第6~8段的保温罩，控制出保温罩时盘条的温度≥400℃。
对刚结束控制冷却工序后的盘条取样，也即对从斯太尔摩冷却线上下来的盘条立即取样，并对其组织和力学性能进行检测，结果如表2所示。
（9）拉拔
对控制冷却工序后的盘条进一步经粗拉、热处理、镀锌铝、细拉，制备成直径为1.1~1.3mm的铠装钢丝，经检测，所得铠装钢丝的抗拉强度为2380~2450MPa，耐受扭转圈数为32~45圈，耐受弯曲次数为18~30次，经绞合制备成外径为8mm、长度为8km的电缆仍不断丝。
实施例2
（1）铁水预脱硫
采用高炉铁水在KR脱硫装置进行脱硫，将铁水脱硫至铁水中S含量为0.003%。
（2）转炉冶炼
将预脱硫后的铁水和废钢加入130t的转炉中混合成钢液进行冶炼，并进行脱硅、脱磷、吹氧脱碳，其中铁水装入量为113t，废钢装入量为17t；通过氧枪进行吹炼将废钢全部融化，冶炼时加入石灰以进行造渣脱P处理，并将转炉终渣的碱度调整为3.8，转炉终渣中MgO含量为10%，冶炼进程至2/3时添加Ni-Fe合金，Ni-Fe合金中Ni含量为8~10%；出钢23%时，依次加入增碳剂、硅铁、金属锰和铬铁进行脱氧合金化，控制出钢过程的底吹流量为50NL/min；出钢时留钢量控制为钢液总重量的1.6%，并控制回P量≤0.0015%，出钢结束后向渣面加入1.02kg/t的SiC。
（3）精炼
将转炉冶炼后的钢液送入LF精炼炉中进行化学成分调整、温度调控，到站后取样检测钢液的化学成分，将钢液温度调控至≥1550℃，向钢液中添加0.72kg/t的石灰以及10kg/t的合成渣通电化渣，合成渣中，SiO2的含量为56~60%，CaO的含量≥35%，其余为不可避免的组分；通电化渣时间为30min，通电化渣开始后第8~10min期间、第10~20min期间、第21min至通电化渣结束期间分别向渣面加入0.2kg/t、0.6kg/t、0.3kg/t的SiC。通电化渣完成后在渣面加入保温剂碳化稻壳，并控制钢包底吹流量为85NL/min进行软搅拌处理，软搅拌时间为35min。
（4）连铸
将钢液调运至连铸回转台，采用中间包感应加热，控制钢液的过热度为10~15℃，连铸拉速为0.65m/min；通过保护浇铸，将钢液从中间包引流进入结晶器浇铸成连铸坯，控制结晶器的水流量为2975~3025L/min，结晶器的断面尺寸为305mm×396mm，结晶器振动的横、纵向偏振量均为0.6~0.7mm；连铸坯出结晶器后进入二冷段采用四个区段水雾冷却，比水量控制为0.28L/kg，四个区段的总水量分别为83L/min、30L/min、23L/min、20L/min；当连铸坯心部的固相率fs为0.1~0.4时，控制压下量为0~2mm，fs为0.4~0.6时，控制压下量为3~4mm，当fs为0.6~0.9时，控制压下量为3.8~4.2mm，当fs为0.9~1.0时，控制压下量为4~5mm。
（5）缓冷
将连铸工序所得连铸坯送入保温坑进行缓冷，控制连铸坯角部的冷速≤0.2℃/min，连铸坯心部和表面的温差≤50℃。
（6）开坯
将缓冷后的连铸坯经加热炉加热后采用9道次连续轧制，开坯成尺寸为尺寸为140mm×140mm的中间坯；其中，第1、2道次采用无孔型轧辊轧制，第1、2道次的道次延伸系数分别为1.76和1.80，第3~9道次采用孔型轧辊轧制，第3~9道次的道次延伸系数分别为1.28、1.26、1.36、1.38、1.38、1.25、1.26。
（7）高线轧制
将开坯工序所得中间坯经高线轧制成直径为6.5mm的盘条，所述盘条的化学成分如表1所示。
（8）控制冷却
将盘条在斯太尔摩冷却线上进行控温冷却，斯太尔摩冷却线包括入口段、1~10段以及出口段，入口段的辊道速度为0.933m/s，第1~10段的辊道速度分别为0.980m/s、1.078m/s、1.239m/s、1.425m/s、1.710m/s、1.710m/s、1.625m/s、1.543m/s、1.389m/s、1.250m/s，出口段的辊道速度为1.063m/s，开启第1~4台风机并将每台风机的佳灵角度均设置为30°，第1~4台风机的风量分别为95%、95%、85%、80%，关闭第6~8段的保温罩，控制出保温罩时盘条的温度≥400℃。
对刚结束控制冷却工序后的盘条取样，也即对从斯太尔摩冷却线上下来的盘条立即取样，并对其组织和力学性能进行检测，结果如表2所示。
（9）拉拔
对控制冷却工序后的盘条进一步经粗拉、热处理、镀锌铝、细拉，制备成直径为1.1~1.3mm的铠装钢丝，经检测，所得铠装钢丝的抗拉强度为2380~2450MPa，耐受扭转圈数为32~45圈，耐受弯曲次数为18~30次，经绞合制备成外径为8mm、长度为8km的电缆仍不断丝。
[表2]
综上所述，与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过对盘条生产工艺全流程的控制以及盘条化学成分及含量的整体设计，不仅简化了生产流程，提高了生产效率，节约了生产成本，而且制备的盘条直径为5.5~6.5mm时，抗拉强度为1230~1300MPa，面缩率≥35%，横截面的最大夹杂物尺寸≤20μm，其中硬质夹杂物占夹杂物总量的比值≤5%，索氏体化率≥90%，索氏体片层间距为130~160nm，珠光体团的尺寸为20~30μm，晶界渗碳体和马氏体级别均为0级，盘条表面的总脱碳层深度≤35μm，脱碳层长度占盘条圆周的比例＜30%，使盘条具备优异的拉拔性能，进一步拉拔制备的直径为1.1~1.3mm的铠装钢丝强度可达2380MPa以上，可经受扭转30圈以上，弯曲16次以上，可绞合成外经为8mm、长度为8km的电缆仍不断丝，还具有优良的耐磨耐腐蚀性能。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式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，各实施方式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。
上文所列出的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，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方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种高强铠装钢丝用盘条的生产方法，其特征在于，包括依序进行的转炉冶炼、精炼、连铸、缓冷、开坯、高线轧制、控制冷却工序；
所述转炉冶炼工序中，冶炼时加入石灰以调整转炉终渣的碱度为3.2~3.8，转炉终渣中MgO含量为8~10%，出钢时留钢量控制为钢液总重量的1~2%，并控制回P量≤0.0015%，出钢结束后向渣面加入1.02~1.15kg/t的SiC；
所述精炼工序中，到站后将钢液温度调控至≥1550℃，向钢液中添加0.7~0.8kg/t的石灰以及10~12kg/t的合成渣通电化渣，通电化渣时间为26~30min，通电化渣开始后第8~10min期间、第10~20min期间、第21min至通电化渣结束期间分别向渣面加入0.2~0.3kg/t、0.4~0.6kg/t、0.2~0.3kg/t的SiC；
所述连铸工序中，控制结晶器的水流量为2975~3025L/min，结晶器的断面尺寸为305mm×396mm，结晶器振动的横、纵向偏振量均为0.6~0.7mm；二冷段采用四个区段水雾冷却，比水量控制为0.26~0.28L/kg，四个区段的总水量分别为83~90L/min、25~30L/min、18~23L/min、15~20L/min；当连铸坯心部的固相率fs为0.1~0.4时，控制压下量为0~2mm，fs为0.4~0.6时，控制压下量为3~4mm，当fs为0.6~0.9时，控制压下量为3.8~4.2mm，当fs为0.9~1.0时，控制压下量为4~5mm；
所述缓冷工序中，将连铸工序所得连铸坯送入保温坑进行缓冷，控制连铸坯角部的冷速≤0.2℃/min，连铸坯心部和表面的温差≤50℃；
所述开坯工序采用9道次连轧，第1、2道次采用无孔型轧辊轧制，第1、2道次的道次延伸系数分别为1.73~1.80，第3~9道次采用孔型轧辊轧制，第3~9道次的道次延伸系数分别为1.25~1.45；
所述高线轧制工序中，将开坯工序所得中间坯轧制成盘条，所述盘条的化学成分以质量百分比计包括：C0.90~0.93%、Si0.18~0.23%、Mn0.28~0.34%、Cr0.30~0.35%、Ni0.1~0.3%、P≤0.008%、S≤0.010%、Cu≤0.03%、Al≤0.0015%、N0.001~0.003%、其余为Fe和不可避免的杂质元素，碳当量CE=1.03~1.06；
所述控制冷却工序中，将盘条在斯太尔摩冷却线上进行控温冷却，斯太尔摩冷却线包括入口段、1~10段以及出口段，入口段的辊道速度为0.933m/s，第1段的辊道速度与入口段的辊道速度之比为1.0~1.25，第2~5段每段的辊道速度与前一段的辊道速度之比均为1.0~1.25，第6~10段每段的辊道速度与前一段的辊道速度之比均为0.7~1.0，出口段的辊道速度与第10段的辊道速度之比为0.85，开启第1~4台风机并将每台风机的佳灵角度均设置为30°~32°，第1~4台风机的风量分别为95%、95%、85%、80%，关闭第6~8段的保温罩，控制出保温罩时盘条的温度≥400℃。
2.根据权利要求1所述的高强铠装钢丝用盘条的生产方法，其特征在于，还包括位于所述转炉冶炼工序之前的铁水预脱硫工序，将铁水脱硫至铁水中S≤0.005%。
3.根据权利要求1所述的高强铠装钢丝用盘条的生产方法，其特征在于，所述转炉冶炼工序中，将铁水和废钢加入转炉中进行冶炼，铁水与废钢的装入量比值为6:1~7:1。
4.根据权利要求1所述的高强铠装钢丝用盘条的生产方法，其特征在于，所述转炉冶炼工序中，冶炼进程至2/3时添加Ni-Fe合金，所述Ni-Fe合金中Ni含量为8~10%。
5.根据权利要求1所述的高强铠装钢丝用盘条的生产方法，其特征在于，所述转炉冶炼工序中，出钢20~25%时，依次加入增碳剂、硅铁、金属锰和铬铁进行脱氧合金化。
6.根据权利要求1所述的高强铠装钢丝用盘条的生产方法，其特征在于，所述转炉冶炼工序中，控制出钢过程的底吹流量≤100NL/min。
7.根据权利要求1所述的高强铠装钢丝用盘条的生产方法，其特征在于，所述精炼工序中，合成渣的组分包括SiO2和CaO，其中，SiO2的含量为56~60%，CaO的含量≥35%，其余为不可避免的组分。
8.根据权利要求1所述的高强铠装钢丝用盘条的生产方法，其特征在于，所述精炼工序中，通电化渣完成后在渣面加入保温剂，并控制钢包底吹流量为80~120NL/min进行软搅拌处理，软搅拌时间≥30min。
9.根据权利要求1所述的高强铠装钢丝用盘条的生产方法，其特征在于，所述连铸工序中采用中间包感应加热，控制钢液的过热度为10~15℃，连铸拉速为0.65~0.67m/min。
10.一种高强铠装钢丝用盘条，其特征在于，采用如权利要求1~9任一项所述的高强铠装钢丝用盘条的生产方法制备而成，所述盘条的化学成分以质量百分比计包括：C0.90~0.93%、Si0.18~0.23%、Mn0.28~0.34%、Cr0.30~0.35%、Ni0.1~0.3%、P≤0.008%、S≤0.010%、Cu≤0.03%、Al≤0.0015%、N0.001~0.003%、其余为Fe和不可避免的杂质元素，碳当量CE=1.03~1.06。
11.根据权利要求10所述的高强铠装钢丝用盘条，其特征在于，所述盘条的直径为5.5~6.5mm，抗拉强度为1230~1300MPa，面缩率≥35%，横截面的最大夹杂物尺寸≤20μm，其中硬质夹杂物占夹杂物总量的比值≤5%，索氏体化率≥90%，索氏体片层间距为130~160nm，珠光体团的尺寸为20~30μm，晶界渗碳体和马氏体级别均为0级，盘条表面的总脱碳层深度≤35μm，脱碳层长度占盘条圆周的比例＜30%。
12.一种高强铠装钢丝，其特征在于，所述高强铠装钢丝由权利要求10或11所述的高强铠装钢丝用盘条为母材制备而成。
13.根据权利要求12所述的高强铠装钢丝，其特征在于，所述钢丝的直径为1.1~1.3mm，抗拉强度为2380~2450MPa，耐受扭转圈数≥30圈，耐受弯曲次数≥16次。
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