低碳高强度高韧性钢绞线用盘条及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种低碳高强度高韧性钢绞线用盘条及其生产方法，所述的盘条的内的各组分重量百分比如下：C：0.69%～0.75%、Si：0.20%～0.30%、Mn：0.60%～0.90%、P≤0.03%、S≤0.025%、Cr：0.30%～0.40%、B：0.0010%～0.0020%，其余为铁；本发明专利技术通过在生产工艺的控轧、控冷工艺，包括对轧后吐丝温度、吐丝相变前冷却速度、相变温度区间、相变区冷却速度、斯太尔摩辊道速度、风机风量等进行控制，最终保证产品获得高强度的同时、塑性不降低反而有所提高，避免了网状碳化物以及马氏体等异常组织的产生，保证了通条组织和力学性能的均匀性。本发明专利技术的产品高强度、高韧性盘条的索氏体含量不低于90％，抗拉强度Rm≥1200MPa，断面收缩率Z≥34％。

【技术实现步骤摘要】
低碳高强度高韧性钢绞线用盘条及其生产工艺
本专利技术涉及炼钢企业中钢绞线用盘条的生产领域，尤其涉及一种低碳高强度高韧性钢绞线用盘条及其生产工艺。
技术介绍
钢绞线广泛应用到各种大跨度的建筑行业，特别是1860MPa级钢绞线，在制作大桥的悬臂索、斜拉索，高速铁路的高架拱梁、体育场馆等部位，充分应用国计民生等重大工程且使用部位关键，属于高技术含量的产品。在1980-2000年代，中国国内一般使用日标牌号的SWRH77B盘条，生产强度为1720MPa级或1670MPa级的钢绞线，随着社会的发展和技术的进步，国内开始在21世纪使用规格为φ12.5～13.0mm的日本牌号的SWRH82B(后面简称82B)为原料，一般经过9道次直进式拉丝机拉拔后绞股、稳定化处理等工艺，生产出1860MPa级钢绞线。以φ13.0mm的82B为例，用户需要盘条强度为1130MPa以上，盘条可以存在不影响使用的异常组织。盘条经过酸洗、拉拔、绞股、稳定化处理制作成1860MPa级的钢绞线。该钢种在中国国内加工的最大地区是天津和长三角地区，其次在中部地区有少量的加工商。国内能够生产出质量合格的82B盘条的厂家以宝钢、沙钢、首钢、青钢、安钢等企业为代表，已经有近30余家中国钢厂已经成功开发出该钢种。江苏永钢有限公司自2013年7月份开发出生产1860MPa级的钢绞线用盘条SWRH82B，规格为φ12.5mm和φ13.0mm以来，以良好的品质深受国内、外用户的好评，至2014年已经生产出该牌号的盘条近30万吨，几乎没有发生质量异议。国外使用82B盘条的情况与国内基本相同，有些厂家的加工工艺甚至不如中国国内生产条件。因此盘条只要能够满足中国国内的生产，即可满足国外用户的使用要求。国内使用82B的成分一般执行日标C:0.79-0.86%、Si:0.15-0.35%、Mn:0.60-0.90%、P≤0.030％、S≤0.030％；为了提高盘条强度和提高淬透性，一般再添加含量为0.15-0.25%的Cr，使得盘条强度≥1150MPa，从而满足用户使用。同时82B盘条为了满足国家出口退税的需要，在国内成分体系的基础上，增加了含量≥0.008%的B。而国内使用C:0.72-0.75%、Si:0.15-0.35%、Mn:0.60-0.90%、P≤0.030％、S≤0.030％、Cr：0.30-0.40%、B：0.0010-0.0020%，以上元素同时具备的盘条，并且盘条强度≥1180MPa，在国内属于首创。自2014年初，泰国进口政策规定：对含C≥0.76%的产品征收购入成交价额30%的税率，需对江苏永钢生产的该钢种盘条征收反倾销税，导致该钢种发往泰国的规格为φ8.0mm、φ9.0mm、φ11.0mm的SWRH82B盘条出口中断，为此经过永钢技术部门和泰国客户的协商，决定双方合作开发1860MPa级低碳高强度高韧性钢绞线用盘条，牌号协商确定为SWRH72B-S（以下简称72B-S盘条）。因此SWRH72B-S方面的研究，未见相关公开报道。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术目的在于提供一种控制精准，物理性能优秀的低碳高强度高韧性钢绞线用盘条及其生产工艺。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种低碳高强度高韧性钢绞线用盘条，所述的盘条的内的各组分重量百分比如下：C：0.69%～0.75%、Si：0.20%～0.30%、Mn：0.60%～0.90%、P≤0.03%、S≤0.025%、Cr：0.30%～0.40%、B：0.0010%～0.0020%，其余为铁。微合金化元素Cr是碳化物形成元素，它在钢种主要存在于渗碳体片层中，通过固溶作用形成合金渗碳体，具有降低珠光体转变温度的特点，可减少过共析钢的珠光体片层间距、提高钢的强度、减轻抑制先共析渗碳体的析出的作用，细化晶粒提高塑性，同时Cr又是典型的淬透性元素，能够降低盘条表面与中心的冷却速度梯度，使得横截面上组织完全或者基本相同，同时抑制盘条中心的高级别的网状碳化物的产生。铬铁合金较其它微合金价格较低，因此添加Cr已成为研制82B系列盘条的主要措施之一。但是较高的Cr含量又能增加连铸过程中的偏析程度，提高盘条中马氏体出现的级别，因此国内很少有质量百分含量达到Cr含量为0.35-0.40%的82B盘条，更少有Cr含量为0.35-0.40%且含碳量为0.72-0.75%产品，得到1180MPa强度的盘条生产1860MPa级钢绞线的盘条。硼（B）也是提高钢材淬透性的元素，B在钢种以两种形式存在：化合态以及固溶态，其中化合态的硼存在是化合物，属于钢种的杂质，而固溶在Fe中的硼有利于提高钢的淬透性，可以提高钢材的强度，而添加约0.0010-0.0015%的B，吨钢生产成本约增加2-3元，是典型的添加元素，但是该元素在较大规格（φ≥10.0mm及以上）时，对钢的强度增加效果明显低于小规格的盘条。基于以上原因，本专利技术通过在SWRH72B型盘条中添加Cr和B两种合金元素，从而达到82B的效果。一种低碳高强度高韧性钢绞线用盘条的生产工艺，所述的生产工艺是将原料钢坯经过加热炉开轧→定径机终轧→吐丝→穿水冷却→相变冷却后得到产品钢绞线用盘条，所述的产品的规格为Φ8.0～11.0mm，所述加热炉内的控制的加热温度分布为：加热一段800～900℃，加热二段1040～1120℃，均热段1060～1140℃，开轧温度为1040～1060℃，所述的吐丝温度为920～960℃，所述的盘条的相变冷却在斯泰尔摩辊道和风机的联合作用下进行。本专利技术优化了加热炉加热温度，使得Cr能够充分固溶到钢坯的奥氏体中，增加了固溶态的Cr的含量，最终有利于提高盘条的强度。我司在现有技术82B钢坯加热制度的基础上，将加热段和均热段温度、开轧温度均上调了30～50℃。同时本专利技术提高了工艺中吐丝温度，对低碳钢来讲，可以降低盘条的抗拉强度，而对高碳钢来讲，吐丝温度的提高，有利于提高盘条的抗拉强度，通过提高高碳钢的过热度，增加高碳钢的内部激变能，增加位错的数量，使得奥氏体转变动力增加，有利于提高盘条的索氏体含量，从而提高高碳钢的强度。本专利技术所述的产品在斯泰尔摩辊道进行相变冷却的操作过程中，当产品处于相变前冷速，此阶段冷却速度控制在12～15℃/s，当产品处于相变区间时，此阶段冷却速度控制在7.0～10.0℃/s，当产品处于相变后冷却，此阶段冷却速度控制在4～6℃/s。本专利技术所述的盘条的相变冷却的冷却速度与风机风量成正比。控制盘条在斯泰尔摩辊道的相变速度和风机的开启台数，避免异常组织如马氏体的产生；调整盘条在斯泰尔摩辊道的相变速度和风机的开启台数以及开启方式，开启不同的风机，如：规格为Φ11.0mm的盘条,返回开启前6台风机风量为100%，第7～11台风机风量为90%，第12～13台风机风量为50%时，盘条强度达到1200～1240MPa，此时盘条中没有马氏体；如果将第7～13台均开启100%时，在盘条中心出现比例为5～30%的马氏体，马氏体直径为10～40μm。同时对第1～6号风机进行不同风机风量的开启，当开启85～90%时，盘条强度降低约20～40MPa，同时盘条中存在2.0～4.0级网状碳化物的比例达到约20%以上。而开启100%时，几乎没有2.0级及以上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低碳高强度高韧性钢绞线用盘条，其特征在于，所述的盘条的内的各组分重量百分比如下：C：0.69%～0.75%、Si：0.20%～0.30%、Mn：0.60%～0.90%、P≤0.03%、S≤0.025%、Cr：0.30%～0.40%、B：0.0010%～0.0020%，其余为铁。

【技术特征摘要】
1.一种低碳高强度高韧性钢绞线用盘条的生产工艺，其特征在于，所述的盘条内的各组分重量百分比如下：C：0.69%～0.75%、Si：0.20%～0.30%、Mn：0.60%～0.90%、P≤0.03%、S≤0.025%、Cr：0.30%～0.40%、B：0.0010%～0.0020%，其余为铁；所述的生产工艺是将原料钢坯经过加热炉开轧→定径机终轧→吐丝→穿水冷却→相变冷却后得到产品钢绞线用盘条，所述的产品的规格为Φ8.0～11.0mm，所述加热炉内控制的加热温度分布为：加热一段800～900℃，加热二段1040～1120℃，均热段1060～1140℃，开轧温度为1040～1060℃，所述的吐丝温度为920～960℃，所述的盘条的相变冷却在斯泰尔摩辊道和风机的联合作用下进行；所述的产品在斯泰尔摩辊道进行相变冷却的操作过程中，当产品处于相变前冷速，此阶段冷却速度控制在12～15℃/s，当...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志军，方元杰，谷杰，宋健，王鲁义，
申请(专利权)人：张家港联峰钢铁研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32