一种桥梁缆索用钢及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种桥梁缆索用钢及其制造方法，所述桥梁缆索用钢具有以下以重量％所示的化学组成：C：0.970‑1.190％、Si：1.250‑1.350％、Mn：0.650‑0.750％、P：0.010％以下、S：0.010％以下、Cr：0.070‑0.090％、Ti：0.060‑0.080％、Al：0.160‑0.200％、N：0.005‑0.009％、B：0.001‑0.0015％、Zr：0.002‑0.005％；其余为Fe及不可避免的杂质。本发明专利技术的通过成分和工艺的创新，实现强度和韧性的良好配合，提供的桥梁缆索用钢经过拉拔、镀锌、稳定化处理后强度可达2400MPa以上。

A Bridge Cable Steel and Its Manufacturing Method

【技术实现步骤摘要】
一种桥梁缆索用钢及其制造方法
本专利技术涉及桥梁钢领域。更具体地说，本专利技术涉及一种桥梁缆索用钢及其制造方法。
技术介绍
跨海湾、跨江等大跨度桥梁工程是高速公路网和铁路网的控制性节点工程，建设地点的自然环境日趋复杂，为了保障大跨径桥梁的安全性与轻量化，对悬索、斜拉索等桥梁缆索的抗拉强度、扭转等提出了更高的要求，进而对桥梁缆索用盘条的质量要求越来越苛刻。得益于国内蓬勃发展的基础设施建设，桥梁建设已成为中国继高铁、核电之后第三张国家“名片”。而在桥梁的发展过程中，缆索用盘条的每一次更新都对其发展起到了决定性作用，高强度高性能缆索用盘条的研发及产业化是下一次桥梁升级的关键。目前，工程应用的最高等级桥梁缆索用线材强度为1960MPa，而随着国内基础设施建设的加快推进，更高强度缆索用线材的开发成为必然。在所查公开发表的关于桥梁缆索用钢文献中：公开号CN102181786A涉及一种1670MPa级桥梁缆索镀锌钢丝用盘条及其制备方法；公开号CN101311288A涉及一种1770MPa级桥梁斜拉索镀锌钢丝用盘条及其制造方法；公开号CN102634730A涉及一种1860MPa级桥梁缆索镀锌钢丝用盘条及其制造方法；公开号CN105671443A涉及一种1960MPa级缆索镀锌钢丝用热轧盘条及生产方法；以上四种方法生产的盘条拉拔后钢丝强度均小于2000MPa，在国际上已有相关或相似性能产品的工程应用，属于常规或改良型产品。专利号CN102936688A涉及一种抗拉强度≥2000MPa的桥梁缆索用线材及生产方法，该专利钢丝实际强度均小于2100MPa，且C含量高达0.95～1.2％，N0.01～0.03％。高含量的C、N确保了钢丝强度，但若生产控制不当，往往伴随着扭转值的大幅度波动，不利于钢丝品质的控制和桥梁安全。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种桥梁缆索用钢及其制造方法，通过成分和工艺的创新，实现强度和韧性的良好配合，提供的桥梁缆索用钢经过拉拔、镀锌、稳定化处理后强度可达2400MPa以上。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种桥梁缆索用钢，具有以下以重量％所示的化学成分组成：C：0.970-1.190％、Si：1.250-1.350％、Mn：0.650-0.750％、P：0.010％以下、S：0.010％以下、Cr：0.070-0.090％、Ti：0.060-0.080％、Al：0.160-0.200％、N：0.005-0.009％、B：0.001-0.0015％、Zr：0.002-0.005％；其余为Fe及不可避免的杂质。本专利技术还提供一种上述桥梁缆索用钢的制造方法，包括以下步骤S1、钢水冶炼：铁水预处理后，依次经过转炉冶炼、LF炉精炼和RH真空处理后，得到目标钢水；S2、板坯浇铸：将所述步骤S1中得到的目标钢水送入连铸机中进行铸坯，得到板坯；S3、板坯加热：将所述步骤S2中得到的板坯进行加热；S4、板坯轧制：将所述步骤S3中加热后的板坯轧制成小方坯；S5、盘条轧制：将所述步骤S4中得到的小方坯轧制成盘条。优选的是，所述的一种桥梁缆索用钢的制造方法中，所述步骤S1中预处理后的铁水中的磷含量在0.005wt％以下，硫含量在0.001wt％以下。优选的是，所述的一种桥梁缆索用钢的制造方法中，所述步骤S1中，转炉出钢时，钢水的碳含量在0.830wt％以上，并对钢水进行脱氧合金化，再进入到LF炉中精炼。优选的是，所述的一种桥梁缆索用钢的制造方法中，所述步骤S1中，钢水的RH真空处理时间在10个循环周期以上。优选的是，所述的一种桥梁缆索用钢的制造方法中，所述步骤S2中，连铸机浇铸时的拉坯速度为0.75m/min，同时凝固末端采用动态轻压下工艺，铸坯总压下量15-20mm，浇铸过程中对所述连铸机的中间包采用电磁感应加热，以将过热度控制在15℃下。优选的是，所述的一种桥梁缆索用钢的制造方法中，所述步骤S3中，铸坯加热300-340min至其均热至1210-1240℃。优选的是，所述的一种桥梁缆索用钢的制造方法中，所述步骤S5中将小方坯轧制成盘条前，需将所述步骤S4中得到的小方坯置于保温坑48h后，再次加热150-180min至其均热至1115-1145℃。优选的是，所述的一种桥梁缆索用钢的制造方法中，所述步骤S5中将小方坯轧制成盘条时，粗轧压下量＞40％，吐丝温度≥925℃。优选的是，所述的一种桥梁缆索用钢的制造方法中，所述步骤S5中轧制得到的盘条采用两段式冷却：先以15-25℃/s的冷却速度将-盘条冷却到800-850℃，再以5-10℃/s的冷却速度将盘条冷却到500-550℃，然后风冷至室温。本专利技术通过控制钢质纯净度(高碳出钢、RH处理)，并采用二火成材工艺(低过热度浇注和开坯工艺)等工艺，有效提高了超高碳钢的性能和均匀性，生产出现有技术达不到的产品质量，使得最终产品钢丝强度达到2400MPa以上，且扭转值达到14次以上。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。<实施例1>一种桥梁缆索用钢，具有以下以重量％所示的化学成分组成：C：0.97％、Si：1.25％、Mn：0.65％、P：0.008％、S：0.007％、Cr：0.07％、Ti：0.060％、Al：0.16％、N：0.005％、B：0.001％、Zr：0.002％；其余为Fe及不可避免的杂质。一种上述桥梁缆索用钢的制造方法，包括以下步骤S1、钢水冶炼：对铁水进行预处理，使其铁水中的磷含量为0.001wt％，硫含量为0.0005wt％，铁水预处理后，经过转炉冶炼，转炉出钢时，钢水的碳含量在0.860wt％，并对钢水进行脱氧合金化，然后将钢水依次经过LF炉精炼和RH真空处理，得到目标钢水，其中钢水的RH真空处理时间为15个循环周期；S2、板坯浇铸：将所述步骤S1中得到的目标钢水送入连铸机中进行铸坯，得到板坯，其中，连铸机浇铸时的拉坯速度为0.75m/min，同时凝固末端采用动态轻压下工艺，铸坯总压下量17mm，浇铸过程中对所述连铸机的中间包采用电磁感应加热，以将过热度控制在14℃；S3、板坯加热：将所述步骤S2中得到的板坯进行加热300min至其均热至1210℃；S4、板坯轧制：将所述步骤S3中加热后的板坯轧制成小方坯；S5、盘条轧制：将所述步骤S4中得到的小方坯置于保温坑48h后，再次加热150min至其均热至1115℃所述步骤S4中得到的小方坯轧制成盘条，其中将小方坯轧制成盘条时，粗轧压下量48％，吐丝温度900℃；轧制得到的盘条采用两段式冷却：先以15℃/s的冷却速度将-盘条冷却到800℃，再以5℃/s的冷却速度将盘条冷却到500℃，然后风冷至室温。<实施例2>一种桥梁缆索用钢，具有以下以重量％所示的化学成分组成：C：0.98％、Si：1.28％、Mn：0.66％、P：0.007％、S：0.006％、Cr：0.080％、Ti：0.070％、Al：0.170％、N：0.008％、B：0.0011％、Zr：0.003％；其余为Fe及不可避免的杂质。一种上述桥本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种桥梁缆索用钢，其特征在于，具有以下以重量％所示的化学成分组成：C：0.970‑1.190％、Si：1.250‑1.350％、Mn：0.650‑0.750％、P：0.010％以下、S：0.010％以下、Cr：0.070‑0.090％、Ti：0.060‑0.080％、Al：0.160‑0.200％、N：0.005‑0.009％、B：0.001‑0.0015％、Zr：0.002‑0.005％；其余为Fe及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种桥梁缆索用钢，其特征在于，具有以下以重量％所示的化学成分组成：C：0.970-1.190％、Si：1.250-1.350％、Mn：0.650-0.750％、P：0.010％以下、S：0.010％以下、Cr：0.070-0.090％、Ti：0.060-0.080％、Al：0.160-0.200％、N：0.005-0.009％、B：0.001-0.0015％、Zr：0.002-0.005％；其余为Fe及不可避免的杂质。2.一种如权利要求1所述的桥梁缆索用钢的制造方法，其特征在于，包括以下步骤S1、钢水冶炼：铁水预处理后，依次经过转炉冶炼、LF炉精炼和RH真空处理后，得到目标钢水；S2、板坯浇铸：将所述步骤S1中得到的目标钢水送入连铸机中进行铸坯，得到板坯；S3、板坯加热：将所述步骤S2中得到的板坯进行加热；S4、板坯轧制：将所述步骤S3中加热后的板坯轧制成小方坯；S5、盘条轧制：将所述步骤S4中得到的小方坯轧制成盘条。3.如权利要求2所述的一种桥梁缆索用钢的制造方法，其特征在于，所述步骤S1中预处理后的铁水中的磷含量在0.005wt％以下，硫含量在0.001wt％以下。4.如权利要求2所述的一种桥梁缆索用钢的制造方法，其特征在于，所述步骤S1中，转炉出钢时，钢水的碳含量在0.830wt％以上，并对钢水进行脱氧合...

【专利技术属性】
技术研发人员：张帆，鲍思前，毛新平，赵刚，贺萌，瞿熙，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42