一种钢绞线用盘条及其制备方法技术

一种钢绞线用盘条及其制备方法，属于高强耐腐蚀盘条技术领域，克服了现有技术中耐腐蚀盘条生产成本高，易偏析、降低盘条力学性能的缺陷。本发明专利技术钢绞线用盘条，化学成分以重量百分比计为：C 0.80~0.85%、Si 0.3~0.5%、Mn 0.4~0.55%、P 0.028~0.04%、S≤0.015%、Cr 0.35~0.45%、Cu 0.2~0.3%、Ce 0.02~0.04%，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明专利技术盘条具有良好的耐腐蚀性能、强度和韧性，且生产成本低。且生产成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种钢绞线用盘条及其制备方法


[0001]本专利技术属于高强耐腐蚀盘条
，具体涉及一种钢绞线用盘条及其制备方法。

技术介绍

[0002]预应力钢绞线具有抗拉强度高、松弛值低、延伸率高及耐疲劳性能良好等特点，广泛应用于道路、桥梁、水利、电力、建筑等国民经济建设领域。其中，有些结构处于腐蚀工业、海洋等恶劣环境下，结构中的钢绞线极易发生腐蚀；有些结构虽处于正常的大气环境下，但随着服役时间增长，空气中的水气、氧气以及污染物质等也会引起钢绞线的腐蚀。钢绞线腐蚀造成的危害极大，不仅会产生巨大的经济损失，造成资源、能源的严重浪费，同时也会造成环境的污染，甚至会对生命安全造成危害，因此，必须重视钢绞线防腐蚀问题。
[0003]钢绞线是采用高碳钢盘条，经过表面处理后冷拔成钢丝，然后按钢绞线结构将一定数量的钢丝绞合成股，再经过消除应力的稳定化处理过程而成。为延长耐久性以及提高耐腐蚀性能，钢丝表面一般会有金属或非金属的镀层或涂层，如镀锌、涂环氧树脂等，但仍存在一些质量问题，如镀锌层不稳定，涂环氧树脂制造工艺和装备繁杂，检测条件较为特殊等。
[0004]因此，要想彻底解决钢绞线腐蚀问题，需从源头抓起，提高钢绞线盘条的耐腐蚀性能。现有技术通过加入Cr、Ni、Cu、Mo等元素提高盘条的耐腐蚀能力，但Ni、Mo元素价格较贵，大大提高了生产成本，同时添加合金元素容易造成铸坯以及盘条偏析，容易产生网状渗碳体以及马氏体等异常组织，降低盘条力学性能。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的耐腐蚀盘条生产成本高，易偏析、降低盘条力学性能的缺陷，从而提供一种钢绞线用盘条及其制备方法。
[0006]为此，本专利技术提供了以下技术方案。
[0007]一种钢绞线用盘条，化学成分以重量百分比计为：C 0.80~0.85%、Si 0.3~0.5%、Mn 0.4~0.55%、P 0.028~0.04%、S≤0.015%、Cr 0.35~0.45%、Cu 0.2~0.3%、Ce 0.02~0.04%，其余为Fe和不可避免的杂质。
[0008]C：钢中最基本的强化元素，随C含量的增加，钢的强度、硬度上升，韧性下降，本专利技术中C含量控制在0.80~0.85%。
[0009]Si：钢中重要的固溶强化元素，可提高铁素体的强度，Si也是重要的脱氧剂，有助于降低钢中氧含量，减少夹杂物。同时Si具有抑制网状渗碳体形成的作用，但Si含量过高，会恶化冷加工性能，不利于盘条的拉拔性能。因此，本专利技术中Si含量控制在0.3~0.5%。
[0010]Mn：在钢中起固溶强化和细晶强化作用，主要用于提高钢的强度，但是Mn含量过高会产生低温组织，降低盘条的拉拔性能，同时Mn对应力腐蚀存在不利影响，因此，本专利技术中Mn含量控制在0.4~0.55%。
[0011]P、S：在一般情况下，P是钢中的有害元素，会增加钢的冷脆性，但是P元素也可提高钢的耐大气腐蚀性能。因此，本专利技术中P含量控制在0.028~0.04%；S元素在钢中易生成MnS，引起热脆，因此要尽可能降低S含量，将S含量控制在S≤0.015%。
[0012]Cr：Cr元素可以提高钢的淬透性，细化珠光体片层间距，提高盘条强度，同时还可提高钢绞线的耐应力腐蚀能力。但是Cr含量过高容易产生低温组织，降低盘条拉拔性能，因此，本专利技术中Cr含量控制在0.35~0.45%。
[0013]Cu：Cu元素有助于提高钢的耐大气腐蚀性能，当Cu与P联合加入钢中，会显示更好的复合效果。但是，Cu含量过高会降低塑性，在热轧过程容易产生开裂，因此，本专利技术中Cu含量控制在0.2~0.3%。
[0014]Ce：稀土元素Ce可作为珠光体相变形核质点，增加形核数量，细化珠光体片层间距，在晶界能抑制合金元素Mn、Cr的偏聚，强化晶界，提高盘条的强韧性。同时稀土元素Ce可对钢液中的氧化物和硫化物进行变形处理，生成细小，接近球状的稀土化合物，提高拉拔性能以及抗腐蚀性能。但是，稀土元素Ce含量过高，会使夹杂物数量增多且生成的复合化合物会聚集为较大颗粒，轧制后会形成串状夹杂，恶化盘条性能。因此，本专利技术中Ce含量控制在0.02~0.04%。
[0015]稀土元素Ce可净化钢液，深度去除钢中的氧、硫；钢中加入稀土元素Ce还可以使夹杂物的性质和形态发生改变，缩小夹杂物与基体的电极电位差，避免点蚀发生；稀土元素聚集在晶界，减少杂质元素在晶界偏聚，强化晶界；稀土化合物微小的固态质点提供了异质形核，细化晶粒。同时我国又是世界稀土产量以及钢铁产量的第一大国，在钢铁中加入适量的稀土元素Ce，对提高钢材的品质具有重要意义。
[0016]连铸过程采用低过热度浇注，电磁搅拌改善铸坯偏析，通过调节拉速与二冷水量提高铸坯的质量，避免产生裂纹等缺陷遗传给盘条。
[0017]分段加热以达到完全奥氏体均匀化，使碳化物完全溶解，同时避免脱碳缺陷的产生。
[0018]进一步的，所述盘条直径为8~13mm。
[0019]一种钢绞线用盘条的制备方法，包括转炉冶炼、精炼、连铸和轧制。
[0020]进一步的，所述转炉冶炼满足以下条件中的至少一项：（1）铁水比≥80%；（2）转炉终渣碱度为3.4~3.5；（3）出钢温度为1630~1680℃；（4）终点碳含量为0.05~0.25%。
[0021]进一步的，所述精炼满足以下条件中的至少一项：（1）精炼终渣碱度为2.4~2.5；（2）精炼时间为35~40min；（3）白渣时间15~20min；（4）软搅拌前，以2~3m/s速度喂入6~8m/t钢水的Ce线；（5）软搅拌时间为10~15min，所述软搅拌底吹Ar流量为30
‑
80NL/min。
[0022]进一步的，所述连铸满足以下条件中的至少一项：（1）中间包钢水过热度为25~30℃；
（2）拉速为2.5~2.6m/min；（3）结晶器电磁搅拌电流为500~550A，频率为4~6Hz；（4）凝固末端电磁搅拌电流为450~500A，频率为12~15Hz；（5）二次冷却区沿拉坯方向从上到下分为4个冷却段，4个冷却段的冷却水量分别为：180~190L/min、240~250L/min、65~75L/min、50~60L/min；比水量为0.23~0.25L/kg；（6）连铸制得的铸坯截面尺寸为（140
‑
150）mm
×
（140
‑
150）mm。
[0023]进一步的，所述轧制包括：将连铸制得的铸坯进行分段加热，然后进行高压水除磷、粗轧、中轧、预精轧、精轧、吐丝、冷却、集卷。
[0024]进一步的，所述轧制满足以下条件中的至少一项：（1）分段加热中，加热一段炉温为900~950℃，加热二段炉温为1020~1070℃，均热段炉温为1160~1200℃，在炉总时间为90~120min；（2）粗轧开轧温度为1050~1080℃，精轧入口温度为940℃~970℃。
[0025]进一步的，所述吐丝温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢绞线用盘条，其特征在于，化学成分以重量百分比计为：C 0.80~0.85%、Si 0.3~0.5%、Mn 0.4~0.55%、P 0.028~0.04%、S≤0.015%、Cr 0.35~0.45%、Cu 0.2~0.3%、Ce 0.02~0.04%，其余为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的钢绞线用盘条，其特征在于，所述盘条直径为8~13mm。3.一种权利要求1或2所述的钢绞线用盘条的制备方法，其特征在于，包括转炉冶炼、精炼、连铸和轧制；所述轧制包括将连铸制得的铸坯进行分段加热。4.根据权利要求3所述的钢绞线用盘条的制备方法，其特征在于，所述转炉冶炼满足以下条件中的至少一项：（1）铁水比≥80%；（2）转炉终渣碱度为3.4~3.5；（3）出钢温度为1630~1680℃；（4）终点碳含量为0.05~0.25%。5.根据权利要求3所述的钢绞线用盘条的制备方法，其特征在于，所述精炼满足以下条件中的至少一项：（1）精炼终渣碱度为2.4~2.5；（2）精炼时间为35~40min；（3）白渣时间15~20min；（4）软搅拌前，以2~3m/s速度喂入6~8m/t钢水的Ce线；（5）软搅拌时间为10~15min，所述软搅拌的底吹氩气流量为30
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80NL/min。6.根据权利要求3所述的钢绞线用盘条的制备方法，其特征在于，所述连铸满足以下条件中的至少一项：（1）中间包钢水过热度为25~30℃；（2）拉速为2.5~2.6m/min；（...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金涛，沈奎，张宇，于学森，
申请(专利权)人：江苏省沙钢钢铁研究院有限公司江苏沙钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：