一种盘条及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及钢铁材料技术领域，具体涉及一种盘条及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的盘条，以质量百分比计，所述盘条包括：C 0.80

【技术实现步骤摘要】
一种盘条及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及钢铁材料
，具体涉及一种盘条及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]由盘条经过酸洗、拉拔、镀锌、捻制而成的镀锌钢绞线是输电电缆的骨架和承载材料，其强度等级制约着输电线路的跨距和输电容量。目前，电网的建设逐步向节能、环保的方向发展，主要包括特高压和大跨距大容量输电，其承载钢芯即镀锌钢绞线的强度级别也要求极高，需要达到相关企业标准Q/GDW 11275
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2014的G6A。
[0003]钢丝的抗拉强度依赖于盘条的初始强度和减面率，可采用屠林科夫经验公式进行估算。钢丝镀锌后相当于进行了一次450℃左右的短时间退火热处理，其加工硬化有一定程度的回复，因而抗拉强度、应力会有所降低。抗拉强度、应力降低的程度随强度值和减面率的增加而增大，对高强度级别钢丝来说，抗拉强度损失约5
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7％，G6A钢丝在镀锌过程中的强度损失约130MPa。镀锌过程的抗拉强度损失越大，要求所用盘条的初始强度越高、减面率越大。
[0004]但是，目前制造架空电缆高强钢芯的一般为含0.80
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0.85％C的热轧盘条，其初始强度不足1200MPa，需要对盘条或粗拉钢丝进行铅浴处理；同时，大量的研究结果表明，当盘条或粗拉钢丝的减面率超过90％时，镀锌钢丝的扭转性能会急剧下降，而且波动加剧。
[0005]现有技术制造架空电缆高强钢芯用镀锌钢丝的原料一般为H82B热轧盘条，其主要组成大致为C 0.82％、Si 0.20％、Mn 0.75％、Cr 0.20％，盘条的初始强度＜1200MPa，生产G6A强度级别的镀锌钢丝时，为满足抗拉强度的技术要求，减面率必须高于90％，一方面出现镀锌过程抗拉强度损失和1％伸长时应力损失过大的现象，另一方面导致钢丝的韧性降低，扭转等技术指标不能满足标准要求，更不利于架空电缆的安全使用。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中盘条的初始强度过低，同时在镀锌过程中钢丝抗拉强度损失和1％伸长时应力损失较大，容易导致架空电缆钢芯抗拉强度、1％伸长时应力、扭转等技术指标不能同时满足标准要求的缺陷，从而提供一种盘条及其制备方法和应用。
[0007]本专利技术提供一种盘条，以质量百分比计，所述盘条包括：C 0.80
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0.84％、Si 0.40
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0.55％、Mn 0.65
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0.75％、Cr 0.15
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0.25％、V 0.03
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0.05％、Al 0.01
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0.03％，以及余量的铁和不可避免的杂质，且Si和Cr的总质量占盘条总质量的0.65
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0.70％。
[0008]优选的，所述盘条在制备镀锌钢丝时，镀锌过程中钢丝抗拉强度损失率≤4％。
[0009]以下具体说明本专利技术盘条各元素的作用：
[0010]C是钢材中最基本的强化元素，C含量每增加0.01％，盘条强度约增加10MPa，但过量的C会在盘条中心处偏聚，甚至形成网状渗碳体，降低盘条的塑性，造成拉拔断丝。本专利技术中C含量的范围选为0.80
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0.84％。
[0011]Si是重要的脱氧剂，有助于降低钢中的氧含量，减少夹杂物。同时，Si是铁素体强化元素，能够通过固溶强化提高铁素体的强度，具有提高屈强比能力。而且，Si在铁素体/渗碳体界面的富集有助于防止渗碳体在热镀锌过程中发生溶解，提高组织的热稳定性，降低钢丝抗拉强度下降的程度。但过多的Si会引起脱碳，促使渗碳体石墨化，降低盘条表面质量和塑性，恶化拉拔性能。本专利技术中Si含量范围选为0.40
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0.55％。
[0012]Mn在钢中主要用于增加钢的强度，同时可以增加奥氏体的稳定性，降低相变温度，同时Mn能改变硫化物成分、减小S的有害作用，但Mn含量过高会增加盘条的淬透性，容易出现马氏体等异常组织。本专利技术中Mn含量控制在0.65
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0.75％。
[0013]Cr是碳化物生成元素，在钢中主要存在于渗碳体片层，通过置换作用形成合金渗碳体，有助于抑制钢丝镀锌过程中渗碳体的溶解，减小钢丝抗拉强度损失。同时，Cr可以提高奥氏体的稳定性，阻止热轧时晶粒的长大，在相同的冷速下可以细化珠光体片层间距。Cr含量过高容易出现淬火组织，不利于组织控制。本专利技术中Cr含量控制在0.15
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0.25％。
[0014]V是强碳化物形成元素，热轧时可抑制奥氏体晶粒的长大；相变初期V在奥氏体晶界上形成VC颗粒，降低了晶界上C元素含量，可有效抑制网状渗碳体的形成；相变过程中V会在珠光体中的铁素体软相间析出，对盘条起到析出强化作用，有利于提高盘条的抗拉强度。V含量过高也容易出现淬火组织，不利于组织控制。本专利技术中V含量控制在0.03
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0.05％。
[0015]Al的加入主要是为了脱氧，能减少钢中的自由氧含量。但Al过多容易造成方坯连铸过程中水口结瘤，影响生产的顺利进行，恶化连铸坯表面质量。本专利技术中Al的控制范围在0.01
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0.03％。
[0016]本专利技术盘条的应用目标为电力系统架空电缆G6A强度级钢芯用镀锌钢丝，抗拉强度≥1960MPa，1％伸长时应力≥1670MPa，扭转≥12次。
[0017]本专利技术相对于H82B热轧盘条提高了Si含量、增加了V，基于以下两方面的考虑：第一，通过提高合金中Si含量、增加V的方式提高盘条的初始强度，可以降低盘条拉拔的减面率，提高拉拔钢丝的塑性指标；第二，利用特定含量的Si、Cr可在镀锌过程中阻止或抑制渗碳体发生溶解，提高组织的热稳定性，降低镀锌钢丝抗拉强度、应力损失程度。
[0018]本专利技术限制Si、Cr、V含量及Si+Cr总含量，也是基于两方面的考虑：第一，过多的Si会引起脱碳，降低盘条表面质量和塑性，恶化拉拔性能，降低拉拔效率，增加能耗。第二，过多的Cr、V容易出现淬火组织，不利于盘条组织控制，影响钢丝的塑性指标。
[0019]本专利技术提供一种上述所述盘条的制备方法，包括原料铁水预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、大方坯连铸、开坯、高线轧制、斯太尔摩控冷工艺过程。
[0020]该工艺流程针对目标产品进行设计，能确保产品性能和冶金质量，成本较低。
[0021]优选的，所述原料铁水预脱硫的铁水出站温度1300
‑
1350℃，终点控制铁水中硫含量＜0.008％，铁水包的扒渣率大于95％；
[0022]和/或，所述转炉冶炼的终点控制C 0.05
‑
0.30％、P≤0.014％、S≤0.010％，出钢温度1620
‑
1660℃。
[0023]优选的，所述LF精炼包括精炼开始前的强搅拌、精炼和精炼结束前的软搅拌；
[0024]和/或，所述LF精炼全程底吹氩气，强搅拌底吹氩气压力4
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盘条，其特征在于，以质量百分比计，所述盘条包括：C0.80
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0.84％、Si 0.40
‑
0.55％、Mn 0.65
‑
0.75％、Cr 0.15
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0.25％、V 0.03
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0.05％、Al 0.01
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0.03％，以及余量的铁和不可避免的杂质，且Si和Cr的总质量占盘条总质量的0.65
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0.70％。2.根据权利要求1所述盘条，其特征在于，所述盘条在制备镀锌钢丝时，镀锌过程中钢丝抗拉强度损失率≤4％。3.权利要求1或2所述盘条的制备方法，其特征在于，包括原料铁水预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、大方坯连铸、开坯、高线轧制、斯太尔摩控冷工艺过程。4.根据权利要求3所述盘条的制备方法，其特征在于，所述原料铁水预脱硫的铁水出站温度1300
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1350℃，终点控制铁水中硫含量＜0.008％，铁水包的扒渣率大于95％；和/或，所述转炉冶炼的终点控制C 0.05
‑
0.30％、P≤0.014％、S≤0.010％，出钢温度1620
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1660℃。5.根据权利要求3或4所述盘条的制备方法，其特征在于，所述LF精炼包括精炼开始前的强搅拌、精炼和精炼结束前的软搅拌；和/或，所述LF精炼全程底吹氩气，强搅拌底吹氩气压力4
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5MPa，强搅拌时间2
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3min，精炼底吹氩气压力0.5
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5.0MPa，精炼出钢温度1510
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1530℃，精炼时间35
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50min，软搅拌底吹氩气压力为0.5
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【专利技术属性】
技术研发人员：李建华，张宇，李月云，王雷，
申请(专利权)人：江苏沙钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：