一種90級(jí)超高強(qiáng)度膠管鋼絲用盤條及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種90級(jí)超高強(qiáng)度膠管鋼絲用盤條及 其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著高壓膠管輸送材料的不斷發(fā)展，用戶對(duì)超高強(qiáng)度膠管鋼絲用盤條的需求不斷 提高。用于超高強(qiáng)度膠管鋼絲生產(chǎn)的盤條要求有非常高的鋼質(zhì)潔凈度，偏析程度低，同時(shí)具 有高的表面質(zhì)量和輕微的表面脫碳。
[0003] 目前，國內(nèi)高強(qiáng)度盤條主要為斜拉索及懸梁索鍍鋅鋼絲用盤條。如申請(qǐng)?zhí)?"200710045315. 8"提供了一種1670MPa級(jí)橋梁斜拉索及1770MPa級(jí)橋梁懸索鍍鋅鋼絲用 盤條，包括以下化學(xué)元素（wt% ) :C :0.8 ~0.85%，Si :0· 12 ~0.32%，Mn :0.6 ~0.9%， P彡0· 025%，S彡0· 025%，Cr彡0· 2%，V彡0· 04%，Cu彡0· 2%。其盤條采用冶煉、澆注、 初軋、高線軋制生產(chǎn)。高速線材的生產(chǎn)工藝為，乳件在減定徑機(jī)組進(jìn)口溫度為950 ± 25°C，吐 絲溫度為920±20°C。
[0004] 上述專利僅介紹了用于斜拉索及懸梁索鍍鋅鋼絲用盤條的化學(xué)成分和生產(chǎn)工藝， 并未介紹用于90級(jí)超高強(qiáng)度膠管鋼絲用盤條的化學(xué)成分和生產(chǎn)工藝。超高強(qiáng)度膠管鋼絲 在應(yīng)用過程中，承受高強(qiáng)交變應(yīng)力。為了防止鋼絲過早失效，必須提高鋼絲的內(nèi)在質(zhì)量和表 面質(zhì)量，因此需要在化學(xué)成分、冶煉和軋制工藝方面進(jìn)一步研究，以滿足用戶的質(zhì)量需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的旨在提供一種具有超高強(qiáng)度、斷絲率低、疲勞壽命高的90級(jí)膠管鋼 絲用盤條及其生產(chǎn)方法。
[0006] 為此，本發(fā)明所采取的解決方案是：
[0007] -種90級(jí)超高強(qiáng)度膠管鋼絲用盤條，其化學(xué)成分wt %為：C :0. 88 %~0. 93 %， Μη :0· 20 % ~0· 45 %，Cr :0· 20 % ~0· 30 %，Si :0· 20 % ~0· 40 %，P 彡 0· 010 %， S 彡 0· 010 %，K :0· 0001 % ~0· 0010 %，Mg :0· 0001 % ~0· 0010 %，全氧：0· 0015 % ~ 0. 0025%，其余為鐵和殘余元素。
[0008] 化學(xué)成分及含量設(shè)定的理由如下：
[0009] 碳是鋼中的主要強(qiáng)化元素，碳含量越高，盤條和鋼絲的抗拉強(qiáng)度越大。但是過高的 碳含量導(dǎo)致盤條在冷卻過程出現(xiàn)網(wǎng)狀滲碳體組織。因此，為了生產(chǎn)超高強(qiáng)膠管鋼絲鋼中碳 含量控制在0.88~0.93%。
[0010] 錳也是一種提高盤條強(qiáng)度的元素，錳元素在凝固過程的偏析較為嚴(yán)重，因此在設(shè) 計(jì)高強(qiáng)度膠管鋼絲用盤條成分中，適當(dāng)降低盤條錳含量，因此鋼中錳含量控制在〇. 20~ 0· 45%〇
[0011] 鉻是一種提高盤條強(qiáng)度的元素，該元素也能提高盤條的淬透性，細(xì)化高碳鋼盤條 的組織，減小索氏體片層間距，抑制晶界滲碳體析出，提高盤條的拉拔性能。但是，過高的鉻 元素將顯著提高盤條抗拉強(qiáng)度，降低其拉拔性能。因此，鋼中鉻含量控制在0. 20~0. 30%。
[0012] 硅是膠管用盤條冶煉過程的主要脫氧元素。硅含量低將導(dǎo)致鋼液脫氧不足；但是， 過高的硅含量導(dǎo)致鋼中殘余氧化物夾雜粗大，對(duì)鋼的應(yīng)用性能不利。因此，鋼中硅含量控制 在 0· 20 ~0· 40%。
[0013] 磷硫都是鋼中有害雜質(zhì)元素，要求盤條[P]彡0.010%，[S]彡0.010%，在不造成 其他影響的情況下，越低越好。
[0014] 盤條中的全氧含量是代表盤條潔凈度的一個(gè)重要指標(biāo)。較低的盤條全氧含量易于 提高盤條的加工性能。但是，過低的盤條氧含量不利于盤條中夾雜物變形性的改善，因此盤 條的全氧含量控制在0. 0015~0. 0025%。
[0015] 鉀、鎂是強(qiáng)脫氧元素，適量的鉀、鎂含量有利于降低盤條中氧化物夾雜的熔點(diǎn)， 提高夾雜物的變形性，降低盤條中夾雜物尺寸，因此盤條的鉀、鎂含量控制在〇. 0001~ 0· 0010%。
[0016] -種90級(jí)超高強(qiáng)度膠管鋼絲用盤條的生產(chǎn)方法，其具體工藝方法為：
[0017] 1、鐵水脫硫預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉和LF精煉：
[0018] 鐵水脫硫預(yù)處理將鐵水中的硫含量控制在0.005%以下；轉(zhuǎn)爐采用雙渣法進(jìn) 行冶煉，降低鋼液磷和鉀、鎂含量，冶煉終點(diǎn)要求[P]彡0.010%，[K]彡0.0001 %， [Mg] < 0. 0002%，為最終盤條殘余元素控制奠定基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼液溫度控制在1570~ 1670°C，一方面防止鋼液溫度過低，為以后的精煉過程提高鋼液溫度增加負(fù)擔(dān)；另外一方 面，防止鋼液溫度過高，造成鋼液過氧化。LF精練過程溫度控制在1530~1590°C，時(shí)間 50~120min,既可防止鋼液精煉時(shí)間不足，鋼中夾雜物不能上浮排出鋼液,也防止鋼液精 煉時(shí)間過長，造成耐火材料侵蝕嚴(yán)重，惡化鋼質(zhì)。
[0019] 2、連鑄：
[0020] 連鑄過程控制中間包鋼水過熱度不大于30°C，方坯斷面尺寸為（200~ 400) X (300 ~500) mm。
[0021] 3、連軋和線材軋制：
[0022] 先將連鑄坯連軋成155 X 155mm連軋坯；連軋坯送修磨車間進(jìn)行表面修磨處理，修 磨前鋼坯表面溫度低于l〇〇°C，連軋坯四面修磨量為2~5_ ;線材生產(chǎn)工序，鋼坯加熱溫度 1020~1KKTC，盤條吐絲溫度為890~950°C，乳制出直徑5. 0~6. 0mm盤條；吐絲后盤條 冷卻速度控制在20~30°C /s，盤條相變后冷卻速度控制在5°C /s以下，控制盤條氧化鐵皮 的FeO含量不低于75 %，F(xiàn)e203含量不高于10 %，鐵皮厚度不低于10um。
[0023] 本發(fā)明的有益效果為：
[0024] 本發(fā)明通過控制K和Mg含量，提高鋼中夾雜物的變形能力，降低夾雜物尺寸，提高 鋼質(zhì)潔凈度。通過表面溫度在l〇〇°C條件下的鋼坯表面機(jī)械修磨，提高線材軋制原料的表面 質(zhì)量，進(jìn)而提高盤條的表面質(zhì)量。通過控制盤條氧化鐵皮中鐵的氧化物含量，提高盤條氧化 鐵皮在機(jī)械除鱗過程的易脫落性。因此，將本發(fā)明方法生產(chǎn)的90級(jí)超高強(qiáng)度膠管鋼絲用盤 條，制成0. 40~0. 75mm膠管鋼絲，拉絲過程斷絲率不大于0. 1次/噸，鋼絲制成膠管后其 疲勞壽命超過3萬次，完全可滿足用戶的使用要求。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0026] 表1為實(shí)施例化學(xué)成分wt %。
[0027] 表1實(shí)施例化學(xué)成分wt %
[0029] 表2為實(shí)施例冶煉與連鑄工藝參數(shù)表。
[0030] 表2實(shí)施例冶煉與連鑄工藝參數(shù)表
[0032] 表3為實(shí)施例軋制工藝參數(shù)表。
[0033] 表3實(shí)施例軋制工藝參數(shù)表
[0036] 表4為實(shí)施例生產(chǎn)的盤條制成膠管鋼絲性能。
[0037] 表4實(shí)施例盤條制成的膠管鋼絲性能
[0038]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種90級(jí)超高強(qiáng)度膠管鋼絲用盤條，其特征在于，其化學(xué)成分wt%為：C:0. 88%~ 0· 93%，Μη :0· 20%~0· 45%，Cr :0· 20%~0· 30%，Si :0· 20%~0· 40%，P彡0· 010%， S彡 0·010%，K:0·0001% ~0·0010%，Mg:0·0001% ~0·0010%，全氧：0·0015% ~ 0. 0025%，其余為鐵和殘余元素。2. -種如權(quán)利要求1所述90級(jí)超高強(qiáng)度膠管鋼絲用盤條的生產(chǎn)方法，其特征在于，具 體工藝方法為： (1) 鐵水脫硫預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉和LF精煉： 鐵水脫硫預(yù)處理將鐵水中的硫含量控制在〇. 005 %以下；轉(zhuǎn)爐采用雙渣法進(jìn)行冶煉， 冶煉終點(diǎn)要求[P]彡〇. 010%，[K]彡0. 0001%，[Mg]彡0. 0002%，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼液溫度控制 在1570~1670°C;LF精練過程溫度控制在1530~1590°C，時(shí)間50~120min; (2) 連鑄： 連鑄過程控制中間包鋼水過熱度不大于30°C，方坯斷面尺寸為（200~400)X(300~ 500)mm； (3) 連軋和線材軋制： 先將連鑄坯連軋成155X155mm連軋坯；連軋坯送修磨車間進(jìn)行表面修磨處理，修磨 前鋼坯表面溫度低于l〇〇°C，連軋坯四面修磨量為2~5mm;線材生產(chǎn)工序，鋼坯加熱溫度 1020~1KKTC，盤條吐絲溫度為890~950°C，乳制出直徑5. 0~6. 0mm盤條；吐絲后盤條 冷卻速度控制在20~30°C/s，盤條相變后冷卻速度控制在5°C/s以下，控制盤條氧化鐵皮 的FeO含量不低于75 %，F(xiàn)e203含量不高于10 %，鐵皮厚度不低于10um。
【專利摘要】一種90級(jí)超高強(qiáng)度膠管鋼絲用盤條及其生產(chǎn)方法，其化學(xué)成分wt％為：C：0.88％～0.93％，Mn：0.20％～0.45％，Cr：0.20％～0.30％，Si：0.20％～0.40％，P≤0.010％，S≤0.010％，K：0.0001％～0.0010％，Mg：0.0001％～0.0010％，全氧：0.0015％～0.0025％，其余為鐵和殘余元素。通過控制K、Mg含量，提高鋼質(zhì)潔凈度；通過表面溫度在100℃條件下的鋼坯表面機(jī)械修磨，提高軋后盤條的表面質(zhì)量；通過控制氧化鐵皮中鐵的氧化物含量，提高盤條氧化鐵皮在機(jī)械除鱗過程的易脫落性。用本發(fā)明方法生產(chǎn)的盤條制成0.40～0.75mm膠管鋼絲，拉絲過程斷絲率不大于0.1次/噸，鋼絲制成膠管后其疲勞壽命超過3萬次，完全可滿足用戶的使用要求。
【IPC分類】C22C38/18, B21C37/04, C21D8/06
【公開號(hào)】CN105316581
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410284080
【發(fā)明人】郭大勇, 高航, 任玉輝, 張博, 王秉喜, 郭曉波, 馬立國, 常宏偉
【申請(qǐng)人】鞍鋼股份有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2014年6月23日