一种珠光体片层间距小于150nm的高强桥索钢及生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种桥梁用钢及生产方法，具体地属于一种珠光体片层间距小于 150nm的高强桥索钢及生产方法。
【背景技术】
[0002] 随着桥梁的发展，其大跨度桥梁一般首选的桥型为斜拉桥、悬索桥等。索承式桥梁 的发展，对桥梁缆索用关键原材料一一镀锌钢丝，提出了更高的性能要求，即在强度级别要 求不断提高，其他力学性能要满足条件的原则下，还要节约材料用量，以降低生产成本。然 而，强度级别的提高，其对韧性、面缩等一系列指标又都会因此有显著的降低，从而影响了 桥索钢的综合性能，因此，开发出一种强度显著提高，而韧性不下降，特别是对桥索钢使用 中不可忽视的扭转性能不改变是尤为重要的。
[0003] 经检索，中国专利公开号为CN201110103180. 2的文献，公开了一种1670MPa级桥 梁缆索镀锌钢丝用盘条及制备方法。其包括如下组分（wt%):基本组分C 0.79-0.84%、 Si 0? 15-1. 25 %、Mn 0? 60-0. 90 %、Cr 0? 15-0. 25 % 和 V 0? 04-0. 15 % ;可选组分 A1 0.001-0. 10%、B 0.0005-0. 0015%、Ti 0.01-0. 05%、Nb 0.01-0. 03%和 Mo 0.01-0.03% 中的任意一种或二种以上；以及Fe和杂质元素。其虽然综合性能优良，且生产工艺简洁易 操作，还可以充分利用废钢资源且不需要二次开坯，但其存在电炉炼钢成本高，更主要是强 度性能达不到2000MPa，再由于成分中含有V的控制太宽泛，导致强度波动大，不稳定，给用 户使用时增加操作难度，甚至无法使用。
[0004] 中国专利公开号为CN102936688A的文献，公开了一种抗拉强度彡2000MPa的桥梁 缆索用线材及方法，其组分及重量百分比含量为：C :0. 95~1. 2%，Si :0. 1%~0. 48%，Mn : 0? 6 ~1. 0%，Cr :0? 1 ~0? 5%，V :0? 01 ~0? 05%，Cu 彡 0? 05%，A1 :0? 05 ~0? 15%，N :0? 01 ~ 0. 03%，P彡0. 025%，S彡0. 015% ;其生产步骤：冶炼并连铸成坯；对铸坯进行加热；乳制；再 次加热；高速乳制；吐丝；风冷至室温；待用。该文献虽然抗拉强度彡2000MPa且稳定，扭转 值达到多15次，冷拉拔中未因钢丝质量问题而产生断丝现象，但其存在没有足够的固氮元 素，使得脆性变大而导致延伸率不合要求；金相组织中铁素体量较多，使片层间距偏差大， 经分析，是由于其冷却不均匀所致；再表面存在脱碳现象，影响使用。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有技术存在的不足，提供一种珠光体片层间距小于150nm，合金收 得率高，钢的纯净度高，抗拉强度多2000MPa，成本相对可降低5%的珠光体片层间距小于 150nm的高强桥索钢及生产方法。
[0006] 实现上述目的的措施： 一种珠光体片层间距小于150nm的高强桥索钢，其化学成分按重量比为：C 0. 95~ 1. 0%、Si 0? 8 ~1. 0%、Mn 0? 3 ~0? 6%、P 3 0? 025%、S 3 0? 025%、V 0? 030 ~0? 045%、Als 0? 025 ~0? 035%、Ti 0? 010 ~0? 03%、Cr 0? 2 ~0? 4%、Ni 0? 2 ~0? 3%、Nb 0? 02 ~0? 03%、 N 0. 007~0. 010%，其余为Fe及杂质元素。
[0007] -种珠光体片层间距小于150nm的高强桥索钢的生产方法，其步骤： 1) 铁水脱硫并转炉顶底吹炼，其中，控制转炉终点C在0. 09~0. 15% ;出钢温度在 1650~1670°C;出钢时间3~9min，挡渣出钢；随钢流常规加入合金，C、Si、Mn、V、Nb、Cr、 Ti和Ni成分按内控范围的下限控制； 2) 氩站吹氩，吹到3 min结束时，按照180~250m/吨钢喂入铝线； 3) 进行LF精炼，控制其加热时间在55~65min，并全程吹氩； 4) 进行RH处理，控制真空度在lOOPa以下的时间不低于8分钟； 5) 出钢并连铸，其中，控制钢水过热度在15~25°C;在液芯压下及电磁搅拌、拉坯速度 在0. 3~0. 5m/min下，连铸成尺寸在380*420mm的方还； 6) 进行开还，开还后的尺寸在150*150mm~180*180mm方还； 7) 对开后坯进行加热，控制均热段温度在1290~1310°C，钢坯在炉时间为280~ 300min ;并使炉压保持炉内压力26-28Pa，炉内气氛保持为02< 1%，C0 < 3%的弱还原性气 氛； 8) 进行乳制，控制其粗乳开乳温度在1190~1210°C ; 9) 空冷至室温； 10) 进行第二次加热，加热温度在940~980°C，均热段温度在1010~1050°C，在炉时 间120~150min ;并控制上下端面温差彡30°C ; 11) 进行高速乳制，控制其粗乳开乳温度在970~1000°C，精乳入口温度在760~ 800。。； 12) 进行减定径乳制，控制入口温度在780~820 °C ; 13) 进行吐丝，控制吐丝温度在785~810°C ;规格未〇 11~14mm ; 14) 进行斯太尔摩冷却，控制辑道速度在30~63 m/min ; 15) 在保温盖全打开状态下，风冷至室温。
[0008] 本发明由于通过对炼钢过程进行的控制，使合金有高的收得率以及钢质的高纯净 度；再配以合适的液芯压下技术，以降低钢坯的偏析；比现有技术适当延长了方坯的加热 时间在10-15min，其有利于合金元素充分的溶解和扩散；乳钢时采用强力变形，即在乳制 过程中，在相同压缩率下，减少乳制道次，使开乳温度以及吐丝温度降低；通过V元素的固 溶强化和析出强化效果以及Ti的细化晶粒强化，得到良好的综合性能。
[0009] 本发明与现有技术相比，珠光体片层间距小于150nm，合金收得率高，钢的纯净度 高，抗拉强度彡2000MPa，并在不影响延伸率的情况下，最终可提高抗拉强度15%。
【附图说明】
[0010] 图1为本发明钢种的微观组织图； 图2为图1的放大后层间的间距状况图。
【具体实施方式】
[0011] 下面对本发明予以详细描述： 表1为本发明各实施例及对比例的化学组分及取值列表； 表2为本发明各实施例及对比例的主要工艺参数取值列表； 表3为本发明各实施例及对比例的性能及结果情况列表。
[0012] 本发明各实施例按照以下步骤生产： 1) 铁水脱硫并转炉顶底吹炼，其中，控制转炉终点C在0. 09~0. 15% ;出钢温度在 1650~1670°C;出钢时间3~9min，挡渣出钢；随钢流常规加入合金，C、Si、Mn、V、Nb、Cr、 Ti和Ni成分按内控范围的下限控制； 2) 氩站吹氩，吹到3 min结束时，按照180~250m/吨钢喂入铝线； 3) 进行LF精炼，控制其加热时间在55~65min，并全程吹氩； 4) 进行RH处理，控制真空度在lOOPa以下的时间不低于8分钟； 5) 出钢并连铸，其中，控制钢水过热度在15~25°C;在液芯压下及电磁搅拌、拉坯速度 在0. 3~0. 5m/min下，连铸成尺寸在380*420mm的方还； 6) 进行开还，开还后的尺寸在150*150mm~180*180mm方还； 7) 对开后坯进行加热，控制均热段温度在1290~1310°C，钢坯在炉时间为280~ 300min ;并使炉压保持炉内压力26-28Pa，炉内气氛保持为02< 1%、C0 < 3%的弱还原性气 氛； 8) 进行乳制，控制其粗乳开乳温度在1190~1210°C ; 9) 空冷至室温； 10) 进行第二次加热，加热温度在940~980°C，均热段温度在1010~1050°C，在炉时 间120~150min ;并控制上下端面温差彡30°C ; 11) 进行高速乳制，控制其粗乳开乳温度在970~1000°C，精乳入口温度在760~ 800。。； 12) 进行减定径乳制，控制入口温度在780~820 °C ; 13) 进行吐丝，控制吐丝温度在785~810°C ;规格未〇 11~14mm ; 14) 进行斯太尔摩冷却，控制辑道速度在30~63 m/min ; 15) 在保温盖全打开状态下，风冷至室温。
[0013] 表1本发明各实施例及对比例的成分取值列表（wt%)
表2本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表
从表3可以看出，本发明生产的桥索钢线材抗拉强度普遍比对比例高，珠光体片层间 距也更细小，做成的钢丝强度高，同时关键性能一扭转性能更好。
[0014] 本【具体实施方式】仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。
【主权项】
1. 一种珠光体片层间距小于150nm的高强桥索钢，其化学成分按重量比为：C 0. 95~ L 0%、Si 0? 8 ~L 0%、Mn 0? 3 ~0? 6%、P 3 0? 025%、S 3 0? 025%、V 0? 030 ~0? 045%、Als 0? 025 ~0? 035%、Ti 0? 010 ~0? 03%、Cr 0? 2 ~0? 4%、Ni 0? 2 ~0? 3%、Nb 0? 02 ~0? 03%、 N 0. 007~0. 010%，其余为Fe及杂质元素。2. -种珠光体片层间距小于150nm的高强桥索钢的生产方法，其步骤： 1) 铁水脱硫并转炉顶底吹炼，其中，控制转炉终点C在0. 09~0. 15% ;出钢温度在 1650~1670°C;出钢时间3~9min，挡渣出钢；随钢流常规加入合金，C、Si、Mn、V、Nb、Cr、 Ti和Ni成分按内控范围的下限控制； 2) 氩站吹氩，吹到3 min结束时，按照180~250m/吨钢喂入铝线； 3) 进行LF精炼，控制其加热时间在55~65min，并全程吹氩； 4) 进行RH处理，控制真空度在IOOPa以下的时间不低于8分钟； 5) 出钢并连铸，其中，控制钢水过热度在15~25°C;在液芯压下及电磁搅拌、拉坯速度 在0. 3~0. 5m/min下，连铸成尺寸在380*420mm的方还； 6) 进行开还，开还后的尺寸在150*150mm~180*180mm方还； 7) 对开后坯进行加热，控制均热段温度在1290~1310°C，钢坯在炉时间为280~ 300min ;并使炉压保持炉内压力26-28Pa，炉内气氛保持为02< 1%，CO < 3%的弱还原性气 氛； 8) 进行乳制，控制其粗乳开乳温度在1190~1210°C ; 9) 空冷至室温； 10) 进行第二次加热，加热温度在940~980°C，均热段温度在1010~1050°C，在炉时 间120~150min ;并控制上下端面温差彡30°C ; 11) 进行高速乳制，控制其粗乳开乳温度在970~1000°C，精乳入口温度在760~ 800 0C ； 12) 进行减定径乳制，控制入口温度在780~820 °C ; 13) 进行吐丝，控制吐丝温度在785~810°C ;规格未? 11~14mm ; 14) 进行斯太尔摩冷却，控制辑道速度在30~63 m/min ; 15) 在保温盖全打开状态下，风冷至室温。
【专利摘要】一种珠光体片层间距小于150nm的高强桥索钢，其化学成分按wt%：C？0.95～1.0%、Si？0.8～1.0%、Mn？0.3～0.6%、P≦0.025%、S≦0.025%、V？0.030～0.045%、Als？0.025～0.035%、Ti？0.010～0.03%、Cr？0.2～0.4%、Ni？0.2～0.？3%、Nb？0.02～0.03%、N？0.007～0.010%；生产步骤：铁水脱硫并转炉冶炼；氩站吹氩；LF精炼；？RH处理；出钢并连铸；开坯；加热；轧制；空冷至室温；第二次加热；高速轧制；减定径轧制；吐丝；冷却；风冷至室温。本发明珠光体片层间距小于150nm，合金收得率高，钢的纯净度高，抗拉强度≥2000MPa，并在不影响延伸率的情况下，最终可提高抗拉强度15%。
【IPC分类】C21D8/06, C22C38/50
【公开号】CN105112807
【申请号】CN201510643550
【发明人】徐志东, 蒋跃东, 叶途明, 桂江兵, 李媛, 任安超, 吴杰, 张帆, 丁礼权
【申请人】武汉钢铁(集团)公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年10月8日