本发明涉及桥梁钢领域。更具体地说，本发明涉及一种桥梁缆索用钢及其制造方法。
背景技术：
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。
技术实现要素：
本发明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。
为了实现根据本发明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。
本发明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。
本发明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。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明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发明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0.003wt％，硫含量为0.0006wt％，铁水预处理后，经过转炉冶炼，转炉出钢时，钢水的碳含量为0.850wt％，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12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15mm，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340min至其均热至1220℃；
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160min至其均热至1145℃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49％，吐丝温度910℃；轧制得到的盘条采用两段式冷却：先以20℃/s的冷却速度将-盘条冷却到800℃，再以10℃/s的冷却速度将盘条冷却到550℃，然后风冷至室温。
<实施例3>
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：1.190％、
si：1.350％、
mn：0.750％、
p：0.005％、
s：0.006％、
cr：0.080％、
ti：0.070％、
al：0.180％、
n：0.009％、
b：0.0012％、
zr：0.004％；
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0.004wt％，硫含量为0.0004wt％，铁水预处理后，经过转炉冶炼，转炉出钢时，钢水的碳含量为0.850wt％，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16mm，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310min至其均热至1240℃；
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180min至其均热至1120℃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，粗轧压下量为50％，吐丝温度为927℃；轧制得到的盘条采用两段式冷却：先以25℃/s的冷却速度将-盘条冷却到850℃，再以8℃/s的冷却速度将盘条冷却到540℃，然后风冷至室温。
<实施例4>
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：1.100％、
si：1.300％、
mn：0.710％、
p：0.001％、
s：0.008％、
cr：0.075％、
ti：0.070％、
al：0.200％、
n：0.008％、
b：0.0015％、
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在0.001wt％，硫含量在0.0009wt％，铁水预处理后，经过转炉冶炼，转炉出钢时，钢水的碳含量在0.830wt％，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12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14℃；
s3、板坯加热：
将所述步骤s2中得到的板坯进行加热320min至其均热至1230℃；
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160min至其均热至1135℃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45％，吐丝温度928℃；轧制得到的盘条采用两段式冷却：先以19℃/s的冷却速度将-盘条冷却到830℃，再以9℃/s的冷却速度将盘条冷却到530℃，然后风冷至室温。
<实施例5>
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：1.080％、
si：1.280％、
mn：0.730％、
p：0.004％、
s：0.005％、
cr：0.087％、
ti：0.080％、
al：0.190％、
n：0.007％、
b：0.0014％、
zr：0.005％；
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在0.003wt％，硫含量在0.0007wt％以下，铁水预处理后，经过转炉冶炼，转炉出钢时，钢水的碳含量在0.840wt％，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140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18mm，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330min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175min至其均热至1140℃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，粗轧压下量为47％，吐丝温度为915℃；轧制得到的盘条采用两段式冷却：先以22℃/s的冷却速度将-盘条冷却到845℃，再以7℃/s的冷却速度将盘条冷却到535℃，然后风冷至室温。
<试验例>
分别按照上述实施例1-5制造桥梁缆索用钢，并分别对应为试验例1-5，其中，试验例1-5所得到的盘条的直径分别为11mm、16mm、12mm、14mm和15mm，然后将试验例1-5所得到部分盘条冷拉加工成直径分别为5.0mm、5.0mm、7.0mm、5.0mm和7.0mm的钢丝，然后对所有盘条和钢丝分别进行抗拉强度的实验，并对钢丝进行扭转次数的实验，得到的结果如下表所示：
由上表可知，按照本方案所记载的制造方法制造的桥梁缆索用钢，其产品质量稳定，成品钢丝的抗拉强度可达到2400mpa以上，平均扭转次数为15.2，均达到14次以上，满足大跨度桥梁缆索用钢要求。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。