PC鋼絞線用82B線材生產(chǎn)工藝的探索與實踐

李小艷 黃艷 向浪濤

（重鋼股份有限公司鋼鐵研究所，重慶 400084）

PC鋼絞線用82B線材生產(chǎn)工藝的探索與實踐

李小艷 黃艷 向浪濤

（重鋼股份有限公司鋼鐵研究所，重慶 400084）

介紹重鋼PC鋼絞線用82B線材的初次試制、煉鋼、軋鋼工藝參數(shù)的分析與制定，試制線材除抗拉強度指標偏低外，其他指標完成較好，可為今后批量生產(chǎn)82B線材提供技術指導。

PC鋼絞線；工藝參數(shù)；抗拉強度

國內高強度預應力鋼絞線盤條主要牌號為SWRH82B，屬高碳硬線鋼線材。廣泛用于公路、鐵路橋梁、海港碼頭、電站、大壩、工業(yè)民用建筑等領域。據(jù)不完全統(tǒng)計，預應力鋼絞線每年需求量以10%～20%速度遞增，其市場發(fā)展前景十分廣闊。因貴繩等企業(yè)用戶對82B鋼需求量越來越大，多次提出希望與重鋼共同開發(fā)該鋼種，而重鋼有近6年硬線鋼生產(chǎn)經(jīng)驗，目前年生產(chǎn)能力已超過30萬t，且質量逐年穩(wěn)定提高。重鋼根據(jù)市場情況及自身的裝備水平，決定開發(fā)82B盤條。

1 SWRH82B鋼的主要技術要求

SWRH82B盤條國內牌號為82MnA，執(zhí)行標準為YB/T146-1998。該標準對其化學成分、顯微組織、力學性能等都作了明確規(guī)定。

1.1 化學成分

表1 YB/T146-98標準成分要求及重鋼成分設計 %

1.2 顯微組織

盤條的金相組織應主要為索氏體，不應有馬氏體、網(wǎng)狀滲碳體及對性能有害的組織。

1.3 力學性能

D=8～10mm： 抗拉強度 σb為 1 080～1 200MPa，Ψ≥25%；

D=10.5～13mm：抗拉強度 σb為 1 060～1 180MPa，Ψ≥25%。

1.4 其他要求

氣體含量 :鋼中N、H、O含量均會不同程度影響82B線材的力學性能，一般要求N、H、O的體積濃度分別滿足 ［N］≤60×10-6、［H］≤3×10-6、［O］≤40×10-6。

非金屬夾雜物尺寸≤20μm，且不能富集。

盤條索氏體率≥85%（即索氏體級別≤2.0級）。

2 82B鋼生產(chǎn)試制情況

2.1 煉鋼試制情況

2.1.1 轉爐冶煉

原料采用脫硫鐵水，原則上選用溫度偏高的鐵水進行深脫硫，然后大翻小進轉爐。冷料為二類生鐵+優(yōu)質廢鋼；采用雙渣操作，保證終點控制目標。

2.1.2 LF鋼包精煉

使用自身熱態(tài)較好、無積灰積渣、口皮平整無掛渣的鋼包。LF爐前使用低P、S碳粉、鋁礬土、鋁粉，鋼水出站前用鈣鐵線進行鈣處理。LF精煉過程渣況黏度、流動性控制良好。

2.1.3 方坯連鑄澆注

連鑄澆注工藝基本正常，澆注周期執(zhí)行(40+2)min，拉速按2.3m/min進行控制，未發(fā)生明顯堵、洗水口情況。

2.2 82B軋制過程

2.2.1 軋線及控冷設備

重鋼高線軋機共有28機架，全線采用平立交替無扭連續(xù)軋制。斯太爾摩冷卻線有7臺風機，每臺風機的風量大小可以調節(jié)?？傞L約80m，冷卻速度應控制在 15～18℃/s左右。

2.2.2 控軋控冷工藝參數(shù)

以82B為典型代表的高碳鋼軋制，需保證較高的尺寸精度、良好的表面質量、性能均一穩(wěn)定以及良好的金相組織。根據(jù)文獻報道，盤條表面冷速應控制在9.0～12℃/s以上，才能保證心部索氏體化，有利于形成晶粒細小和片層間距極小的組織，使盤條強度明顯提高；但是，過大的冷速在鑄坯中錳鉻偏析的情況下，容易在盤條心部產(chǎn)生馬氏體組織。

參考國內其他鋼廠生產(chǎn)經(jīng)驗，結合重鋼自身設備條件，最終確定均熱段溫度：1 100～1 150℃；進精軋機溫度：900～950℃； 吐絲溫度：830～870℃。 控制1#風機出口溫度不超過670℃，2#風機出口溫度不超過600℃，3#風機出口溫度不超過550℃，斯太爾摩生產(chǎn)線的冷速應控制在1.0～12℃/s。

3 SWRH82B鋼生產(chǎn)試制結果

3.1 鋼的熔煉成分

鋼的熔煉成分見表2。

表2 實際熔煉成分%

實際熔煉成分達到了目標要求。

3.2 鋼中氣體、夾雜含量

從鋼中氣體樣分析結果看，結晶器鋼液中氫和氧含量偏高，而成品盤條中氧含量達到了目標值(目標≤30×10-6)，但氮含量偏高(目標≤30×10-6)。從夾雜樣分析結果看，鑄坯中夾雜總量偏高，夾雜分量以Al2O3為主，占60%以上。

3.3 鑄坯低倍質量

取每流中節(jié)鑄坯各一塊檢驗低倍質量，五塊中除其中一塊存在1.0級的中心疏松外，無其他鑄坯低倍缺陷，鑄坯低倍檢驗結果表明：鑄坯總體質量良好。

3.4 盤條實物質量情況

線材表面質量符合要求，直徑范圍：12.12～12.50mm。

3.4.1線材金相組織及性能情況

及時取金相試樣及力學性能試樣，通過分析，本次軋制的82B線材組織索氏體率達到80以上，索氏體級別為1.0～2.5級?？乩涔に囍贫ㄝ^為合理，未發(fā)現(xiàn)網(wǎng)狀滲碳體級馬氏體組織。

圖1 82B線材金相組織 X500

由于線材直徑較大，冷卻速度較快，線材可能存在殘余應力，且短時間內不可能完全釋放，這會對性能指標特別是斷面收縮率產(chǎn)生很大影響。為了摸索最佳的時效時間，盡量縮短交貨周期，對時效不同的試樣進行了性能對比分析，通過比較，發(fā)現(xiàn)時效15d左右比較合理（表3）。

表3 不同時效天數(shù)下力學性能情況

3.4.2 線材拉拔性能

盤條發(fā)往用戶處，考察組對拉拔過程進行了跟蹤，由于是初次拉拔重鋼生產(chǎn)試制的SWRH82B鋼，對拉速作了適當降低，由平常的7m/s降低到5.8m/s，經(jīng)9次拉拔成Φ5.23mm，之后又將拉速逐步提高至7m/s，拉拔過程順利。用戶對Φ5.23mm的鋼絲作性能檢驗，強度為 1 780、1 807MPa。

4 其他鋼廠SWRH82B鋼性能檢測情況

其他鋼廠盤條檢驗結果見表4。

表4 其他鋼廠盤條檢驗結果%

其他三家鋼鐵公司與重鋼生產(chǎn)試制的SWRH82B鋼相比，主要元素含量差別不大，但均加入了鉻作為合金強化元素提高鋼材的強度，其熔煉成分含量為0.15%～0.25%。查閱相關資料，國內寶鋼、湘鋼、包鋼及日本等鋼廠也采用加入Cr作為提高82B盤元強度的手段之一。

5 結 語

通過對82B線材生產(chǎn)試驗研究發(fā)現(xiàn)，其煉鋼工藝基本正常，滿足了試驗方案要求；盤條軋制工藝基本正常，金相組織、索氏體化率及斷面收縮率較好，但強度指標偏低，未完全滿足用戶要求，但拉拔工藝基本正常。通過對其他鋼廠盤圓實物質量水平分析，本次試制82B盤圓除強度偏低外，其余性能指標均相當。經(jīng)過優(yōu)化試制方案，加入合金強化元素，提高盤圓強度，82B鋼開發(fā)成功是有可能的。

[1]戚正風.金屬熱處理原理(第 一版)[M].北京：機械工業(yè)出版社 ，1987.

[2]李桂英，姜世全．82B線材質量研究[J].金屬制品，2005(3)：44.

[3]張麗穎.82B鋼控冷工藝研究 [J].包頭鋼鐵學院學報，2000，19(3)：237-240.

Research and Practice of 82B Steel Wire For Prestressed Concrete

LI Xiaoyan HUANG Yan XIANG Langtao
(Iron&Steel Research Institute Of Chongqing of Iron&Steel Co.，Ltd.，Chongqing 400084)

The primary production of 82B steel wire for prestressed concrete in Chongqing iron and steel Co.Ltd.is introduced,some technological parameters of steel production and rolling is also be analyzed and instituted.The quality of 82B Steel wire for prestressed concrete is fairly up to standard but tensile strength，which provides technical assistance for mass production in future。

steel wire for prestressed concrete；technological parameters；tensile strength

TG356

A

1673-1980（2012）01-0112-03

2011-09-23

李小艷（1982-），女，河北遷安人，助理工程師，研究方向為軋鋼。