高线预应力钢丝及钢绞线用钢的研究及开发

Heilongjiang Metallurgy

黑龙江冶金

Vol. 36 No. 6December 2016

高线预应力钢丝及钢绞线用钢的研究及开发

杨边疆，刘连祥，王强，凌含聪，杨琴

(河钢集团唐钢公司，河

北唐山

063016)

摘要本文主要叙述了唐钢长材部通过对预应力钢丝及钢绞线用钢的市场调研及行业考察，进行了线材

$12.5 mm大规格YL82B、YL77B的研究及开发，经过试生产，我部开发的该钢种满足用户的各种使用要求。

:

关键词:$12. 5圆盘条生产;预应力钢丝及钢绞线;轧制系统

Line of prestressed steel wire and steel strand steel research and development

Yang Bianjiang, Liu Lianxiang, Wang qiang，Ling Hancong，Yang Qin

(Hebei Steel Group Co. , Ltd Tangshan Iron & Steel Co Hebei Tangshan 063016 China)Abstract； This paper mainly describes tangshan long products department of prestressed steel wire and steel strand steel market research and industry, the wire 12. 5 mm large size $ YL82B, YL77B re­search and development, and after trial production, I of the development of the steel grade meet the various requirements of the users.KeyWords：$12. 5 disc production； Prestressed steel wire and steel strand; The system of rolling

上世纪90年代以来，根据国内外桥梁建筑技 术、建筑结构及水泥制品专用材料的发展要求，预 应力钢丝和钢绞线已经在向高强度、多品种、大规 格、低松驰、大盘重、不松散、无粘接和抗腐蚀的方 向发展。

的钢材市场，尤其是天津地区，对我公司的预应力 钢丝及钢绞线用钢的研发要求日益迫切。

2 唐钢预应力钢丝及钢绞线用钢研

发的技术要求

1 唐钢预应力钢丝及钢绞线用钢市

场调研

作为国内经济比较发达的华北、华东市场，钢 材需求量十分庞大，通过市场调研得出结论：国内

2.1

化学成分

根据GB/T24238 -2009《预应力钢丝及钢绞线用热轧盘条》中的相关要求，确定我部开发的高 碳钢标准规定化学成分如下表所示：

表1唐钢YL82B/YL77B化学成分控制表

牌号

化学成分(质量分数

r

'b/%

CcSid

0.10-0.300.10-0.30

Mn

0.60-0.900.60-0.90

P

容 0.025容 0.025

S

容 0.025容 0.025

Cre

容 0.10容 0.35

Nie

容 0.10容 0.10

Cue

容 0.20容 0.20

V

-

YL77BYL82B

0.70-0.750.80-0.85

^0.15

2.2

性能要求

YL77B:直径8.0

0 mm,抗拉强度

2.2.1 力学性能

唐钢YL82B/YLY77B盘条的抗拉强度1^和 断面收缩率Z按下表规定执行。

收稿日期=2016-12-09

990 ~ 1 100 MPa,断面收缩率為30%;直径10. 5 mm ~ 13. 0 mm,抗拉强度970 ~ 1 090 MPa，断面收缩率>30%。

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黑龙江冶金

第35卷

YL82B:直径 8. 0 mm 〜10. 0 mm，1 150 〜 1 300 MPa,断面收缩率>30% ;直径10. 5 mm〜 13.0 mm，抗拉强度1 130〜1 280 MPa,断面收缩 率彡30%。

上述性能值为盘条自然时效15天后数值 2.2.2 高倍要求

(1) 脱碳层

盘条应进行脱碳层深度检验，盘条一边总脱 碳层（全脱碳+部分脱碳）的深度应不大于1.5% 效果较好，本次生产加入量4〜5袋/炉，从沾渣情 况看，发泡性能良好，出站N含量比正常硬线控制 的低。

(2)连铸工序

本次浇铸过热度17 -26度，控制较为理想， 连铸定速1.9 m/min，但是由于节奏较紧张，4〜31 炉次堵流，浇铸周期偏长。

由于本次化验室使用的12 mm钻头，会对结 果产生一定影响，从本次分析结果看，偏析度

D(D表示盘条公称直径）。

(2) 显微组织

盘条的显微组织应主要为索氏体组织，索氏 体率应不小于85%。盘条的显微组织中不应有妨 碍使用的马氏体，全封闭网状渗碳体等有害组织。

(3) 表面质量

盘条表面应光滑，不应有裂纹、折叠、夹杂、耳 子、结疤、分层等对使用有害的缺陷。盘条表面允 许有深度（或高度）不大于〇. 10 mm的麻点、凹坑、 划伤和氧化铁皮压入等轻微的局部缺陷。

3 唐钢预应力钢丝及钢绞线用钢研

发的生产流程

3.1生产总流程确定

(铁水预处理）—铁水扒渣—转炉加废钢、装 铁一^吹炼一^出钢一^在线吹藏一^LF精炼一^吹藏一> 吊至3#连铸机—开浇—连铸坯运至高线加热炉— 除鳞—乳制^水冷—风冷^集卷—打包—入库。

3.2线材生产流程确定

通过对唐钢长材部高线两个生产车间设备、 工艺条件的充分论证，选取工艺条件、主要设备配 置较为先进的高线二车间进行预应力钢丝及钢绞 线的乳制研发产线。

4 唐钢预应力钢丝及钢绞线用钢研

发的生产工艺

4.1

冶炼工序

(1)转炉精炼工序

转炉精炼工序渣R分布2. 5 - 2. 6，比预算偏低一些，与本次生产铁水Si高及带渣量有一定关系，另外LF精炼硅灰石的加入量偏大;精炼过程，由于头批渣料加入量偏大，而且铝矾土熔点较高，化渣6〜7 min有未化透的渣料蛇存在，精炼化渣给电时间延长约3 min，但精炼第三阶段，渣基本较稀薄，20

因此第二阶段可不必补加萤石；电石脱氧

1.03 〜1.04〇 4.2轧钢工序 4.2. 1 孔型设计[1]

根据产品尺寸相关标准要求，成品孔型按B 级以上控制要求进行参数设计。如下图所示：

图1

唐钢$12. 5 mm成品孔型设计

4.2.2 轧制工艺参数设计

(1) 加热炉主要参数

试乳时，钢坯入炉后为防止脱碳，禁止加热区 追急火。

开乳温度工艺参数设计:1 〇〇〇 ±20 °C。(2) 乳制参数[2]① 钢坯出加热炉进粗乳机前，进行高压水

鳞，保证钢坯表面氧化铁皮除净，除鳞压力15

MPa〇

② 终乳速度25 m/s。

③ 精乳入口温度控制范围900 -930 °C。④ 吐丝温度控制范围：

YL82B、YL77B吐丝温度范围850 ± 10 〇C，吐丝温度控制目标85 010 °C

(3) 精整控冷参数 ①风机开启情况：

第6期杨边疆，等:高线预应力钢丝及钢绞线用钢的研究及开发

YL82B、YL77B, 1号风机100%风量,2号风 机100%风量，3号风机100%风量，4号风机 100%风量,5号风机100%风量,6号风机100%风 量,7号风机100%风量,8号风机100%风量,9号风机100%风量。

② 盘卷切头切尾均在P&F线上进行。③

抗拉强度、面缩率、伸长率、脱碳层深度。

体+索氏体，珠光体比例偏大，索氏体率相对偏 少;显微组织1/4处晶粒比心部细小（表面与心部 冷却速度不同导致，可解释YL82B内应力大，需要 时效的理由）；夹杂物长度分别为770 pm,属 2.5-3级夹杂物等级(4)。

(2) YL77B金相组织及夹杂物分析

体+索氏体，组织均勻，索氏体率相对较高;夹杂 物长度分别为160 pm,属1 - 1.5级夹杂物等级， YL77B整体金相组织较好。

(3) 脱碳层深度

$12.5 mmYL82B脱碳层深度为90 pm,按照 GB/T 24238—2009中对脱碳层深度要求：盘条一 边总脱碳层（全脱碳+部分脱碳）的深度应不大于 1.5%D(D表示盘条公称直径），为矣1.5% x 12. 5 mm = 187.5 pm。此次试轧YL82B盘条脱碳

取样位置将头尾缺陷去净，检验内容包括 金相及夹杂物分析:YL77B组织主要为珠光

5 唐钢预应力钢丝及钢绞线用钢检

验结果及分析

5.1连铸坯及轧材成分复验

连铸:IE的成分C控制水平仍需提高,成分稳 定及均勻性仍是该钢种生产的关键，否则，将影响 轧制成品力学性能及下游用户使用。

5.2盘条成品性能

1)

(1)1 010/1 140 MPa, (2)1 130/1 130 MPa,均比 GB/T 24238—2009中抗拉强度Rm标准值: 1 130 -1 280 MPa低，成品放置成品库内时效，再次取样做性能。

本次试轧YL82B成品初验性能两组:层深度符合国标要求。

6 结语

通过唐钢长材部钢轧系统全流程生产工艺的 研发及优化，高线生产的$12. 5 mm大规格预应 力钢丝及钢绞线用盘条各项性能均达到GB/ T24238 -2009标准中的相关要求，基本满足用户 的使用要求。

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金工业出版社,2009,409.

2) 本次试轧YL82B及YL77B经过18天时效后:

YL82B及YL77B力学性能综述:此次试轧品

种YL82B/YL77B,经过长达半月时效，成品均符 合GB/T 24238—2009中抗拉强度Rm标准值: 1 130 -1 280 MPa,面缩率彡30%的要求。5.3金相组织分析[3]

(1) YL82B金相组织及夹杂物分析

YL82B试轧过程

，一

段风冷辊道速度为：

[3] 叶卫平.实用钢铁材料金相检验.机械工业出版社，

0.7 m/s时，金相组织为：

金相及夹杂物分析:YL82B组织主要为珠光

2012.

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(上接第18页）

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