[發明專利]一種抗拉強度≥2300MPa橋梁纜索用鋼及生產方法

有效

• 申請號: 201710764614.0
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107354380B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 張帆;任安超;蔣躍東;魯修宇;郭磊;張向亮;張昌寧;葉巍;錢高偉
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/24;C22C38/32;C22C38/28;C22C38/06;C21D8/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 段姣姣

一種抗拉強度≥2300MPa橋梁纜索用鋼，其化學成分及含量為：C：0.92～0.94 wt%、Si：0.7～1.0 wt%、Mn：0.45～0.55 wt%、P≤0.01 wt%、S≤0.01 wt%、Cr：0.07～0.09 wt%、V：0.16～0.20wt%、Al：0.16～0.20 wt%、N：0.005～0.008 wt%、B：0.001～0.0015 wt%、Zr：0.002～0.005 wt%。生產方法：鐵水預處理；轉爐冶煉；RH真空處理；連鑄成坯；室內堆垛緩冷后用火焰縱向切割鑄坯；對鑄坯加熱；開軋成小方坯；堆垛緩冷后加熱；高速軋制；吐絲；風冷至室溫。本發明經過拉拔、鍍鋅、穩定化處理后強度達2300MPa以上，同時滿足扭轉次數不低于16次，能滿足橋梁跨度大于1000m的大型橋梁建設需求。

技術領域

本發明涉及線材及其生產方法，屬于橋梁纜索用線材及其生產方法，特別涉及一種抗拉強度≥2300MPa橋梁纜索用線材及生產方法。

背景技術

橋梁是基礎設施關鍵性節點工程，建設難度大、工程要求高，代表了一個國家乃至一個時代，工程建造、設計制造以及材料開發的最高水平。現代橋梁設計科學、合理，充分利用了鋼的抗拉性能和混凝土的抗壓性能，通過橋梁纜索吊起整個橋面。

橋梁纜索作為現代橋梁的重要承重件，其性能直接決定了橋梁安全性、跨度以及工程建造可行性，比如繁忙航道或地質環境惡劣區域，希望盡量減少對往來船只的影響或避免在不牢固的底面建造橋墩，因此需要增大橋梁之間的跨度，這就要求橋梁纜索具有較高的強度并減輕自身重量，以支撐更大的重量。

從1883年首座現代橋梁誕生至今，橋梁纜索用鋼絲的強度從最初的1200MPa，經歷1570MPa、1670MPa、1770MPa逐步提升至目前主流的1860MPa，而目前最高等級橋索鋼絲應用為2014年建成通車的韓國蔚山大橋，其鋼絲強度達到1960MPa。

數據顯示，作為現代橋梁“生命線”的纜索鋼絲，其強度每提高10％，則纜索相應減重10％以上。材料強度的提高能增強主纜的跨越能力，在跨越距離一定時則能減小纜索體系材料用量并提高主纜的安全系數。因此，隨著經濟社會的發展以及橋梁建設環境的日趨苛刻，跨江、跨海大橋日益增多，橋梁纜索向更高強度發展成為必然的趨勢。

橋梁纜索用鋼絲是由高碳熱軋盤條，經過拉拔、鍍鋅后制成的，其性能依賴于母材(橋梁纜索用鋼即熱軋盤條)質量狀況。目前，提高橋梁纜索用鋼絲強度主流的做法是，增加鋼中碳含量，如82B(碳含量0.82％)對應鋼絲強度1770MPa，87Mn(碳含量0.87％)對應鋼絲強度1860Mpa。但隨著鋼絲強度的不斷提高，母材中碳含量日益增高，導致高強度橋梁纜索用鋼的開發愈發艱難。

這是由于，評價纜索鋼絲性能的指標不僅有強度，還有扭轉的要求。扭轉性能可以比較科學、全面的評價材料的韌性，而這直接關系到橋梁的安全性。而隨著碳含量的增加，偏析、組織等控制愈加困難，冶煉、軋制工藝窗口狹窄，鋼絲強度增加，脆性增大，鋼絲扭轉性能急劇降低。強度和扭轉往往互相牽制：提升強度、扭轉降低；降低強度，扭轉上升。目前，低強度鋼絲用熱軋盤條，有較多企業涉足，而高強度鋼絲用熱軋盤條，成為鋼鐵企業生產“雷區”，亦成為衡量企業技術實力的標桿性產品。

現有專利技術，主要針對2000MPa以下鍍鋅鋼絲用熱軋盤條的生產：公開號CN102181786A涉及一種1670MPa級橋梁纜索鍍鋅鋼絲用盤條及其制備方法；公開號CN101311288A涉及一種1770MPa級橋梁斜拉索鍍鋅鋼絲用盤條及其制造方法；公開號CN102634730A涉及一種1860MPa級橋梁纜索鍍鋅鋼絲用盤條及其制造方法；公開號CN105671443A涉及一種1960MPa級纜索鍍鋅鋼絲用熱軋盤條及生產方法；以上四種方法生產的盤條拉拔后鋼絲強度均小于2000MPa，在國際上已有相關或相似性能產品的工程應用，屬于常規或改良型產品。