[發明專利]一種低偏析高扭轉橋梁纜索用盤條的生產控制方法

有效

• 申請號: 202010901163.2
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN112090956B
• 公開（公告）日: 2023-05-19
• 發明（設計）人: 魯修宇;葉途明;何琴琴;任安超;周勇;朱冬梅;仇東麗;夏艷花;郭磊
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: B21B1/16
• 分類號: B21B1/16;B21B15/00;B21B37/74;B22D11/16;B22D11/22;C21D8/06;C22C33/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張秋燕

本發明公開介紹了一種低偏析高扭轉橋梁纜索用盤條的生產方法，主要包括三個階段：1)煉鋼及連鑄、2)均熱及開坯、3)軋制及控冷。由于橋索鋼碳含量的不同會導致碳元素偏析控制難度不同，各階段的主要工藝參數根據盤條碳含量的不同而存在一定的差距。本發明對各階段的主要工藝參數確定了實施范圍，可在保證材料強度的前提下，通過降低鋼坯和盤條的偏析程度，穩定控制其扭轉性能，適合于高扭轉性能要求的橋索鋼。

技術領域

本技術方案屬于鋼鐵材料領域，具體是一種低偏析高扭轉橋梁纜索用盤條的生產方法。

背景技術

橋梁纜索被視為橋梁工程的“生命線”，由于橋索服役環境多變導致其強度和韌性均有嚴格要求，其中鋼絲扭轉(次/360°)要求≥12次，這對其組織和性能均勻性要求極高。

橋索鋼盤條是制作橋梁纜索鋼絲的原材料，是一種典型的過共析鋼，目前主流的橋索鋼碳含量范圍為0.82-0.98％，尺寸范圍為12.0-15.5mm。為提高鋼絲強度進而起到降低橋梁工程自重、提高安全性、節約建造和維護成本的目的，通常對橋索鋼盤條進行增碳處理。碳元素的添加一直是鋼材強化的主要且常規的手段之一，但隨著盤條碳含量的增加，由于碳元素的不均勻分布會盤條貧碳區與富碳區的差距加大，偏析程度會大幅度增加，進而導致網狀碳化物的控制難度增大：平均每提高0.01％碳，可相應地提高網狀碳化物0.045級。當盤條偏析程度超標時，鋼絲會受到遺傳影響，出現成分和組織方面的偏析，這會導致鋼絲在扭轉過程中變形應力集中，造成鋼基撕裂，從而加速扭轉失效，造成扭轉性能不合。

偏析程度越嚴重對扭轉性能的影響越大，橋梁纜索的網狀滲碳體級別具有嚴格要求(≤2.0級)。網狀滲碳體的生長依賴碳元素擴散導致的碳波動，碳元素的均勻化可以有效的抑制網碳的析出。為控制橋索中的網狀滲碳體級別，一般要求橋索鋼鋼坯中的最大中心碳偏析≤1.10，最好控制在≤1.05以內，這樣可以保證盤條最大中心碳偏析≤1.18，盤條網碳控制難度顯著降低。

目前橋索鋼的關鍵控制難點在于同時滿足鍍層鋼絲的強度與扭轉性能，強度的提升不可避免的依賴盤條碳含量的提高，這會導致其鋼坯及盤條偏析控制難度增加，惡化鋼絲的扭轉性能，這也是限制橋索鋼強度進一步提高的瓶頸。

CN107299280A公開了2000mpa級纜索鋼絲用熱處理盤條及生產方法,其成分的重量百分含量為：C?0.85～1.0％；Si：0.80～1.5％；Mn?0.30～0.80％；Cr?0.20～0.80％；P≤0.015％；S≤0.010％；Al?0.01～0.08％，其余為Fe和不可避免的雜質。本發明通過成分的特殊設計，并通過冶煉－連鑄-鑄坯修磨-軋鋼-離線熱處理工藝進行生產，所得盤條索氏體化率超過95％，組織均勻，無網狀碳化物和馬氏體等淬火組織。所得盤條經拉拔、鍍鋅(鋁)、穩定化處理后，鋼絲強度≥2000MPa，可用于生產2000MPa級別橋梁纜索鍍鋅(鋁)鋼絲，適用于特大跨度、超高強度要求的橋梁。該專利采用一火成材工藝軋制，軋后采用等溫鹽浴離線熱處理工藝，這也是改善成品盤條偏析的方法之一。

CN109468530A公開了2000mpa級以上大橋纜索鍍鋅鋼絲用熱軋盤條及生產方法，該產品的化學成分按重量百分比計為C：0.90-1.10％，Si：0.20-0.60％，Mn：0.30-0.90％，P≤0.010％，S≤0.005％，Cr：0.10-0.40％，Al：0.010-0.070％，V：0.02-0.15％，Cu：≤0.05％，Ca：20-40ppm，N：20-90ppm，其它為Fe及不可避免的殘余元素；盤條索氏體組織含量≥95％，抗拉強度通圈極差≤70MPa(均勻性)，盤條經過拉拔、鍍鋅后，鍍鋅鋼絲抗拉強度≥2000MPa，扭轉次數≥12次。該盤條的工藝流程，鐵水預處理、轉爐或電爐煉鋼、LF精煉、RH脫氣處理—390*510大方坯連鑄—坯料再加熱—坯料軋制—中間坯表面精整—中間坯再加熱—中間坯軋制—盤條在線EDC水浴韌化處理—盤條收集打包。該專利控制盤條偏析的關鍵工藝在于在線EDC水浴韌化處理工藝，是一種理論上可行的方法。