[發明專利]一種低碳節能的≥2060MPa級橋梁纜索用盤條的生產方法

有效

• 申請號: 202210307494.2
• 申請日: 2022-03-27
• 公開（公告）號: CN114657471B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 左錦中;王禮銀;王郢;林俊;來永彪;楊科大;廖家明;趙陽;孫君君
• 申請（專利權）人: 中天鋼鐵集團有限公司;常州中天特鋼有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/32;C22C33/04;C21D8/06;B21B1/46;B21B37/76;B21B45/02
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王志慧

本發明涉及一種低碳節能的≥2060Mpa級橋梁纜索用盤條的生產方法，本發明通過“高鉻/中硅/無貴重合金”的成分設計，結合“KR預處理→BOF轉爐→LF精煉→RH真空脫氣→小方坯連鑄→鋼坯精整→鋼坯加熱→控軋→新型DP控冷(風冷+霧冷)”的工藝流程，無需經大方坯開坯，水浴、鹽浴、鉛浴等熱處理。仍可以獲得高索氏體化率、細滲碳體片層間距及低網碳級別的顯微組織，最終制備鋼絲的抗拉強度≥2060Mpa，扭轉指標≥30次，纏繞≥8次，滿足國家大跨度、超高強度橋梁工程用纜索的建設要求。該工藝成功替代兩火成材、離線熱處理，具有能耗成本低、碳排放減少、環境友好、生產效率高等優點，符合國家綠色低碳的發展需求。

技術領域

本發明屬于金屬線材及生產制造技術領域，更具體涉及2060MPa級高強度、大跨度大橋纜索鍍鋅鋼絲用熱軋盤條及生產方法。

背景技術

我國大型橋梁建設發展迅猛，千米以上大跨度懸索橋、斜拉橋工程越來越多。橋梁纜索鋼絲強度升高可顯著增加大橋跨度、減輕自重，隨著我國冶金企業及金屬制品行業的技術進步，2000Mpa級橋梁纜索用鋼絲等關鍵技術逐步成熟，且不斷向高強度2060Mpa、2100Mpa方向發展。

為了保證大跨度橋梁的安全性和可靠性，對懸索、斜拉索用橋梁纜索鋼絲的抗拉強度、扭轉次數、纏繞圈數及疲勞壽命等提出了更苛刻的要求。所以，為獲得高強高韌塑性橋梁纜索鋼絲，鋼鐵企業在化學成分設計、工藝流程、盤條韌化熱處理等方面進行創新，并經過拉拔、鍍鋅、穩定化等工藝加工。

目前國內外生產2000Mpa級以上的鍍鋅鋼絲用盤條的工藝設計具有多樣化特性。主流工藝為采用高碳高硅化學成分設計，部分經大方坯開坯+精整+在加熱軋制的兩火成材，此種成分設計盤條的韌性化處理采用盤條重新奧氏體化經離線鹽浴/鉛浴工藝或在線鹽浴處理工藝，導熱系數高且恒溫相變，可獲得高索氏體化率盤條，細滲碳體片層間距，高強韌性等特點，缺點是工藝流程長、能耗高、碳排放及生產成本高且具有環境污染，與國家提倡的低碳排放、綠色環保型生產工藝不相符。某鋼企成功開發出采用高碳低硅+微合金強化成分設計，經兩火成材+EDC水浴處理在線韌化處理技術，實現替代鹽浴/鉛浴工藝，該技術設備投入及維護難度較大，對于合金含量較高的鋼種易獲得低溫脆性組織，需增加不同冷卻介質降低導熱系數。

針對常規DP(斯太爾摩風冷)工藝，由于空氣導熱系數較低，尤其對于大規格、夏季高溫環境，造成表芯組織差異大、通條波動大、索氏體化率低、片層間距粗、網狀碳化物重等一列問題，一般僅滿足于生產鍍鋅鋼絲1960Mpa及以下的纜索盤條，且因組織不良引起扭轉纏繞性能不穩定，無法用于2060MPa級及更高強度纜索用盤條的生產，為保證強度及韌塑性，2060Mpa及以上的纜索盤條采用離線熱處理工藝，獲得高比例、細滲碳體片層的索氏體組織。

專利公開號為CN109468530B的專利涉及到2000MPa級以上大橋纜索鍍鋅鋼絲用熱軋盤條及生產方法，成分設計采用高碳低硅成分體系，添加了微合金化元素，C：0.90-1.10％，Si：0.20-0.60％，Cr 0.10-0.40％，V0.02-0.15％；采用大方坯兩火成材，在線EDC水浴韌化處理冷卻方式，此工藝設備投入維護成本高、水浴中增加冷卻介質、兩火成材+鋼坯處理成本較高、V元素貴重合金強化，與本申請提出的盤條成分設計、工藝流程及韌性化處理工藝不同。

公開專利號為CN112267069A的專利涉及到2100MPa級纜索鋼絲用盤條及制造方法。該專利盤條成分C：0.96-0.98％，Si：1.00-1.09％，Mn:0.40-0.49％， Ni≤0.01-0.10％，Cu≤0.01-0.10％，B≤0.0005-0.0015％，Cr：0.20-0.29％，該專利成分設計為高碳高硅低鉻成分設計，此設計起到良好的固溶強化、冷加工強化作用，但高索氏體化及低網碳級別的組織控制難，僅適用于采用離線鹽浴或鉛浴等韌性化處理，盤條需重新加熱奧氏體化，增加脫碳、粗化晶粒損害疲勞性能且工序成本高、生產效率低、產生環境污染。