[发明专利]一种90级超高强度胶管钢丝用盘条及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金工艺技术领域，具体涉及一种90级超高强度胶管钢丝用盘条及其生产方法。

背景技术

随着高压胶管输送材料的不断发展，用户对超高强度胶管钢丝用盘条的需求不断提高。用于超高强度胶管钢丝生产的盘条要求有非常高的钢质洁净度，偏析程度低，同时具有高的表面质量和轻微的表面脱碳。

目前，国内高强度盘条主要为斜拉索及悬梁索镀锌钢丝用盘条。如申请号“200710045315.8”提供了一种1670MPa级桥梁斜拉索及1770MPa级桥梁悬索镀锌钢丝用盘条，包括以下化学元素(wt％)：C：0.8～0.85％，Si：0.12～0.32％，Mn：0.6～0.9％，P≤0.025％，S≤0.025％，Cr≤0.2％，V≤0.04％，Cu≤0.2％。其盘条采用冶炼、浇注、初轧、高线轧制生产。高速线材的生产工艺为，轧件在减定径机组进口温度为950±25℃，吐丝温度为920±20℃。

上述专利仅介绍了用于斜拉索及悬梁索镀锌钢丝用盘条的化学成分和生产工艺，并未介绍用于90级超高强度胶管钢丝用盘条的化学成分和生产工艺。超高强度胶管钢丝在应用过程中，承受高强交变应力。为了防止钢丝过早失效，必须提高钢丝的内在质量和表面质量，因此需要在化学成分、冶炼和轧制工艺方面进一步研究，以满足用户的质量需求。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种具有超高强度、断丝率低、疲劳寿命高的90级胶管钢丝用盘条及其生产方法。

为此，本发明所采取的解决方案是：

一种90级超高强度胶管钢丝用盘条，其化学成分wt％为：C：0.88％～0.93％，Mn：0.20％～0.45％，Cr：0.20％～0.30％，Si：0.20％～0.40％，P≤0.010％，S≤0.010％，K：0.0001％～0.0010％，Mg：0.0001％～0.0010％，全氧：0.0015％～0.0025％，其余为铁和残余元素。

化学成分及含量设定的理由如下：

碳是钢中的主要强化元素，碳含量越高，盘条和钢丝的抗拉强度越大。但是过高的碳含量导致盘条在冷却过程出现网状渗碳体组织。因此，为了生产超高强胶管钢丝钢中碳含量控制在0.88～0.93％。

锰也是一种提高盘条强度的元素，锰元素在凝固过程的偏析较为严重，因此在设计高强度胶管钢丝用盘条成分中，适当降低盘条锰含量，因此钢中锰含量控制在0.20～0.45％。

铬是一种提高盘条强度的元素，该元素也能提高盘条的淬透性，细化高碳钢盘条的组织，减小索氏体片层间距，抑制晶界渗碳体析出，提高盘条的拉拔性能。但是，过高的铬元素将显著提高盘条抗拉强度，降低其拉拔性能。因此，钢中铬含量控制在0.20～0.30％。

硅是胶管用盘条冶炼过程的主要脱氧元素。硅含量低将导致钢液脱氧不足；但是，过高的硅含量导致钢中残余氧化物夹杂粗大，对钢的应用性能不利。因此，钢中硅含量控制在0.20～0.40％。

磷硫都是钢中有害杂质元素，要求盘条[P]≤0.010％，[S]≤0.010％，在不造成其他影响的情况下，越低越好。

盘条中的全氧含量是代表盘条洁净度的一个重要指标。较低的盘条全氧含量易于提高盘条的加工性能。但是，过低的盘条氧含量不利于盘条中夹杂物变形性的改善，因此盘条的全氧含量控制在0.0015～0.0025％。

钾、镁是强脱氧元素，适量的钾、镁含量有利于降低盘条中氧化物夹杂的熔点，提高夹杂物的变形性，降低盘条中夹杂物尺寸，因此盘条的钾、镁含量控制在0.0001～0.0010％。

一种90级超高强度胶管钢丝用盘条的生产方法，其具体工艺方法为：

1、铁水脱硫预处理、转炉冶炼和LF精炼：

铁水脱硫预处理将铁水中的硫含量控制在0.005％以下；转炉采用双渣法进行冶炼，降低钢液磷和钾、镁含量，冶炼终点要求[P]≤0.010％，[K]≤0.0001％，[Mg]≤0.0002％，为最终盘条残余元素控制奠定基础。转炉终点钢液温度控制在1570～1670℃，一方面防止钢液温度过低，为以后的精炼过程提高钢液温度增加负担；另外一方面，防止钢液温度过高，造成钢液过氧化。LF精练过程温度控制在1530～1590℃，时间50～120min，既可防止钢液精炼时间不足，钢中夹杂物不能上浮排出钢液，也防止钢液精炼时间过长，造成耐火材料侵蚀严重，恶化钢质。

2、连铸：

连铸过程控制中间包钢水过热度不大于30℃，方坯断面尺寸为(200～400)×(300～500)mm。

3、连轧和线材轧制：