[发明专利]一种稀土高强高韧预应力钢绞线用盘条及其冶炼轧制生产方法

说明书

本发明公开了一种稀土高强高韧预应力钢绞线用盘条及其冶炼轧制生产方法，其化学成分的质量百分比含量为：C：0.70％～0.90％、Si：0.10％～0.30％、Mn：0.60％～0.90％、P≤0.025％、S≤0.025％，V：0.01％～0.07％，Cr：0.15％～0.35％，Re：0.0020％～0.0040％，其余为Fe及不可避免的杂质。本发明的盘条强度级别大于1570MPa级，通过稀土La、Ce元素的添加配合高拉碳工艺使铸坯中心偏析得到改善优化，盘条热轧状态初验性能优异，延伸率、断面收缩率等塑性指标有所提升，使高碳钢没有明显的韧脆转变温度区间，提升了钢绞线用钢的整体性能。

技术领域

本发明涉及冶炼技术领域，尤其涉及一种稀土高强高韧预应力钢绞线用盘条及其冶炼轧制生产方法。

背景技术

预应力钢绞线一般应用在公路、铁路、桥梁、电力、建筑、水利、环境保护等国民经济领域，年需求量350万吨以上。国内应用较普遍的预应力材料，有强度级别分别为1570MPa、1720MPa、1770MPa、1860MPa等各种线材，而国标GB/T5224中绞线的最高强度级别为1960MPa，国内也有更高强度钢绞线的文献报道，但都仅限于一些实验室研究。传统生产的高碳硬线钢系列铸坯质量不佳，主要控制难点是中心碳偏析、非金属夹杂物控制不好、盘条韧性较差等，因此导致处理大量不良的附加产品。

发明内容

本发明提供了一种稀土高强高韧预应力钢绞线用盘条及其冶炼轧制生产方法，强度级别大于1570MPa级，最高强度可达到2000MPa，通过稀土La、Ce元素的添加配合高拉碳工艺使铸坯中心偏析得到改善优化，盘条热轧状态初验性能优异，延伸率、断面收缩率等塑性指标有所提升，使高碳钢没有明显的韧脆转变温度区间，提升了钢绞线用钢的整体性能。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种稀土高强高韧预应力钢绞线用盘条，目的是提供不同强度系列钢绞线保证盘条的韧性和稳定性的控制方法，同时增大铁路桥梁框架墩墩柱的跨度，提高了混凝土构件的承载能力，节省资源和能源，减少现场配置和张拉作业以及缩短工期和降低成本。而目前，使用最为广泛是1570MPa、1720MPa、1770MPa、1860MPa级钢绞线，主要使用12.5mm～15mm的YL72B、YL77B、YL82B、YL87B系列盘条作为原料。本发明专利在高碳钢成分设计思路中加入稀土元素，重点提升材料的整体材料的延伸率、断面收缩率等塑性指标，制作绞线后的扭转性能提高，并使高碳钢没有明显的韧脆转变温度区间，其质量百分比的成分为：C：0.70％～0.90％、Si：0.10％～0.30％、Mn：0.60％～0.90％、P≤0.025％、S≤0.025％，V：0.01％～0.07％，Cr：0.15％～0.35％，Re：0.0020％～0.0040％，其余为Fe及不可避免的杂质。

一种稀土高强高韧预应力钢绞线用盘条的冶炼轧制生产方法，包括：

为了去除钢中的有害元素P、S、Si等，铁水进入转炉前必须经过铁水预处理，采用KR机械搅拌脱硫或颗粒镁喷吹脱硫处理，最大限度降低P、S、Si含量；

转炉出钢采用双渣法吹炼，严格控制转炉出钢下渣量，转炉炉渣料以石灰、白云石、铁皮球为主，根据操作规程分批次加入；第一批加入石灰、铁皮球、白云石，之后小批量多次加入；转炉采用高拉碳工艺，防止钢水过氧化，保证钢水温度，钢包必须烘烤，烘烤温度大于900℃，出钢时大包脱氧剂及合金加入顺序：增碳剂→合金→硅钙钡→电石→萤石→渣料；合金在出钢过程中加入，不允许出钢前包底加合金；

出钢口维护良好，采用双挡渣操作，出钢时间必须控制，严禁下渣，下渣量要扒干净渣，防止回磷过量，要求回磷量≤0.003％；入LF工位第一包钢液温度≥1530℃，可根据钢中硫含量、渣况适当加石灰、萤石、电石、SiC、硅铁粉、石英砂调渣，不得加入工艺规定之外的渣料，碱度(R)控制在2.0～3.0；根据成分控制范围要求进行微调，调成分时注意，确保锰硅比(Mn/Si)≥3.0；