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高强度低松弛预应力钢丝钢绞线,是超洁净钢的代表产品和钢铁企业线材生产水平的标志性产品。钢绞线钢的生产对冶炼过程及工艺具有特殊的要求,高强度低松弛预应力钢丝钢绞线是建筑用钢材中强度级别、技术含量最高的双高产品。
本文就82B钢种的冶炼特点,主要存在的质量问题进行分析研究。系统研究了不同脱氧制度、精炼渣系等因素对高碳硬线钢氧含量及夹杂物组成的影响,用电解、金相显微镜、电子显微镜及图象分析仪等方法对钢中夹杂物的属性、数量、形貌及分布进行了测定,主要讨论了一下几方面的问题:
1、根据产品规格、强度要求与冷却条件在82B成分的基础上添加一定量的Cr、Mn等合金元素控制相变温度,从而得到具有不同的珠光体片层间距和力学性能的盘条。对于1860~2000MPa绞线用ψ12.5~13mm82B盘条而言,用130mm2连铸坯生产,当冷却速度为7℃/s时,最合适的成分是添加0.34~0.37%Cr、0.80%Mn,此时相变最低温度为589℃,相变最高温度为648℃,由最低温度到最高温度的时间为8.1秒,盘条冷却到580℃时,相变已经结束。当冷却速度为11℃/s时,最合适的成分是添加0.27%Cr、0.80%Mn。
2、生产2000MPa绞线用ψ13mm82B盘条采用V微合金化提高强度是有效的,该盘条的加工硬化指数与不加V相同,析出强化作用能保持到钢绞线制品。经过回归计算,每增加0.01%的V提高强度约15MPa;V还固定钢中氮25~30ppm,使钢中游离N减少,N的有害作用减弱。
3、加入Cr、Mn元素与提高冷却速度的综合效果对珠光体相变的影响高于单一因素的影响。冷却速度越大,Cr、Mn元素改变相变点的作用越强。
4、用Si-Ca-Ba脱氧剂脱氧,能使夹杂物球化,同时控制精炼渣中Al2O3含量,使钢水纯净度明显改善,夹杂物尺寸明显减小,95%以上的夹杂物尺寸在5μm以内;通过选用合适的增碳剂,降低盘条中的[N]含量,钢中氮含量由84ppm降至55ppm,盘条的韧性、塑性和拉拔性能显著改善。
5、通过对不同比水量0.51/kg、0.71/kg、0.721/kg、0.81/kg、1.01/kg及调整各段水量配比试验,优化连铸配水工艺,连铸坯缩孔、疏松明显减小,缩孔小于2级,中心C偏析率平均1.08,最大不超过1.15,对生产82B盘条及其后的深加工无不良影响。
6、稳定中间包钢水温度在1494±5℃;浇钢拉速恒定在2.2~2.4m/min,尽量防止钢水液面波动,提高了连铸坯表面质量和杜绝增碳现象;快速换包期间,中间包钢水液面控制在500mm以上,能防止钢水液面过低导致卷渣。