一种预应力钢绞线用热轧盘条及其制备方法与流程

本发明涉及盘条生产，尤其涉及一种预应力钢绞线用热轧盘条及其制备方法。

背景技术：

1、钢绞线是由多根高强度钢丝呈螺旋形绞合而成的钢铁制品，最常用的是镀锌钢绞线和预应力钢绞线。预应力钢绞线广泛应用于基础建设。通常认为抗拉强度在1470～1860mpa为高强度级别，抗拉强度在1860mpa以上为超高强度级别。目前，主要采用的强度级别为1860mpa级，其对应的盘条抗拉强度通常为1140～1200mpa。随着工业的快速发展，轻量化、高强化已延伸至钢绞线行业。

2、因此，超高强预应力钢绞线亟待开发。超高强度钢绞线需要更高强度的原始盘条，合金化是提高钢材综合性能的方法之一。可以在钢中加入适量的合金元素，同时提高钢的强韧性。对于盘条的成分设计，一般有两种方案：一种是高碳高硅成分体系，添加微量的铬元素；一种是高碳体系，添加铌、钛、钒等多种微合金元素。添加铌、钛、钒等多种微合金元素，合金成本相对较高，同时由于其在奥氏体中溶解度较小，在加热过程需要更高的均热温度才能将其固溶至奥氏体中，以便在后续轧制冷却过程中发挥作用。因此，采用高碳高硅成分体系更为绿色、经济。

3、提高原始盘条强度最为有效的方法是通过提高c含量，但c含量过高，塑性降低，难以满足后续钢绞线的制作要求；且容易出现偏析，在轧后相变过程中导致产生晶界渗碳体、马氏体等影响后续深加工的有害组织，导致拉拔断裂。si是强化铁素体元素，固溶强化能力较高，能够明显提高钢的冷加工硬化指数，同时能减少热处理过程的强度损失。因此，通过合理成分设计和生产工艺相结合，能够生产出满足超高强度级别预应力钢绞线用热轧盘条。

4、例如申请号为cn202011236089.3的中国专利公开了预应力钢绞线、预应力钢绞线用盘条及其生产方法，具体公开了采用依序进行的铁水预脱硫、钢水冶炼、钢水精炼、连铸、高线轧制、控温冷却和集卷的工序制备所述预应力钢绞线用盘条，其成品碳含量较高，偏析控制较难，后期易产生网状碳化物、马氏体等不利于拉拔的有害组织。

5、例如申请号为cn202010503561.9的中国专利公开了一种超高强钢绞线用热轧盘条及其制备方法，具体公开了铁水预处理—转炉—精炼—vd真空处理—连铸—开坯—轧制，其中：经过铁水预处理工艺后铁水中si：0.3～0.7％，s≤0.015％，p≤0.120％，ti≤0.10％，t≥1250℃，其方法所制备的盘条属于1860mpa级钢绞线用盘条级别，并不能满足后续发展需求。

6、有鉴于此，应当对现有技术做出改善。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种预应力钢绞线用热轧盘条及其制备方法，主要包括高线轧制和控轧控冷工序，通过铸坯加热温度，加热时间，轧后吐丝温度控制以及分段控冷技术相结合，最终获得各项性能良好的预应力钢绞线用热轧盘条，用该盘条制成的预应力钢绞线，其抗拉强度≥1960mpa，最大力总延伸率(l0≥500mm)agt≥4.5%，该方法具有工艺简单，生产成本低，易工业化推广的优点。

2、根据本发明的一个方面，提出一种预应力钢绞线用热轧盘条的制备方法，其包括：依次进行转炉冶炼、lf精炼、连铸制得所需铸坯，再依次进行铸坯加热、高线轧制、斯太尔摩风冷线控制冷却、集卷和打包制得预应力钢绞线用热轧盘条；其中，终轧前后通过水箱进行冷却，终轧前水箱开启度＞终轧后水箱开启度，控制冷却工序中，辊道速度逐段增加至定值。

3、根据本发明的一个实施例，预应力钢绞线用热轧盘条的化学成分以重量百分比为：c：0.83%～0.87%，si：0.50%～0.60%，mn：0.60%～0.80%，p≤0.015%，s≤0.010%，cr：0.25%～0.35%，cu≤0.20%，ni≤0.10%；其余为fe及不可避免的杂质。

4、根据本发明的一个实施例，高线轧制工序中，铸坯均热温度1080～1150℃，加热时间t=（0.7～1.2）h，其中h为铸坯厚度。

5、根据本发明的一个实施例，终轧前水箱开启度≥25%，水箱入水量≥50m3/h，出口水压≥3.5bar，终轧前温度为860～880℃。

6、根据本发明的一个实施例，终轧后水箱开启度≤5%，并控制吐丝温度为880～900℃，盘条表面与心部温差≤10℃。

7、根据本发明的一个实施例，将吐丝后的盘条在斯太尔摩风冷线控制冷却，辊道初始速度为0.50~0.60m/s，第2～8段辊道速度逐段按0.03~0.05m/s增加，第9～13段辊道速度为0.74~1.00m/s。

8、根据本发明的一个实施例，斯太尔摩风冷线控制冷却中，前段风机开启度≥60%，保温罩打开，佳灵装置开启角度为2°～4°，快冷至580～620℃，盘条表面与心部温差≤15℃。

9、根据本发明的一个实施例，进行斯太尔摩风冷线控制冷却还包括：关闭风机和保温罩，以1～3℃/s的冷速进行缓慢冷却，集卷温度为450～500℃。

10、根据本发明的另一个方面提出一种预应力钢绞线用热轧盘条，其采用以上技术方案任一项的方法制备而成。

11、根据本发明的一个实施例，预应力钢绞线用热轧盘条的索氏体率≥95%，无心部马氏体，晶界渗碳体≤1.0级，抗拉强度≥1250mpa，断面收缩率≥30%。

12、在根据本发明的实施例的一种预应力钢绞线用热轧盘条的制备方法中，主要包括高线轧制和控轧控冷工序，通过铸坯加热温度，加热时间，轧后吐丝温度控制以及分段控冷技术相结合，最终获得各项性能良好的预应力钢绞线用热轧盘条，用该盘条制成的预应力钢绞线，其抗拉强度≥1960mpa，最大力总延伸率(l0≥500mm)agt≥4.5%，该方法具有工艺简单，生产成本低，易工业化推广的优点。

1.一种预应力钢绞线用热轧盘条的制备方法，其特征在于，包括：依次进行转炉冶炼、lf精炼、连铸制得所需铸坯，再依次进行铸坯加热、高线轧制、斯太尔摩风冷线控制冷却、集卷和打包制得预应力钢绞线用热轧盘条；其中，终轧前后通过水箱进行冷却，终轧前水箱开启度＞终轧后水箱开启度，所述控制冷却工序中，辊道速度逐段增加至定值。

2.根据权利要求1所述的预应力钢绞线用热轧盘条的制备方法，其特征在于，所述预应力钢绞线用热轧盘条的化学成分以重量百分比为：c：0.83%～0.87%，si：0.50%～0.60%，mn：0.60%～0.80%，p≤0.015%，s≤0.010%，cr：0.25%～0.35%，cu≤0.20%，ni≤0.10%；其余为fe及不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的预应力钢绞线用热轧盘条的制备方法，其特征在于，所述高线轧制工序中，铸坯均热温度1080～1150℃，加热时间t=（0.7～1.2）h，其中h为铸坯厚度。

4.根据权利要求1所述的预应力钢绞线用热轧盘条的制备方法，其特征在于，终轧前水箱开启度≥25%，水箱入水量≥50m3/h，出口水压≥3.5bar，终轧前温度为860～880℃。

5.根据权利要求4所述的预应力钢绞线用热轧盘条的制备方法，其特征在于，终轧后水箱开启度≤5%，并控制吐丝温度为880～900℃，盘条表面与心部温差≤10℃。

6.根据权利要求5所述的预应力钢绞线用热轧盘条的制备方法，其特征在于，将吐丝后的盘条在所述斯太尔摩风冷线控制冷却，辊道初始速度为0.50~0.60m/s，第2～8段辊道速度逐段按0.03~0.05m/s增加，第9～13段辊道速度为0.74~1.00m/s。

7.根据权利要求1所述的预应力钢绞线用热轧盘条的制备方法，其特征在于，所述斯太尔摩风冷线控制冷却中，前段风机开启度≥60%，保温罩打开，佳灵装置开启角度为2°～4°，快冷至580～620℃，盘条表面与心部温差≤15℃。

8.根据权利要求7所述的预应力钢绞线用热轧盘条的制备方法，其特征在于，进行所述斯太尔摩风冷线控制冷却还包括：关闭所述风机和保温罩，以1～3℃/s的冷速进行缓慢冷却，集卷温度为450～500℃。

9.一种预应力钢绞线用热轧盘条，其特征在于，采用以上权利要求1-8任一项所述的方法制备而成。

10.根据权利要求9所述的预应力钢绞线用热轧盘条，其特征在于，所述预应力钢绞线用热轧盘条的索氏体率≥95%，无心部马氏体，晶界渗碳体≤1.0级，抗拉强度≥1250mpa，断面收缩率≥30%。