预应力钢绞线用盘条SWRH82B

预应力钢绞线用盘条SWRH82B钢铁研究总院华东分院2020年1月20日1钢铁研究总院华东分院主要内容一、82B用途及用户使用要求二、82B标准质量指标三、目前国内82B的现状四、各工序关键质量控制要点及措施2钢铁研究总院华东分院一、82B用途及用户使用要求1、82B用途82B属于预应力钢绞线用钢。预应力钢绞线的应用范围相当广泛，如公路、铁路、桥梁、电力、建筑、水利、环保等国民经济领域常规钢绞线强度级别：1860MPa3钢铁研究总院华东分院一、82B用途及用户使用要求4钢铁研究总院华东分院一、82B用途及用户使用要求5钢铁研究总院华东分院一、82B用途及用户使用要求6钢铁研究总院华东分院一、82B用途及用户使用要求2、钢绞线生产工艺流程7钢铁研究总院华东分院拉拔道次：正常为9道次正常从12.5或者13mm拉到5mm左右一、82B用途及用户使用要求3、用户使用要求钢绞线抗拉强度：不低于1860MPa对原材料要求：拉拔和绞线（捻股）断丝率要低（一般百吨小于3次）抗拉强度要求：一般为1150-1250MPa，波动尽量小面缩率要求：不小于30%8钢铁研究总院华东分院1、化学成分（表中单位，%）2、机械性能（时效后）9牌号CSiMnPSCuCrNiVSWRH82B0.79~0.860.10~0.300.6~0.9≤0.025≤0.2≤0.35≤0.1≤0.15牌号抗拉强度，MPa断面收缩率，Z/%SWRH82B1130-1280≥30二、82B标准质量指标（可参考GB/T24238-2009或JISG3506）钢铁研究总院华东分院3、夹杂物（参考）A、C类属于塑性夹杂，B、D类属于脆性夹杂，故尽量控制B、D类。4、金相组织同时，不得有妨碍使用的马氏体及全封闭网状渗碳体10牌号夹杂物类型夹杂物级别SWRH82BA、C≤2级B、D≤1.5级牌号索氏体化率，%总脱碳层，mm晶粒度，级SWRH82B≥85不大于1.5%D不小于7二、82B标准质量指标（可参考GB/T24238-2009或JISG3506）钢铁研究总院华东分院5、气体[O]高易形成氧化物夹杂，影响钢的性能；[N]高易形成脆性氮化物夹杂（TiN、AlN），且N越高氮化物夹杂尺寸越大，进而降低钢的塑韧性。11牌号[O],ppm[N],ppmSWRH82B≤25≤60二、82B标准质量指标（可参考GB/T24238-2009或JISG3506）钢铁研究总院华东分院6、表面质量盘条表面应光滑，不得有裂纹、折叠、耳子、结疤、分层及夹杂等有害缺陷。12二、82B标准质量指标（可参考GB/T24238-2009或JISG3506）钢铁研究总院华东分院三、目前国内82B的现状1、概况82B作为预应力钢绞线的代表性钢种，常见规格为Φ12.5和13mm。2014年，国内生产的82B钢铁企业约30家，产量约450万吨。随着国民经济的持续发展，预应力钢材需求明显增多，国内预应力钢绞线市场需求在2015年预计达到400万吨。2010年到2020年，国家将重点建设客运专线、城际轨道交通、煤运通道，初步形成高铁、快速客运和煤炭运输网络。新疆有13条铁路项目、8条铁路煤运通道项目纳入铁道部《铁路十二五发展规划》，而这些将有利于刺激钢绞线的市场需求。13钢铁研究总院华东分院三、目前国内82B的现状2、主要生产厂家根据钢绞线厂的布置情况，生产82B的厂家也主要集中在华东、河北、天津地区。华东产量约170万吨，华北产量约150万吨。目前国内生产82B厂家主要有：14钢铁研究总院华东分院质量较好沙钢、青钢、武钢、南钢、兴澄、邢钢等质量一般永钢、中天、天钢、荣钢、宣化、安阳等三、目前国内82B的现状3、国内部分用户目前国内预应力钢绞线厂家主要集中在华东、河北、天津地区。江阴法尔胜、江苏狼山钢绳、江西新华、天津银龙、贵州钢绳、宁夏恒力等15钢铁研究总院华东分院四、各工序关键质量控制要点及措施1、主要有害元素的控制（1）Ti含量的控制：铁水Ti≤0.05%；加入低钛辅料：如精炼渣（Ti≤0.03%）合金：硅锰、高碳锰铁、高碳铬铁、钒铁合金中Ti≤0.03%；低铝低钛硅铁：Ti≤0.04%（2）Al含量的控制：转炉和精炼使用无铝脱氧剂：电石、碳化硅、钙线中Al≤0.3%，低铝硅钙钡：Al≤3.0%16钢铁研究总院华东分院四、各工序关键质量控制要点及措施（3）H含量的控制：入炉废钢干燥；入炉石灰，白云石，矿石，烧结矿水分＜1.0%；精炼渣、大包、中包覆盖剂、结晶器保护渣水分≤0.5%；硅锰、高碳锰铁、硅铁、高碳铬铁烘烤温度：400-600℃；钒铁合金烘烤温度：100-150℃；转炉和精炼设备保证不漏水。17钢铁研究总院华东分院四、各工序关键质量控制要点及措施18钢铁研究总院华东分院0.020.040.060.080.100.120.140.00150.00200.00250.00300.00350.0040转炉终点[N]，%转炉终点[C]，%(a)（4）N含量的控制：使用低N增碳剂：C≥98%，N≤0.03%，H2O≤0.5%，粒度0-5mm；转炉出钢碳≥0.10%，减少后吹次数和钢水过氧化；保证精炼炉渣厚度≥80mm，造好泡沫渣；减少精炼炉大量补加合金和增碳；连铸做好大包长水口和中包浸入式水口密封。四、各工序关键质量控制要点及措施2、转炉（1）出钢终点成分C≥0.10%采用高拉碳工艺，防止钢水过氧化（2）出钢P≤0.012%低温（为保证前期脱磷效果，前期温度控制在1330～1380℃）高氧化性渣（TFe＝15～18％）高碱度、流动性好的炉渣（3）回磷量（LF离站P-LD终点P）≤0.003%出钢前塞好挡渣塞提高挡渣锥命中率19钢铁研究总院华东分院四、各工序关键质量控制要点及措施（4）到LF化学成分措施：稳定转炉出钢量减少钢水过氧化及时了解不同批次合金含量变化称重系统准确20范围/元素（%）CSiMnPSAlCr上限0.790.200.750.0150.0200.0080.22下限0.740.150.650.0110.15钢铁研究总院华东分院四、各工序关键质量控制要点及措施3、精炼（1）渣系SWRH82B渣成分范围：CaO：40-50%SiO2：20-25%MgO：5-10%Al2O3：≤6%控制炉渣碱度目标值2.0左右。CaO/SiO2比值在接近于2时渣的发泡指数达到最大值；主要原因是渣成分中存在高熔点化合物2CaO·SiO2；21熔渣发泡指数与CaO/SiO2的关系钢铁研究总院华东分院四、各工序关键质量控制要点及措施22钢铁研究总院华东分院措施：SWRH82B总渣料控制在10kg/t左右：石灰500kg，精炼渣450kg，硅钙钡120kg。及时取渣样分析。四、各工序关键质量控制要点及措施（2）脱氧去除夹杂措施：扩散脱氧剂要少量、多批次加入，白渣精炼时间≥20分钟保证钢中酸溶铝占全铝比值大于90%以上。渣样分析：MnO+FeO≤1.0%23钢铁研究总院华东分院四、各工序关键质量控制要点及措施（3）成品化学成分控制24钢铁研究总院华东分院牌号C，%Si，%Mn，%P，%S，%Cr，%V，%内控SWRH82B0.81~0.840.20~0.250.75~0.80≤0.018≤0.010.18-0.220.01-0.02目标值SWRH82B0.820.220.78--0.200.015四、各工序关键质量控制要点及措施（4）氩气软吹≥15min。作用：主要保证非金属夹杂物充分上浮；使钢水温度、化学成分充分均匀；去除部分有害气体。25钢铁研究总院华东分院四、各工序关键质量控制要点及措施4、连铸（1）使用较好质量的耐材长水口和浸入式水口使用寿命大于8h；塞棒与中包使用寿命不低于15h。26某厂生产8炉某钢的中包挡渣墙全部侵蚀钢铁研究总院华东分院四、各工序关键质量控制要点及措施27某厂生产2-5炉用的浸入式水口钢铁研究总院华东分院四、各工序关键质量控制要点及措施28劣质的连铸浸入式水口等耐材造成的外来夹杂物导致的拉伸脆性平直断口及心部白点夹杂物钢铁研究总院华东分院四、各工序关键质量控制要点及措施（2）功能性设备控制结晶器过钢量控制在6000t以内，内壁无划伤、无镀层剥落。结晶器与一段对弧要对正、准，夹送辊表面无缺损、破坏，转动灵活，喷嘴无堵塞,喷淋架必须对中（按设备规程）。杜绝设备冷却水管漏水，避免水淋到铸坯上。中包水口在结晶器中严格对中，结晶器与中包水口对中偏差≤5mm。结晶器液面波动不大于±3mm。29钢铁研究总院华东分院结晶器内壁镀层脱落严重四、各工序关键质量控制要点及措施（3）确保恒温、恒拉速浇注温度是连铸工艺的基本参数之一。温度偏低钢液发粘，夹杂物不易上浮，不仅影响铸坯质量，甚至会引起中间包水口冻结，被迫中断。浇注温度过高，会加剧钢液的二次氧化和耐火材料的冲刷侵蚀，增加钢中夹杂物，还会助长铸坯菱变、鼓肚、裂纹、中心偏析和疏松等多种缺陷的发生。2#铸机（180方）生产SWRH82B的目标过热度：20~30℃，拉速：1.5m/min。30钢铁研究总院华东分院四、各工序关键质量控制要点及措施（4）保护浇注长水口氩气保护，流量20~50NL/min,水口插入深度200mm左右，不裸露钢液面；开浇前中包氩气置换3min；采用整体内装水口浇注。31钢铁研究总院华东分院中包液面裸露四、各工序关键质量控制要点及措施（5）二冷水、电磁搅拌确定合理的二冷制度和电磁搅拌参数，可以促进柱状晶向等轴晶转化，是减少中心疏松、减轻中心偏析和改善铸坯致密度的有效措施，从而提高铸坯质量。32钢铁研究总院华东分院四、各工序关键质量控制要点及措施1）二冷配水二冷配水主要影响因素：钢种特性、连铸机型、铸坯断面尺寸。低碳钢采用强冷却的比水量为1.0～1.2L/kg钢；一般中碳钢：0.7～1.0L/kg；一般高碳钢：0.2～0.7L/kg。正常情况下，立弯式比弧形的比水量要稍大。一般情况下，小断面铸坯比水量比大断面铸坯稍大。生产82B时，2#铸机二冷区的比水量取0.7L/Kg左右较合适。二冷各段水分配比：0段：Ⅰ区：Ⅱ区：Ⅲ区：Ⅳ区=36：24：18：12：10。33钢铁研究总院华东分院四、各工序关键质量控制要点及措施2）电磁搅拌结晶器电磁搅拌作用：可清洗凝固壳表层区的气泡和夹杂物，改善铸坯表面质量；有利于过热度的降低，可适当提高钢水过热度，有利于去除夹杂物，提高铸坯清洁度；可把树枝晶打碎，增加等轴晶核心，改善铸坯内部结构；结晶器钢-渣界面经常更新，有利于保护渣吸收上浮的夹杂物。末端电磁搅拌作用：可使液相穴末端区域（糊状区）富集溶质的液体分散在周围区域，降低中心偏析，中心疏松和缩孔，改善铸坯质量。34钢铁研究总院华东分院四、各工序关键质量控制要点及措施电磁搅拌最佳电流确定：搅拌小断面的铸坯所需的搅拌强度要比大断面的铸坯更大一些。断面大的铸坯靠铁心近，其经受的磁力要强一些，电磁力也就大一些；小铸坯离铁心远一些，其经受的磁力要弱一些，电磁力也就小一点。2#铸机（180方）生产SWRH82B，结晶器电磁搅拌电流可取300A，末端电磁搅拌电流280A。35钢铁研究总院华东分院四、各工序关键质量控制要点及措施电磁搅拌最佳频率（主要影响因素）确定：铸坯断面：断面越大，最佳频率越小；铜管材质和厚度：导电率越高、厚度越大，最佳频率越小（最关键）；钢种（导电率）：导电率越高，最佳频率越小；钢水流速：流速越快，最佳频率越小；搅拌器尺寸。2#铸机（180方）生产SWRH82B，结晶器电磁搅拌频率取4HZ，末端电磁搅拌频率取10HZ。36钢铁研究总院华东分院四、各工序关键质量控制要点及措施（7）铸坯缓冷、精整需缓冷的原因？加入合金量较多的钢，在铸坯冷却过程中产生较大的组织应力和热应力。通过缓冷能够大大降低冷却过程产生的组织应力和热应力，避免产生裂纹和白点。入缓冷温度≥550℃以上，出缓冷温度≤100℃；缓冷时间≥36h。优特钢铸坯表面质量要求严格，所以