一种90级超高强度胶管钢丝用盘条及其生产方法.pdf

一种90级超高强度胶管钢丝用盘条及其生产方法，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。通过控制K、Mg含量，提高钢质洁净度；通过表面温度在100℃条件下的钢坯表面机械修磨，提高轧后盘条的表面质量；通过控制氧化铁皮中铁的氧化物含量，提高盘条氧化铁皮在机械除鳞过程的易脱落性。用本发明方法生产的盘条制成0.40～0.75mm胶管钢丝，拉丝过程断丝率不大于0.1次/吨，钢丝制成胶管后其疲劳寿命超过3万次，完全可满足用户的使用要求。

1.一种90级超高强度胶管钢丝用盘条，其特征在于，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。
2.一种如权利要求1所述90级超高强度胶管钢丝用盘条的生产方法，其
特征在于，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，冶炼终点要求[P]≤0.010％，[K]≤0.0001％，[Mg]≤0.0002％，转炉终
点钢液温度控制在1570～1670℃；LF精练过程温度控制在1530～1590℃，时间
50～120min；
(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：
先将连铸坯连轧成155×155mm连轧坯；连轧坯送修磨车间进行表面修磨处
理，修磨前钢坯表面温度低于100℃，连轧坯四面修磨量为2～5mm；线材生产工
序，钢坯加热温度1020～1100℃，盘条吐丝温度为890～950℃，轧制出直径5.0～
6.0mm盘条；吐丝后盘条冷却速度控制在20～30℃/s，盘条相变后冷却速度控制
在5℃/s以下，控制盘条氧化铁皮的FeO含量不低于75％，Fe₂O₃含量不高于10％，
铁皮厚度不低于10um。

一种90级超高强度胶管钢丝用盘条及其生产方法

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：

先将连铸坯连轧成155×155mm连轧坯；连轧坯送修磨车间进行表面修磨处理，修磨前钢
坯表面温度低于100℃，连轧坯四面修磨量为2～5mm；线材生产工序，钢坯加热温度1020～1100
℃，盘条吐丝温度为890～950℃，轧制出直径5.0～6.0mm盘条；吐丝后盘条冷却速度控制在
20～30℃/s，盘条相变后冷却速度控制在5℃/s以下，控制盘条氧化铁皮的FeO含量不低于75％，
Fe₂O₃含量不高于10％，铁皮厚度不低于10um。

本发明的有益效果为：

本发明通过控制K和Mg含量，提高钢中夹杂物的变形能力，降低夹杂物尺寸，提高钢质
洁净度。通过表面温度在100℃条件下的钢坯表面机械修磨，提高线材轧制原料的表面质量，
进而提高盘条的表面质量。通过控制盘条氧化铁皮中铁的氧化物含量，提高盘条氧化铁皮在
机械除鳞过程的易脱落性。因此，将本发明方法生产的90级超高强度胶管钢丝用盘条，制成
0.40～0.75mm胶管钢丝，拉丝过程断丝率不大于0.1次/吨，钢丝制成胶管后其疲劳寿命超
过3万次，完全可满足用户的使用要求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

表1为实施例化学成分wt％。

表1实施例化学成分wt％

表2为实施例冶炼与连铸工艺参数表。

表2实施例冶炼与连铸工艺参数表

表3为实施例轧制工艺参数表。

表3实施例轧制工艺参数表

表4为实施例生产的盘条制成胶管钢丝性能。

表4实施例盘条制成的胶管钢丝性能

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