首鋼水鋼如何“潔凈”生產鋼絲用盤條

　　用SWRH82B盤條制作的預應力鋼絞線是我國“八五”以來發展的新型建筑材料，每年以幾萬噸的速度遞增。目前，我國國內能生產SWRH82B盤條的有寶鋼、武鋼、首鋼水鋼、沙鋼和馬鋼等企業。

　　由于預應力鋼絲和鋼絞線工作條件和工作環境的特殊性，要求其質量必須材質均勻，通條性能好;同一批產品必須規格一致、尺寸準確，強度在一個級別上;應力松弛小。相應地，這就要求生產預應力線材制品用盤條鋼質純凈度高、成分均勻、線材表面質量好、組織索氏體化程度高且均勻、性能穩定。而SWRH82B高碳鋼盤條是生產預應力鋼絲及鋼絞線的首選原料，高碳、高強度，并有良好的強韌性配合。

　　我國SWRH82B盤條存在的質量問題

　　目前，我國預應力鋼絲制品用盤條存在的主要問題有以下幾個。

　　第一是鋼質問題。由于絕大部分生產盤條的鋼廠受現有連鑄設備的限制，造成鑄坯的碳偏析、疏松、縮孔等冶金缺陷，進而影響盤條的質量。第二是盤條通條性能差。例如，抗拉強度指標在同一盤條不同部位波動大，差值甚至超過100MPa。而日本盤條產品則不超過30MPa。第三是索氏體化率不高且不均勻。第四是大規格盤條生產量少，用戶只能生產低強度級別的預應力鋼絲及鋼絞線，鋼絲的直徑也受到限制。第五是出現表面質量、尺寸精度、切頭不凈和包裝質量等問題。

　　重在成分合理、生產“潔凈”

　　為滿足市場需求，水鋼從2007年就開始試制SWRH82B盤條，進行了《高性能SWRH82B盤條研發與產業化》課題的研究，并于2010年實現了規�；a，年產量可達到15萬噸以上。

　　生產后的產品檢驗表明，水鋼生產的SWRH82B盤條性能優良。該盤條的微觀組織為索氏體和珠光體，索氏體占95%~98%。ф12.5mm盤條的抗拉強度為1180MPa～1240MPa，斷面收縮率為30%~40%。貴州鋼繩股份公司第四分廠將水鋼ф12.5mm的SWRH82B盤條以7.0m/s的拉拔速度拉拔成ф5.05mm的鋼絲，很少發生斷裂情況，鋼絲強度達到1911MPa~2036MPa，成功地制成了鋼絞線。鋼絞線的規格為l×7—15.24(1根ф15.24mm的絞線由7股鋼絲捻制而成)，屈服強度為1680MPa~1810MPa，抗拉強度為1860MPa~1940MPa。

　　●盤條成分設計情況

　　SWRH82B高碳鋼中主要化學成分為C、Si、Mn、P、S及微量其他元素。其軋制控冷后的盤條組織以細片狀珠光體(索氏體)為主。根據各元素在該鋼中的作用機理及對組織和性能的影響，并結合水鋼生產實際，該公司設計了合理的SWRH82B盤條鋼化學成分。具體情況如下。

　　碳是決定SWRH82B高碳鋼線材軋制冷卻后組織性能的主要元素。當鋼的含碳量超過共析含碳量后，抗拉強度提高緩慢，以致于最后抗拉強度隨含碳量增加而降低。此外，含碳量增加會使高碳鋼的拉拔性能變壞。

　　硅含量的增加可以使抗拉強度提升。在碳鋼中每增加0.1%硅，可使熱軋鋼的抗拉強度提高約7.8MPa~8.8MPa，屈服點提高約3.9MPa~4.9MPa，延伸率下降約0.5%。

　　錳對高碳鋼性能有良好作用。鋼中的錳一部分形成夾雜物，對高碳鋼性能有良好的作用，可提高SWRH82B高碳鋼線材熱軋后的硬度和強度。水鋼在生產中發現，在SWRH82B高碳鋼錳含量范圍內，每增加0.1%錳，大致可使熱軋后鋼材的抗拉強度增加7.8MPa~12.7MPa，延伸率下降0.4%。

　　鉻能提高盤條強度，改善拉拔性能。在SWRH82B鋼中，鉻的作用主要是使相變點降低，從而實現提高強度和改善性能。

　　盡量降低SWRH82B鋼中的磷、硫含量。一般來說，磷是有害雜質元素。雖然磷能使鋼的強度提高，但是塑性、韌性也隨之降低。硫通過形成硫化物夾雜對鋼的力學性能發生影響。增加鋼中含硫量，將使硫化物夾雜的含量增加，鋼的塑性和韌性將降低，同時鋼的熱加工性能將變壞。

　　其他殘余元素含量一般控制在0.3%以內。常見的有Cu、Ni等，主要是為使SWRH82B盤條的性能波動范圍不致過大。

　　●對盤條進行潔凈鋼生產

　　通過實施潔凈鋼生產工藝，水鋼SWRH82B鋼實現了有害元素含量低、夾雜含量低，確保了用戶的使用性能。SWRH82B這樣的潔凈鋼應該包括兩方面的內容：一是鋼中雜質總量低;二是控制鋼中非金屬夾雜物的形態。

　　水鋼在研發中檢測了SWRH82B生產過程中的夾雜物，并指出夾雜物的來源可能與鋼包處理和澆注期間加入的各種添加物以及所進行的操作有關;得出了總氧量與氧、硫在氧化物和硫化物中分布的關系，對于提高鑄坯的潔凈度很有益;總結出轉爐中控制合適的出鋼溫度、終渣氧化性，LF精煉中控制鋼包渣的成分，連鑄過程中減少耐材的二氧化硅含量等措施有利于降低鋼中的氧含量，提高鋼水的潔凈度。

　　在實際生產中的主要措施有以下幾點。

　　復合脫氧。復合脫氧劑脫氧既能充分發揮強脫氧劑的脫氧作用，又能通過改變脫氧產物組成，改善鋼水流動性和提高鋼水的純凈度。

　　LF爐精煉。良好的氬氣攪拌是LF爐精煉的一大特點，總結出合理的吹氬制度至關重要。此外，選擇合理的組成配比和粒度的渣系是LF實現良好效果的保證。

　　連鑄保護澆鑄。一般來說，經過LF爐精煉的SWRH82B鋼水是很“干凈”的，但是在澆注過程中鋼水與空氣作用發生二次氧化，會使鋼水再次污染。因此，澆注過程中鋼水密封是生產純凈鋼的重要操作之一。要采用相關措施嚴格控制鋼液的二次氧化，最大限度地控制夾雜物的增多。必要的保護和凈化鋼水措施是提高鑄坯潔凈度的關鍵。

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　　首鋼水鋼“人工時效”檢盤條獲獎

　　本報訊近日，由首鋼水鋼技術中心組織申報的專利———《一種熱軋82B盤條人工時效檢驗方法》獲得六盤水市第二屆優秀專利獎。據悉，此次水鋼獲獎的專利屬發明型專利，于2012年10月份獲得國家專利授權，是國家科技支撐計劃項目《高強度低松弛預應力鋼絲、鋼絞線用鋼及制品研發》子課題《高性能SWRS82B盤條研發與產業化》的科技成果。

　　在產品開發過程中，根據標準82B盤條的力學檢驗須在軋制完成后10天進行，這將對批量生產、庫存管理、產品外發及鐵路物流帶來巨大影響。為了縮短檢驗周期，該公司技術中心在產品試制期間開展了用模擬“人工時效”來代替“自然時效”的研究，從溫度、保溫時間控制等方面進行了大量的參數試驗和數據分析，通過實踐取得了成功，大大減少了庫存積壓和延遲罰款，以及產品質量異議的產生。