[发明专利]一种改善高碳过共析桥梁缆索用盘条中心碳偏析的方法

说明书

本发明公开了一种改善高碳过共析桥梁缆索用盘条中心碳偏析的方法，将前期的方坯连铸改为板坯连铸，将板坯切割为方坯，对中心碳偏析严重的方坯进行降低处理，具体操作为：1)连铸工艺要求：中包钢水过热度为15‑30℃、拉速0.6‑1.2m/min、采用轻压下，压下量按10mm目标值进行控制；2)切割工艺要求：板坯切割成方坯的数量按照板坯尺寸而定，一般应以5块或7块等奇数为宜；切割边宽度波动范围为±10.0mm，切割坯横断面对角线之差小于13.5mm，切割坯不得有尺寸超过25.0mm坑蚀及凸台。该方法将方坯+二火工艺改变为板坯+切割工艺，操作简便，可行性强；在不降低钢丝强度的条件下，显著改善高碳过共析桥索钢坯及盘条的成分和组织均匀性，保证钢丝的韧性，大幅度提高钢丝性能合格率。

技术领域

本发明涉及钢铁连铸技术领域，尤其涉及一种改善高碳过共析桥梁缆索用盘条中心碳偏析的方法。

背景技术

伴随着国家大跨度桥梁建设愈发兴盛，对应的桥索钢丝的需求量日益增大，高强度钢丝可以降低桥梁工程自身重量、提高安全性，是桥梁缆索钢丝发展的趋势。桥梁缆索钢丝强度的提高依赖其原材料盘条的强度，为了适应钢丝的强度要求，目前的桥索钢盘的强度要求也不断提高。碳元素一直是钢材强化的主要且常规的元素之一，但过高的碳含量会导致碳偏析控制难度增大。以Φ7.0mm-2000MPa级高强钢丝为例，其原材料盘条的碳含量约为1.0％，因此高碳桥索钢盘条的碳元素中心偏析的趋势更强，盘条的强化元素会聚集于钢坯心部，进而遗传至盘条中心，最终在钢丝成品中形成元素偏析，元素的不均匀会造成盘条组织及性能的不均匀。但高强桥索钢丝不仅对强度有要求，对于韧性也要求严格，其中一半要求为弯曲(次/180°)、缠绕(3d×8 圈)≥8、扭转(次/360°)≥12。钢丝组织和性能的不均匀会显著破坏其扭转性能。因此，为保证桥索钢丝的扭转性能，其母材(盘条)的成分及组织均匀性要求非常高。成分的不均匀性通常利用测量数据中的元素含量最大值与平均值的比例进行量化，铸坯的最大碳偏析指数应≤1.10，其中部分特殊钢种要求≤1.05，而目前高碳过共析桥缆钢坯的碳偏析指数一般控制水平约1.30。

对于强度要求越高的桥索钢丝而言，其盘条碳含量越高，元素的均匀性控制难度更大，组织均匀性更差，其韧性难以保证。铸坯中的元素偏析和晶粒尺寸均匀性是高强桥索钢制造过程中的主要控制难点，也是限制桥索钢强度进一步提高的瓶颈。

目前桥索钢的连铸工艺均采用大方坯，易在铸坯中心位置产生元素偏析，该种元素偏析较难清除；而且大方坯心部和边部的等轴晶和柱状晶区域在后期轧制过程中易形成混晶，造成盘条组织不均匀。

有鉴于此，本发明提出一种改善高碳过共析桥梁缆索用盘条中心碳偏析的方法。

通过检索，与《一种改善高碳过共析桥梁缆索用盘条成分和组织均匀性的制造方法》内容相关报道罗列如下：

谢鑫等人在专利《板坯连铸用凸足辊及改善连铸板坯中心偏析与疏松的方法》(申请公布号CN107774942A)中介绍了一种凸足辊装置，并阐述了其在中心偏析与疏松方面的原理。

陈海军等人在专利《一种控制82B小方坯碳偏析的连铸方法》(申请公布号CN103028713A)中介绍了一种控制82B小方坯碳偏析的连铸方法，主要包括连铸过程的相关具体参数控制范围。

张剑桥等人在专利《一种宽幅度高碳马氏体不锈钢板坯的连铸方法》(申请公布号CN201310284151.X)中涉及了一种宽幅度高碳马氏体不锈钢板坯的连铸方法，专利主要包括钢种成分要求，VD、LF、大包及中包的相关控制参数。

董延亮等人在专利《控制高碳硬线钢小方坯中心碳偏析的连铸方法》(申请公布号CN201510509858.5)中公开了一种控制高碳硬线钢小方坯中心碳偏析的连铸方法，主要涉及了连铸过程工艺具体参数及改进效果。