PC钢绞线用82B线材生产工艺的探索与实践

李小艳 黄艳 向浪涛

（重钢股份有限公司钢铁研究所，重庆 400084）

PC钢绞线用82B线材生产工艺的探索与实践

李小艳 黄艳 向浪涛

（重钢股份有限公司钢铁研究所，重庆 400084）

介绍重钢PC钢绞线用82B线材的初次试制、炼钢、轧钢工艺参数的分析与制定，试制线材除抗拉强度指标偏低外，其他指标完成较好，可为今后批量生产82B线材提供技术指导。

PC钢绞线；工艺参数；抗拉强度

国内高强度预应力钢绞线盘条主要牌号为SWRH82B，属高碳硬线钢线材。广泛用于公路、铁路桥梁、海港码头、电站、大坝、工业民用建筑等领域。据不完全统计，预应力钢绞线每年需求量以10%～20%速度递增，其市场发展前景十分广阔。因贵绳等企业用户对82B钢需求量越来越大，多次提出希望与重钢共同开发该钢种，而重钢有近6年硬线钢生产经验，目前年生产能力已超过30万t，且质量逐年稳定提高。重钢根据市场情况及自身的装备水平，决定开发82B盘条。

1 SWRH82B钢的主要技术要求

SWRH82B盘条国内牌号为82MnA，执行标准为YB/T146-1998。该标准对其化学成分、显微组织、力学性能等都作了明确规定。

1.1 化学成分

表1 YB/T146-98标准成分要求及重钢成分设计 %

1.2 显微组织

盘条的金相组织应主要为索氏体，不应有马氏体、网状渗碳体及对性能有害的组织。

1.3 力学性能

D=8～10mm： 抗拉强度 σb为 1 080～1 200MPa，Ψ≥25%；

D=10.5～13mm：抗拉强度 σb为 1 060～1 180MPa，Ψ≥25%。

1.4 其他要求

气体含量 :钢中N、H、O含量均会不同程度影响82B线材的力学性能，一般要求N、H、O的体积浓度分别满足 ［N］≤60×10-6、［H］≤3×10-6、［O］≤40×10-6。

非金属夹杂物尺寸≤20μm，且不能富集。

盘条索氏体率≥85%（即索氏体级别≤2.0级）。

2 82B钢生产试制情况

2.1 炼钢试制情况

2.1.1 转炉冶炼

原料采用脱硫铁水，原则上选用温度偏高的铁水进行深脱硫，然后大翻小进转炉。冷料为二类生铁+优质废钢；采用双渣操作，保证终点控制目标。

2.1.2 LF钢包精炼

使用自身热态较好、无积灰积渣、口皮平整无挂渣的钢包。LF炉前使用低P、S碳粉、铝矾土、铝粉，钢水出站前用钙铁线进行钙处理。LF精炼过程渣况黏度、流动性控制良好。

2.1.3 方坯连铸浇注

连铸浇注工艺基本正常，浇注周期执行(40+2)min，拉速按2.3m/min进行控制，未发生明显堵、洗水口情况。

2.2 82B轧制过程

2.2.1 轧线及控冷设备

重钢高线轧机共有28机架，全线采用平立交替无扭连续轧制。斯太尔摩冷却线有7台风机，每台风机的风量大小可以调节。总长约80m，冷却速度应控制在 15～18℃/s左右。

2.2.2 控轧控冷工艺参数

以82B为典型代表的高碳钢轧制，需保证较高的尺寸精度、良好的表面质量、性能均一稳定以及良好的金相组织。根据文献报道，盘条表面冷速应控制在9.0～12℃/s以上，才能保证心部索氏体化，有利于形成晶粒细小和片层间距极小的组织，使盘条强度明显提高；但是，过大的冷速在铸坯中锰铬偏析的情况下，容易在盘条心部产生马氏体组织。

参考国内其他钢厂生产经验，结合重钢自身设备条件，最终确定均热段温度：1 100～1 150℃；进精轧机温度：900～950℃； 吐丝温度：830～870℃。 控制1#风机出口温度不超过670℃，2#风机出口温度不超过600℃，3#风机出口温度不超过550℃，斯太尔摩生产线的冷速应控制在1.0～12℃/s。

3 SWRH82B钢生产试制结果

3.1 钢的熔炼成分

钢的熔炼成分见表2。

表2 实际熔炼成分%

实际熔炼成分达到了目标要求。

3.2 钢中气体、夹杂含量

从钢中气体样分析结果看，结晶器钢液中氢和氧含量偏高，而成品盘条中氧含量达到了目标值(目标≤30×10-6)，但氮含量偏高(目标≤30×10-6)。从夹杂样分析结果看，铸坯中夹杂总量偏高，夹杂分量以Al2O3为主，占60%以上。

3.3 铸坯低倍质量

取每流中节铸坯各一块检验低倍质量，五块中除其中一块存在1.0级的中心疏松外，无其他铸坯低倍缺陷，铸坯低倍检验结果表明：铸坯总体质量良好。

3.4 盘条实物质量情况

线材表面质量符合要求，直径范围：12.12～12.50mm。

3.4.1线材金相组织及性能情况

及时取金相试样及力学性能试样，通过分析，本次轧制的82B线材组织索氏体率达到80以上，索氏体级别为1.0～2.5级。控冷工艺制定较为合理，未发现网状渗碳体级马氏体组织。

图1 82B线材金相组织 X500

由于线材直径较大，冷却速度较快，线材可能存在残余应力，且短时间内不可能完全释放，这会对性能指标特别是断面收缩率产生很大影响。为了摸索最佳的时效时间，尽量缩短交货周期，对时效不同的试样进行了性能对比分析，通过比较，发现时效15d左右比较合理（表3）。

表3 不同时效天数下力学性能情况

3.4.2 线材拉拔性能

盘条发往用户处，考察组对拉拔过程进行了跟踪，由于是初次拉拔重钢生产试制的SWRH82B钢，对拉速作了适当降低，由平常的7m/s降低到5.8m/s，经9次拉拔成Φ5.23mm，之后又将拉速逐步提高至7m/s，拉拔过程顺利。用户对Φ5.23mm的钢丝作性能检验，强度为 1 780、1 807MPa。

4 其他钢厂SWRH82B钢性能检测情况

其他钢厂盘条检验结果见表4。

表4 其他钢厂盘条检验结果%

其他三家钢铁公司与重钢生产试制的SWRH82B钢相比，主要元素含量差别不大，但均加入了铬作为合金强化元素提高钢材的强度，其熔炼成分含量为0.15%～0.25%。查阅相关资料，国内宝钢、湘钢、包钢及日本等钢厂也采用加入Cr作为提高82B盘元强度的手段之一。

5 结 语

通过对82B线材生产试验研究发现，其炼钢工艺基本正常，满足了试验方案要求；盘条轧制工艺基本正常，金相组织、索氏体化率及断面收缩率较好，但强度指标偏低，未完全满足用户要求，但拉拔工艺基本正常。通过对其他钢厂盘圆实物质量水平分析，本次试制82B盘圆除强度偏低外，其余性能指标均相当。经过优化试制方案，加入合金强化元素，提高盘圆强度，82B钢开发成功是有可能的。

[1]戚正风.金属热处理原理(第 一版)[M].北京：机械工业出版社 ，1987.

[2]李桂英，姜世全．82B线材质量研究[J].金属制品，2005(3)：44.

[3]张丽颖.82B钢控冷工艺研究 [J].包头钢铁学院学报，2000，19(3)：237-240.

Research and Practice of 82B Steel Wire For Prestressed Concrete

LI Xiaoyan HUANG Yan XIANG Langtao
(Iron&Steel Research Institute Of Chongqing of Iron&Steel Co.，Ltd.，Chongqing 400084)

The primary production of 82B steel wire for prestressed concrete in Chongqing iron and steel Co.Ltd.is introduced,some technological parameters of steel production and rolling is also be analyzed and instituted.The quality of 82B Steel wire for prestressed concrete is fairly up to standard but tensile strength，which provides technical assistance for mass production in future。

steel wire for prestressed concrete；technological parameters；tensile strength

TG356

A

1673-1980（2012）01-0112-03

2011-09-23

李小艳（1982-），女，河北迁安人，助理工程师，研究方向为轧钢。