摘要:为保证高强度预应力钢绞线用SWRH82B盘条的组织性能,采用了3种不同冷却速度的控冷工艺进行试验。结果得出,部分风机开口度为100%,部分风机开口度为50%,可获得最佳效果。
关键词:SWRH82B盘条;控冷工艺;组织性能;钢绞线
国内许多厂家常使用日标牌号SWRH82B盘条加工成1860MPa级别的预应力钢绞线,该产品及以上级别的钢绞线具有抗拉强高、伸长率好、松弛率低、耐疲劳等优点,是具有较高附加值的产品,所以成为诸多钢铁公司开发的热点。高强度预应力钢绞线用盘条要求其尺寸精度高、化学性能稳定、钢质纯净、力学性能良好并具有高比例的索氏体组织。安阳钢铁集团有限责任公司自2005年9月在高线机组开发SWRH82B盘条,经多次实践,不断优化控冷工艺,得出较理想的Φ12.5mm盘条的控冷工艺,从而保证了SWRH 82B盘条的组织和力学性能.
1 SWRH 82B钢绞线用盘条生产工艺程及化学成分
1.1生产工艺流程
SWRH 82B钢绞线用盘条生产工艺流程:100t转炉冶炼→l00t LF炉精炼→六机六流150mm×150mm方坯连铸一摩根型高线机组轧制→斯太尔摩线控制冷却。
1.2化学成分
SWRH82B盘条化学成分如表1所示。
2 控冷工艺
2.1高线机组控冷装备
安钢高线机组采用摩根第6代轧机和减定径机组,配备控轧、控冷水箱以及带有佳灵装置的斯太尔摩冷却线,控冷温度控制精度为±l0℃斯太尔摩冷却线配备14台高功率风机,冷却能力为15.47万m3/h,能够实现标准冷却和延迟冷却功能。
2.2控冷工艺
生产SWRH82B盘条的轧制工艺:加热温度1160~1200℃,开轧温度1120~1140℃,精轧入口温度930~960℃,吐丝温度920~940℃。
SWRH82B钢为过共析钢,需保证一定的冷却速度,以提高组织中索氏体含量,避免渗碳体、马氏体等组织出现,从而保证拉拔性能。
试验中,斯太尔摩线冷却采用3种控冷方案,方案l:全部风机开口度50%;方案2:全部风机开口度85%;方案3:部分风机开口度l00%+部分风机开口度50%。
3 盘条组织性能
采用3种冷却方案的盘条,其力学性能及组织见表2。
图1为采用冷却方案1时的盘条组织,图la组织为铁素体+珠光体+部分索氏体;图lb显示盘条芯部组织含有网状渗碳体;图2为采用冷却方案2时的盘条组织,主要为索氏体+部分珠光体;图3为采用冷却方案3时的盘条组织,主要组织为索氏体。
4 冷却机理
在冷却过程中,SWRH82B钢过冷奥氏体转变为珠光体的温度区间为Ar1~550℃,在该区间内转变温度越低,珠光体片层间距越小,索氏体具有较高的强度和较好的塑性。在相变前,奥氏体应具有较大的过冷度和冷却速度,以提高相变动力和避免网状渗碳体产生;达到相变点后,应使盘条缓慢冷却,保证充分的相变时间,以利于提高盘条索氏体比例。如果过冷奥氏体在转变过程中缓慢冷却,首先在晶界析出二次渗碳体,其次析出珠光体和铁素体;如果冷却速度很低,则形成网状渗碳体;如冷却速度较高,二次渗碳体来不及析出,在转变过程中生成索氏体,而且冷却速度越高,生产的珠光体片层间距越小,索氏体越细,相应盘条的力学性能越好。在方案l中,由于风机开口度较小,盘条的冷却速度较慢(平均冷却速度为5.7℃/s),所以产生的索氏体比例小,组织中存在大量的珠光体+铁素体,而且在中心部位生成网状渗碳体;在方案3中,由于冷却速度较高(平均冷却速度为13.5℃/s),主要组织为索氏体,索氏体含量达到94.7%,所以盘条的力学性能较好,适合于大规格盘条的拉拔。
5 应用情况
在天津某预应力钢绞线厂对SWRH82B盘条进行拉拔试验,3种冷却方案生产的盘条经9道次拉拔试验,其结果为,采用方案l生产的盘条在第7道次出现脆断,而采用方案2和方案3生产的盘条成功地拉拔到Φ5.07mm,制成了强度级别为1860MPa级1×7的钢绞线,而且采用方案3生产的盘条,各项力学性能均较好,受到用户好评。
(安阳钢铁集团有限责任公司)