预应力钢绞线用盘条SWRH82B.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/1/17,#,预应力钢绞线用盘条,SWRH82B,钢铁研究总院华东分院,2024年11月26日,1,钢铁研究总院华东分院,主要内容,一、,82B,用途及用户使用要求,二、,82B,标准质量指标,三、目前国内,82B,的现状,四、各工序关键质量控制要点及措施,2,钢铁研究总院华东分院,一、,82B,用途及用户使用要求,1,、,82B,用途,82B属于预应力钢绞线用钢。,预应力钢绞线的应用范围相当广泛，如公路、铁路、桥梁、电力、建筑、水利、环保等国民经济领域,常规钢绞线强度级别：,1860MPa,3,钢铁研究总院华东分院,一、,82B,用途及用户使用要求,4,钢铁研究总院华东分院,一、,82B,用途及用户使用要求,5,钢铁研究总院华东分院,一、,82B,用途及用户使用要求,6,钢铁研究总院华东分院,一、,82B,用途及用户使用要求,2,、钢绞线生产工艺流程,7,钢铁研究总院华东分院,拉拔道次：正常为,9,道次,正常从,12.5,或者,13mm,拉到,5mm,左右,一、,82B,用途及用户使用要求,3,、用户使用要求,钢绞线抗拉强度：不低于,1860MPa,对原材料要求：,拉拔和绞线（捻股）断丝率要低（一般百吨小于,3,次）,抗拉强度要求：一般为,1150-1250MPa,，波动尽量小,面缩率要求：不小于,30%,8,钢铁研究总院华东分院,1,、化学成分（表中单位，,%,）,2,、机械性能（时效后）,9,牌号,C,Si,Mn,P,S,Cu,Cr,Ni,V,SWRH82B,0.790.86,0.100.30,0.60.9,0.025,0.2,0.35,0.1,0.15,牌号,抗拉强度，,MPa,断面收缩率，,Z/%,SWRH82B,1130-1280,30,二、,82B,标准质量指标,（可参考,GB/T24238-2009,或,JIS G3506,）,钢铁研究总院华东分院,3,、夹杂物（参考）,A,、,C,类属于塑性夹杂，,B,、,D,类属于脆性夹杂，故尽量控制,B,、,D,类。,4,、金相组织,同时，不得有妨碍使用的,马氏体及全封闭网状渗碳体,10,牌号,夹杂物类型,夹杂物级别,SWRH82B,A,、,C,2,级,B,、,D,1.5,级,牌号,索氏体化率，,%,总脱碳层，,mm,晶粒度，级,SWRH82B,85,不大于,1.5%D,不小于,7,二、,82B,标准,质量指标,（可参考,GB/T24238-2009,或,JIS G3506,）,钢铁研究总院华东分院,5,、气体,O,高易形成氧化物夹杂，影响钢的性能；,N,高易形成脆性氮化物夹杂（,TiN,、,AlN,），且,N,越高氮化物夹杂尺寸越大，进而降低钢的塑韧性。,11,牌号,O,ppm,N,ppm,SWRH82B,25,60,二、,82B,标准,质量指标,（可参考,GB/T24238-2009,或,JIS G3506,）,钢铁研究总院华东分院,6,、表面质量,盘条表面应光滑，不得有裂纹、折叠、耳子、结疤、分层及夹杂等有害缺陷。,12,二、,82B,标准,质量指标,（可参考,GB/T24238-2009,或,JIS G3506,）,钢铁研究总院华东分院,三、目前国内,82B,的现状,1,、概况,82B,作为预应力钢绞线的代表性钢种，常见规格为,12.5,和,13,mm,。,2014,年，国内生产的,82B,钢铁企业约,30,家，产量约,450,万吨。随着国民经济的持续发展，预应力钢材需求明显增多，国内预应力钢绞线市场需求在,2015,年预计达到,400,万吨。,2010,年到,2020,年，国家将重点建设客运专线、城际轨道交通、煤运通道，初步形成高铁、快速客运和煤炭运输网络。新疆有,13,条铁路项目、,8,条铁路煤运通道项目纳入铁道部,铁路十二五发展规划,，而这些将有利于刺激钢绞线的市场需求。,13,钢铁研究总院华东分院,三、目前国内,82B,的现状,2,、主要生产厂家,根据钢绞线厂的布置情况，生产,82B,的厂家也主要集中在华东、河北、天津地区。华东产量约,170,万吨，华北产量约,150,万吨。,目前国内生产,82B,厂家主要有：,14,钢铁研究总院华东分院,质量较好,沙钢、青钢、武钢、南钢、兴澄、邢钢等,质量一般,永钢、中天、天钢、荣钢、宣化、安阳等,三、目前国内,82B,的现状,3,、,国内部分用户,目前国内预应力钢绞线厂家主要集中在华东、河北、天津地区。,江阴法尔胜、江苏狼山钢绳、江西新华、天津银龙、贵州钢绳、宁夏恒力等,15,钢铁研究总院华东分院,四,、各工序关键质量控制要点及措施,1,、,主要有害元素的控制,（,1,）,Ti,含量的,控制：,铁水,Ti0.,0,5,%,；,加入,低钛,辅料,：如精炼渣,（,Ti0.0,3%,）,合金,：,硅锰、高碳锰铁、高碳铬铁、钒铁合金中,Ti0.0,3%,；,低铝低钛硅铁：,Ti0.04,%,（,2,）,Al,含量的,控制：,转炉和精炼使用无铝脱氧剂,：,电石、碳化硅、钙线,中,Al,0.,3%,，,低铝硅钙钡：,Al3.0,%,16,钢铁研究总院华东分院,四,、各工序关键质量控制要点及措施,（,3,）,H,含量的控制：,入炉废钢干燥；,入炉石灰，白云石，矿石，烧结矿水分,1.0,%,；,精炼渣、大包、中包覆盖剂、结晶器保护渣水分,0.5,%,；,硅锰、高碳锰铁、硅铁、高碳铬铁烘烤温度：,400-600,；,钒铁合金烘烤温度：,100-150,；,转炉和精炼设备保证不漏水。,17,钢铁研究总院华东分院,四,、各工序关键质量控制要点及措施,18,钢铁研究总院华东分院,（,4,）,N,含量的控制：,使用低,N,增碳剂：,C98,%,，,N0.03,%,，,H2O 0.5%,，,粒度0-5mm,；,转炉出钢碳,0.10%,，减少后吹次数和钢水过氧化；,保证精炼炉渣 厚度,80mm,，造好泡沫渣；,减少精炼炉大量补加合金和增碳；,连铸做好大包长水口和中包浸入式水口密封。,四,、各工序关键质量控制要点及措施,2,、转炉,（,1,）出钢终点成分,C0.10,%,采用高拉碳工艺，防止钢水,过氧化,（,2,）,出钢,P,0.012,%,低温（为保证前期脱磷效果，前期温度控制在,1330,1380,）,高氧化性,渣,（,TFe,15,18,）,高碱度,、,流动性好,的,炉渣,（,3,）回磷量（,LF,离站,P-LD,终点,P,）,0.003,%,出钢,前塞好,挡渣塞,提高挡渣锥,命中率,19,钢铁研究总院华东分院,四,、各工序关键质量控制要点及措施,（,4,）到,LF,化学成分,措施,：,稳定转炉出钢量,减少,钢水,过氧化,及时,了解,不同批次,合金,含量,变化,称重系统准确,20,范围,/,元素（,%,）,C,Si,Mn,P,S,Al,Cr,上限,0.,79,0.,20,0.,75,0.01,5,0.0,20,0.00,8,0.,22,下限,0.74,0.1,5,0.,65,0.011,0.1,5,钢铁研究总院华东分院,四,、各工序关键质量控制要点及措施,3,、精炼,（,1,）渣系,SWRH82B,渣成分范围,：,CaO,：,40,-50,%,SiO2,：,20-25,%,MgO,：,5-10,%,Al2O3,：,6%,控制炉渣碱度目标值,2.0,左右。,CaO,/SiO2,比值在接近于,2,时渣的发泡指数达到最大值；主要原因是渣,成分中,存在高熔点化合物,2CaO,SiO2,；,21,熔渣发泡指数与,CaO/SiO2,的关系,钢铁研究总院华东分院,四,、各工序关键质量控制要点及措施,22,钢铁研究总院华东分院,措施：,SWRH82B,总渣料控制在,10kg/t,左右：石灰,500kg,，精炼渣,450kg,，硅钙钡,120kg,。,及时取渣样分析。,四,、各工序关键质量控制要点及措施,（,2,）脱氧去除夹杂,措施,：,扩散,脱氧剂要,少量、多批次加入，白渣精炼时间,20,分钟,保证钢中酸溶,铝,占,全,铝比值大于,90%,以上。,渣样分析：,MnO+FeO 1.0%,23,钢铁研究总院华东分院,四,、各工序关键质量控制要点及措施,（,3,）成品化学成分控制,24,钢铁研究总院华东分院,牌号,C,，,%,Si,，,%,Mn,，,%,P,，,%,S,，,%,Cr,，,%,V,，,%,内控,SWRH82B,0.810.84,0.200.25,0.750.80,0.018,0.01,0.18-0.22,0.01-0.02,目标值,SWRH82B,0.82,0.22,0.78,-,-,0.20,0.015,四,、各工序关键质量控制要点及措施,（,4,）氩气软吹,15min,。,作用：,主要保证非金属夹杂物充分上浮；,使钢水温度、化学成分充分均匀；,去除部分有害气体。,25,钢铁研究总院华东分院,四,、各工序关键质量控制要点及措施,4,、连铸,（,1,）,使用较好质量的,耐材,长水口,和浸入式水口使用寿命大于,8h,；,塞棒与,中包,使用寿命不低于,15h,。,26,某厂生产,8炉,某,钢的中包,挡渣墙全部侵蚀,钢铁研究总院华东分院,四,、各工序关键质量控制要点及措施,27,某厂生产2,-,5炉用,的浸入式水口,钢铁研究总院华东分院,四,、各工序关键质量控制要点及措施,28,劣质的连铸浸入式水口等耐材造成的外来夹杂物导致的拉伸脆性平直断口及心部白点夹杂物,钢铁研究总院华东分院,四,、各工序关键质量控制要点及措施,（2）,功能性设备控制,结晶器,过钢量控制,在,6000t,以内，内壁无划伤、无镀层剥落,。,结晶器与一段对弧,要对正,、准，夹,送辊,表面无缺损、破坏，转动灵活，喷嘴无堵塞,喷淋架必须对中（按设备规程）。,杜绝设备冷却水管漏水,，避免水,淋到铸坯上。,中,包水口在结晶器中严格对中，结晶器与中包水口对中偏差,5mm,。,结晶器,液面波动不大于,3mm,。,29,钢铁研究总院华东分院,结晶器内壁镀层脱落严重,四,、各工序关键质量控制要点及措施,（,3,）,确保恒温、恒拉速,浇注,温度是 连铸工艺的基本参数之一,。,温度,偏低钢液发粘，夹杂物不易上浮，不仅影响铸坯质量，甚至会引起中间包,水口冻结,，被迫中断,。,浇注,温度过高，会加剧钢液的二次氧化和耐火材料的冲刷侵蚀，增加钢中夹杂物，还会助长铸坯菱变、鼓肚、裂纹、中心偏析和疏松等多种缺陷的发生,。,2#,铸机（,180方,）生产,SWRH82B,的目标过热度：,2030，拉速：1.5m/min,。,30,钢铁研究总院华东分院,四,、各工序关键质量控制要点及措施,（,4）保护浇注,长水口,氩气保护，流量,2050NL/min,水口,插入深度200mm,左右，不,裸露,钢,液面；,开,浇前中包氩气置换,3min,；,采用,整体内装水口,浇注。,31,钢铁研究总院华东分院,中包液面裸露,四,、各工序关键质量控制要点及措施,（,5,）,二冷水、电磁搅拌,确定合理的二冷制度和电磁搅拌参数，可以促进柱状晶向等轴晶转化，是减少中心疏松、减轻中心偏析和改善铸坯致密度的有效措施，从而提高铸坯质量。,32,钢铁研究总院华东分院,四,、各工序关键质量控制要点及措施,1,）,二冷配水,二冷配水主要影响因素：,钢种特性、连铸机型、铸坯断面尺寸。,低碳钢采用强冷却的比水量为,1.0,1.2L/kg,钢；,一般中碳钢：,0.7,1.0L/kg,；,一般高碳钢：,0.2,0.7L/kg,。,正常情况下，立弯式比弧形的比水量要稍大。,一般情况下，小断面铸坯比水量比大断面铸坯稍大。,生产,82B,时，,2#,铸机二冷区的比水量取,0.7L/Kg,左右较合适。,二冷各段水分配比：,0,段：,区：,区：,区：,区,=36,：,24,：,18,：,12,：,10,。,33,钢铁研究总院华东分院,四,、各工序关键质量控制要点及措施,2,）电磁搅拌,结晶器电磁搅拌作用：,可清洗凝固壳表层区的气泡和夹杂物，改善铸坯表面质量；,有利于过热度的降低，可适当提高钢水过热度，有利于去除夹杂物，提高铸坯清洁度；,可把树枝晶打碎，增加等轴晶核心，改善铸坯内部结构；,结晶器钢,-渣界面经常更新，有利于保护渣吸收上浮的夹杂物。,末端电磁搅拌作用：,可使液相穴末端区域（糊状区）,富集溶质的液体分散在周围区域，,降低中心偏析，中心疏松和缩孔，改善铸坯质量。,34,钢铁研究总院华东分院,四,、各工序关键质量控制要点及措施,电磁搅拌最佳电流确定：,搅拌小断面的铸坯所需的搅拌强度要比大断面的铸坯更大一些,。,断面大的铸坯靠铁心近，其经受的磁力要强一些，电磁力也就大一些；小铸坯离铁心远一些，其经受的磁力要弱一些，电磁力也就小一点。,2#,铸机（180方）生产SWRH82B，,结晶器电磁搅拌,电流可取300A,，末端电磁搅拌电流,280A,。,35,钢铁研究总院华东分院,四、各工序关键质量控制要点及措施,电磁搅拌最佳频率（主要影响因素）确定：,铸坯断面：断面越大，最佳频率越小；,铜管材质和厚度：,导电率越高、厚度越大，最佳频率越小（最关键）；,钢种（导电率）：,导电率越高,，最佳频率越小；,钢水流速：,流速越快，最佳频率越小；,搅拌器尺寸。,2#,铸机（180方）生产SWRH82B，,结晶器电磁搅拌频率,取4HZ,，末端电磁搅拌频率取,10HZ。,36,钢铁研究总院华东分院,四,、各工序关键质量控制要点及措施,（7）,铸坯缓冷、精整,需缓冷的原因？,加入合金量较多的钢，在铸坯冷却过程中产生较大的组织应力和热应力。,通过,缓冷能够大大降低冷却过程产生的,组织应力,和,热应力,，避免产生裂纹和白点。,入缓,冷温度,5,5,0,以上，出缓冷温度,100,；,缓冷时间,36h,。,优,特钢铸坯表面质量要求严格，所以有必要对铸坯表面进行认真、仔细的检查，对超工艺要求的渣疤、结疤、划痕、表裂、风眼（气孔）等缺陷进行清理，给轧钢提供合格铸坯。,37,钢铁研究总院华东分院,四,、各工序关键质量控制要点及措施,5、轧钢方面,（,1,）控制网状渗碳体,1,）形成,原因,38,钢铁研究总院华东分院,四,、各工序关键质量控制要点及措施,39,由于,SWRH82B,属于过共析钢，当产品由,900,左右的温度冷却至,A,r,cm,线时，在奥氏体的晶界处会析出二次渗碳体，当产品在此温度区间停留时间过长时，会析出更多的二次渗碳体，进而连接成网状，形成网状渗碳体。,钢铁研究总院华东分院,四,、各工序关键质量控制要点及措施,2,）措施,珠光体相变,前（,625,左右）较,快的冷却速度（,10,/s,以上,）,40,钢铁研究总院华东分院,（,2,）控制心部马氏体,1,）形成原因,依据金属学有关理论的解释，马氏体是过饱和的,固溶体。也就是说，只有在很快的冷却速度下，才可能形成碳在,铁内的过饱和固溶体。,但为什么产品中的马氏体没有形成在产品冷却速度更快的表面，而是在冷却速度相对较慢的盘条心部形成？,四,、各工序关键质量控制要点及措施,依据金属学的相关理论，产品中的合金元素，除,Co,之外，所有的合金元素均会使产品,CCT,曲线向右移动，提高奥氏体的稳定性。,很多针对,13mmSWRH82B,盘条中心部马氏体形成原因的研究表明，在马氏体的形成区域存在着,Mn,、,Cr,元素的正偏析。,正是由于合金元素偏析的存在，推迟了产品由奥氏体状态向珠光体的转变曲线，也即奥氏体未经过珠光体转变区域，进而在更低温度形成了马氏体。,41,钢铁研究总院华东分院,四,、各工序关键质量控制要点及措施,42,钢铁研究总院华东分院,四,、各工序关键质量控制要点及措施,2,）控制措施,控制,钢坯偏析,加热炉高温扩散。,较高,的加热温度（,1150,）和较长的加热时间（,2h,）,风冷,线上相变后让心部热量有时间释放，使心部能够进入推迟后的珠光体相变区域内，避免发生心部奥氏体来不及进行珠光体转变，而后转变成马氏体。,43,钢铁研究总院华东分院,四,、各工序关键质量控制要点及措施,（,3,）控制,索氏体化率,风冷线保证尽量长索氏体转变的时间,（保证,600-630,之间约,20s,以上）,（,4,）脱碳,层,较低的加热温度及较短的加热时间。,（,5,）晶粒度,较低的加热温度、精轧,温度（,880,）和,减定径,温度（,860,）,44,钢铁研究总院华东分院,45,钢铁研究总院华东分院,谢谢,