用SWRH82B盤條制作的預(yù)應(yīng)力鋼絞線是我國(guó)“八五”以來(lái)發(fā)展的新型建筑材料，每年以幾萬(wàn)噸的速度遞增。目前，我國(guó)國(guó)內(nèi)能生產(chǎn)SWRH82B盤條的有寶鋼、武鋼、首鋼水鋼、沙鋼和馬鋼等企業(yè)。
由于預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線工作條件和工作環(huán)境的特殊性，要求其質(zhì)量必須材質(zhì)均勻，通條性能好;同一批產(chǎn)品必須規(guī)格一致、尺寸準(zhǔn)確，強(qiáng)度在一個(gè)級(jí)別上;應(yīng)力松弛小。相應(yīng)地，這就要求生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力線材制品用盤條鋼質(zhì)純凈度高、成分均勻、線材表面質(zhì)量好、組織索氏體化程度高且均勻、性能穩(wěn)定。而SWRH82B高碳鋼盤條是生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線的首選原料，高碳、高強(qiáng)度，并有良好的強(qiáng)韌性配合。
我國(guó)SWRH82B盤條存在的質(zhì)量問(wèn)題
目前，我國(guó)預(yù)應(yīng)力鋼絲制品用盤條存在的主要問(wèn)題有以下幾個(gè)。
第一是鋼質(zhì)問(wèn)題。由于絕大部分生產(chǎn)盤條的鋼廠受現(xiàn)有連鑄設(shè)備的限制，造成鑄坯的碳偏析、疏松、縮孔等冶金缺陷，進(jìn)而影響盤條的質(zhì)量。第二是盤條通條性能差。例如，抗拉強(qiáng)度指標(biāo)在同一盤條不同部位波動(dòng)大，差值甚至超過(guò)100MPa。而日本盤條產(chǎn)品則不超過(guò)30MPa。第三是索氏體化率不高且不均勻。第四是大規(guī)格盤條生產(chǎn)量少，用戶只能生產(chǎn)低強(qiáng)度級(jí)別的預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線，鋼絲的直徑也受到限制。第五是出現(xiàn)表面質(zhì)量、尺寸精度、切頭不凈和包裝質(zhì)量等問(wèn)題。
重在成分合理、生產(chǎn)“潔凈”
為滿足市場(chǎng)需求，水鋼從2007年就開(kāi)始試制SWRH82B盤條，進(jìn)行了《高性能SWRH82B盤條研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化》課題的研究，并于2010年實(shí)現(xiàn)了規(guī)；a(chǎn)，年產(chǎn)量可達(dá)到15萬(wàn)噸以上。
生產(chǎn)后的產(chǎn)品檢驗(yàn)表明，水鋼生產(chǎn)的SWRH82B盤條性能優(yōu)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(qiáng)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(fā)生斷裂情況，鋼絲強(qiáng)度達(dá)到1911MPa~2036MPa，成功地制成了鋼絞線。鋼絞線的規(guī)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(qiáng)度為1680MPa~1810MPa，抗拉強(qiáng)度為1860MPa~1940MPa。
●盤條成分設(shè)計(jì)情況
SWRH82B高碳鋼中主要化學(xué)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(xì)片狀珠光體(索氏體)為主。根據(jù)各元素在該鋼中的作用機(jī)理及對(duì)組織和性能的影響，并結(jié)合水鋼生產(chǎn)實(shí)際，該公司設(shè)計(jì)了合理的SWRH82B盤條鋼化學(xué)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(dāng)鋼的含碳量超過(guò)共析含碳量后，抗拉強(qiáng)度提高緩慢，以致于最后抗拉強(qiáng)度隨含碳量增加而降低。此外，含碳量增加會(huì)使高碳鋼的拉拔性能變壞。
硅含量的增加可以使抗拉強(qiáng)度提升。在碳鋼中每增加0.1%硅，可使熱軋鋼的抗拉強(qiáng)度提高約7.8MPa~8.8MPa，屈服點(diǎn)提高約3.9MPa~4.9MPa，延伸率下降約0.5%。
錳對(duì)高碳鋼性能有良好作用。鋼中的錳一部分形成夾雜物，對(duì)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(qiáng)度。水鋼在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，在SWRH82B高碳鋼錳含量范圍內(nèi)，每增加0.1%錳，大致可使熱軋后鋼材的抗拉強(qiáng)度增加7.8MPa~12.7MPa，延伸率下降0.4%。
鉻能提高盤條強(qiáng)度，改善拉拔性能。在SWRH82B鋼中，鉻的作用主要是使相變點(diǎn)降低，從而實(shí)現(xiàn)提高強(qiáng)度和改善性能。
盡量降低SWRH82B鋼中的磷、硫含量。一般來(lái)說(shuō)，磷是有害雜質(zhì)元素。雖然磷能使鋼的強(qiáng)度提高，但是塑性、韌性也隨之降低。硫通過(guò)形成硫化物夾雜對(duì)鋼的力學(xué)性能發(fā)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(shí)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(nèi)。常見(jiàn)的有Cu、Ni等，主要是為使SWRH82B盤條的性能波動(dòng)范圍不致過(guò)大。
●對(duì)盤條進(jìn)行潔凈鋼生產(chǎn)
通過(guò)實(shí)施潔凈鋼生產(chǎn)工藝，水鋼SWRH82B鋼實(shí)現(xiàn)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(yīng)該包括兩方面的內(nèi)容：一是鋼中雜質(zhì)總量低;二是控制鋼中非金屬夾雜物的形態(tài)。
水鋼在研發(fā)中檢測(cè)了SWRH82B生產(chǎn)過(guò)程中的夾雜物，并指出夾雜物的來(lái)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(jìn)行的操作有關(guān);得出了總氧量與氧、硫在氧化物和硫化物中分布的關(guān)系，對(duì)于提高鑄坯的潔凈度很有益;總結(jié)出轉(zhuǎn)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(guò)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(shí)際生產(chǎn)中的主要措施有以下幾點(diǎn)。
復(fù)合脫氧。復(fù)合脫氧劑脫氧既能充分發(fā)揮強(qiáng)脫氧劑的脫氧作用，又能通過(guò)改變脫氧產(chǎn)物組成，改善鋼水流動(dòng)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(diǎn)，總結(jié)出合理的吹氬制度至關(guān)重要。此外，選擇合理的組成配比和粒度的渣系是LF實(shí)現(xiàn)良好效果的保證。
連鑄保護(hù)澆鑄。一般來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)LF爐精煉的SWRH82B鋼水是很“干凈”的，但是在澆注過(guò)程中鋼水與空氣作用發(fā)生二次氧化，會(huì)使鋼水再次污染。因此，澆注過(guò)程中鋼水密封是生產(chǎn)純凈鋼的重要操作之一。要采用相關(guān)措施嚴(yán)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(hù)和凈化鋼水措施是提高鑄坯潔凈度的關(guān)鍵。
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首鋼水鋼“人工時(shí)效”檢盤條獲獎(jiǎng)
本報(bào)訊近日，由首鋼水鋼技術(shù)中心組織申報(bào)的專利———《一種熱軋82B盤條人工時(shí)效檢驗(yàn)方法》獲得六盤水市第二屆優(yōu)秀專利獎(jiǎng)。據(jù)悉，此次水鋼獲獎(jiǎng)的專利屬發(fā)明型專利，于2012年10月份獲得國(guó)家專利授權(quán)，是國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目《高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線用鋼及制品研發(fā)》子課題《高性能SWRS82B盤條研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化》的科技成果。
在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)82B盤條的力學(xué)檢驗(yàn)須在軋制完成后10天進(jìn)行，這將對(duì)批量生產(chǎn)、庫(kù)存管理、產(chǎn)品外發(fā)及鐵路物流帶來(lái)巨大影響。為了縮短檢驗(yàn)周期，該公司技術(shù)中心在產(chǎn)品試制期間開(kāi)展了用模擬“人工時(shí)效”來(lái)代替“自然時(shí)效”的研究，從溫度、保溫時(shí)間控制等方面進(jìn)行了大量的參數(shù)試驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，通過(guò)實(shí)踐取得了成功，大大減少了庫(kù)存積壓和延遲罰款，以及產(chǎn)品質(zhì)量異議的產(chǎn)生。