CN103882306A - 一种精细切割钢丝用盘条及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种精细切割钢丝用盘条及其生产方法,成分:[C]:0.70%~0.85%,[Mn]:0.40%~1.0%,碳当量:0.6%-0.9%,[Si]:0.10%~0.40%,[P]≤0.010%,[S]≤0.010%,[Ti]≤0.0010%,全铝:0.0005%-0.0020%,全氧:0.0015%-0.0025%,[Cu]≤0.05%,余为铁。方法:1) 转炉冶炼:采用双联法,炉后硅锰脱氧;2) LF精炼:终点氧活度0.0015-0.0030,铝含量0.0010%-0.0020%;3) 连铸:大方坯连铸,中间包钢水过热度不大于25℃;4)连轧和线材轧制:将连铸后的钢坯轧制成连轧坯,再加热、保温,盘条轧制吐丝后在水温96-100℃的水中进行冷却,冷却速度10-20℃/s,冷却终点温度450-550℃。本发明盘条抗拉强度高,生产直径0.12mm的切割钢丝,达到100万米不断丝,能满足切割钢丝用盘条的要求。
Description
技术领域
本发明属于盘条生产技术领域,尤其涉及一种精细切割钢丝用盘条及其生产方法。
背景技术
近年来全世界减轻地球环境负担的步伐不断加快,发电时不产生CO2的太阳能发电市场迅速发展。太阳能电池面板的硅片是硅片切割机从硅单晶体上切割下来的,为提高切割效率需要切割机的切割钢丝的直径尽可能的小,减少硅片上的应变也可以提高发电效率,因而需要钢丝的强度尽可能的高。
韩国浦项公司名为“具有良好拉拔性能的切割钢丝用盘条及其生产工艺”的韩国专利(公开号为1020110075625)介绍了一种切割钢丝用盘条的生产方法。该盘条中夹杂物Al2O3含量不大于50%。该方法介绍在精炼过程采用碳线增碳,保证碳含量的稳定性。在中间包冶炼过程,采用塞棒控流,并且使用Al含量不大于1%的耐火材料作为大罐的耐材。
上述专利仅介绍了炼钢过程的控制工艺,重点控制钢中夹杂物的Al2O 3含量,未明确轧制、控冷过程的工艺方法。作为切割钢丝的生产工艺,通过轧制、冷却过程控制微观组织的形貌,对于提高盘条生产过程的拉拔性能具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术所存在的不足,提供一种精细切割钢丝用盘条及其生产方法。
本发明的目的是这样实现的,为了开发精细切割钢丝用盘条,本发 明专利通过盘条成分设计及冶炼和轧制工艺设计,开发了一种独特的精细切割钢丝用盘条的生产工艺,满足用户的使用要求。本发明技术方案的特点为,通过适当控制盘条的化学成分,稳定盘条的碳当量范围。转炉冶炼采用双渣法,降低盘条的磷含量。在线材轧后冷却采用水浴处理,降低盘条的索氏体片层间距。技术方案的具体内容如下:
该精细切割钢丝用盘条的化学成分为:[C]:0.70%~0.85%,[Mn]:0.40%~1.0%,碳当量:0.6%-0.9%,[Si]:0.10%~0.40%,[P]≤0.010%,[S]≤0.010%,[Ti]≤0.0010%,全铝:0.0005%-0.0020%,全氧:0.0015%-0.0025%,[Cu]≤0.05%。这些成分的范围设定理由如下所述。
碳是钢中的主要强化元素,溶解在钢中形成固溶体,起固溶强化作用,它与碳化物形成元素结合形成碳化物析出时,起沉淀强化作用。适当的盘条碳含量,使盘条拉拔后的钢丝具有一定的强度,但是过高的碳含量导致盘条在拉拔过程的加工硬化程度增加,使钢丝拉拔性能明显降低。因此,钢中碳含量控制在0.70%-0.85%。
锰是一种有利于消除硫的有害作用,又有利于脱氧的元素,但其含量小时作用很小,当含量过高时由于淬透性增强,热轧后钢的组织很可能转变为贝氏体或马氏体,使钢的韧性变坏,以致使钢丝不易生产且稳定性变差。因此钢中锰含量控制在0.4%~1.0%。
碳、锰元素的含量波动导致盘条的抗拉强度的波动,因此应该限制两种元素的含量变化范围。定义碳当量=[C]+0.3*([Mn]-0.4),要求切割钢丝用盘条的碳当量变化范围为0.6%-0.9%。
硅是切割钢丝用盘条冶炼过程的主要脱氧元素。硅含量低将导致钢液脱氧不足;但是,过高的硅含量导致钢中残余氧化物夹杂粗大,对钢的应用性能不利。因此,钢中硅含量控制在0.10%-0.40%。
磷硫都是钢中有害杂质元素,为保证盘条具有良好的性能,要求盘 条[P]≤0.010%,[S]≤0.010%,在不造成其他影响的情况下,越低越好。
钛在高碳钢中易于与氮形成钛夹杂。由于钛夹杂是一种不变形夹杂,易于导致钢丝断裂,因此其含量要求[Ti]≤0.0010%。
铝在钢中一般用于去除氧,降低产品的全氧含量;适量的铝也可用于控制夹杂的成分。过高的铝含量提高氧化物夹杂的熔点高,使其变形性能严重恶化。因此钢中全铝含量要求在0.0005%-0.0020%。
盘条中的全氧含量需要与全铝协调控制,保证氧化物夹杂的变形性。过高的全氧含量降低盘条拉拔性能,过低的氧含量提高氧化物夹杂的熔点,恶化其变形性能,因此盘条的全氧含量控制在0.0015%-0.0025%。
盘条中的铜降低盘条的加工性能,导致盘条在拉拔合股过程的断丝,因此其含量[Cu]≤0.05%。
本发明所述的精细切割钢丝用盘条的生产方法如下:1) 转炉冶炼:转炉冶炼采用双联法,降低钢中的磷含量。前半钢冶炼终点碳含量为2.3%-2.8%,钢液温度为1420-1460℃,然后对前半钢钢液进行放渣处理。后半钢转炉冶炼采用高碳出钢,减少炉后增碳量,降低由于炉后增碳导致的钢液增氮,同时减轻钢液的氧化程度,为控制钢的全氧含量创造条件。后半钢转炉冶炼终点碳含量0.4%-0.6%,钢液温度为1640-1670℃。转炉炉后采用硅锰脱氧,避免使用Al、Ti等强脱氧剂。2) LF精炼:精练过程温度1550-1650℃,时间50-90分钟;精炼终点钢液氧活度控制在0.0015-0.0030之间,钢液酸溶铝含量控制在0.0010%-0.0020%之间,为控制钢中氧化物夹杂成分处于低熔点区,提高氧化物夹杂的变形能力创造条件。同时要求钢液的钛含量在不大于0.0010%。3) 连铸:采用大方坯连铸,钢坯断面尺寸280mm*380mm,拉速在0.4m/min-0.7m/min之间,中间包钢水过热度不大于25℃,采用凝固末端电磁搅拌,励磁电流强度为400-500A,频率为3-7Hz。通过低过热度浇注和凝固末端电磁搅拌, 减轻钢坯偏析,减少钢中氧化物夹杂、钛夹杂的长大时间,降低夹杂物的尺寸。4)连轧和线材轧制:连铸后的钢坯轧制成155mm*155mm连轧坯。开轧温度为1100-1150℃,终轧温度为850-950℃。连轧坯在线材厂加热到1050-1080℃,保温时间不低于25min。盘条轧制规格为5.5mm。盘条轧制过程吐丝温度控制在850℃-890℃。吐丝后的盘条在接近沸腾的水中进行冷却,水温在96-100℃,冷却速度10-20℃/s之间冷却终点温度450-550℃,冷却过程保持水处于沸腾状态。
按照本发明生产的盘条抗拉强度在1150-1250MPa之间,面缩率不低于35%,索氏体化率不低于85%,夹杂物尺寸95%以上不大于10um,满足了用户切割钢丝用盘条的要求。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步的说明。
本发明实施例盘条的成分、工艺及性能见表1。
按照本发明中涉及的一种精细切割钢丝用盘条及其生产方法,在用户生产过程生产直径0.12mm切割钢丝,达到100万米不断丝的水平,满足了用户的需求,并且为企业创造了巨大的经济效益。
表1 本发明实施例盘条成分、工艺及性能
Claims (3)
1.一种精细切割钢丝用盘条,其特征在于其化学成分重量百分比为:[C]:0.70%~0.85%,[Mn]:0.40%~1.0%,碳当量:0.6%-0.9%,[Si]:0.10%~0.40%,[P]≤0.010%,[S]≤0.010%,[Ti]≤0.0010%,全铝:0.0005%-0.0020%,全氧:0.0015%-0.0025%,[Cu]≤0.05%,余量为铁和不可避免的杂质。
2.一种权利要求1所述精细切割钢丝用盘条的生产方法,其特征在于包括以下步骤:1) 转炉冶炼:采用双联法,前半钢冶炼终点碳含量为2.3%-2.8%,钢液温度为1420-1460℃,然后进行放渣处理,后半钢冶炼终点碳含量0.4%-0.6%,钢液温度为1640-1670℃,转炉炉后采用硅锰脱氧;2) LF精炼:精炼终点钢液氧活度控制在0.0015-0.0030,钢液酸溶铝含量控制在0.0010%-0.0020%,钛含量不大于0.0010%;3) 连铸:采用大方坯连铸,拉速0.4-0.7m/min,中间包钢水过热度不大于25℃,采用凝固末端电磁搅拌;4)连轧和线材轧制:将连铸后的钢坯轧制成连轧坯,开轧温度为1100-1150℃,终轧温度为850-950℃,再加热到1050-1080℃,保温时间不低于25min,盘条轧制过程吐丝温度控制在850-890℃,吐丝后在水温96-100℃的水中进行冷却,冷却速度10-20℃/s,冷却终点温度450-550℃,冷却过程保持水处于沸腾状态。
3.根据权利要求2所述精细切割钢丝用盘条的生产方法,其特征在于所述大方坯连铸钢坯的断面尺寸为280mm*380mm;所述凝固末端电磁搅拌,其励磁电流强度为400-500A,频率为3-7Hz;所述连轧坯的断面尺寸为155mm *155mm;所述盘条的规格为5.5mm。
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