CN103882306A - 一种精细切割钢丝用盘条及其生产方法 - Google Patents

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

一种精细切割钢丝用盘条及其生产方法

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。