簾線鋼線材的生產(chǎn)技術(shù)

1、    簾線鋼線材的生產(chǎn)技術(shù)         介紹了武鋼簾線鋼WLX72A、WLX82A線材的研制條件。針對鋼簾線對線材的夾雜物、組織和表面質(zhì)量的要求，制定了簾線鋼線材的化學(xué)成分、力學(xué)性能和工藝流程，重點分析了簾線鋼中夾雜物和組織的控制，以及線材的包裝、運輸?shù)募夹g(shù)要求。線材中夾雜物的成分控制在塑性夾雜物范圍內(nèi)，線材中的脆性夾雜物尺寸降低至5m以下，產(chǎn)品力學(xué)性能和表面質(zhì)量達(dá)到了鋼簾線用戶的要求?？梢陨a(chǎn)簾線單絲0.15mm-0.38mm范圍內(nèi)的所用鋼簾線，并以優(yōu)異的實物質(zhì)量獲得

2、了比利時貝卡爾特公司和法國米其林公司的質(zhì)量認(rèn)證，產(chǎn)品性能和實物質(zhì)量達(dá)到了國際先進(jìn)水平。1 前言鋼簾線是汽車子午線輪胎的主要材料，對胎體起到骨架支撐作用，用于提高輪胎的安全性、耐磨性以及疲勞性。由于鋼絲子午線輪胎的優(yōu)點，世界各國均把它視作輪胎工業(yè)的二次革命，競相發(fā)展。2000年，美國、日本和歐洲各發(fā)達(dá)國家的輪胎子午化率已達(dá)到90%以上，而我國的輪胎子午化率只有30%左右。目前世界上主要生產(chǎn)鋼簾線用線材的生產(chǎn)廠有：德國撒斯特（SKD）、日本住友（SMI）、日本新日鐵（NSC）、日本神戶（KSL）和韓國浦項（POSCORD）等。我國鋼簾線產(chǎn)品發(fā)展緩慢，主要原因之一就是受原材料（線材）質(zhì)量的制約。鋼簾

3、線的生產(chǎn)工藝為：將中5.5mm的線材拉拔成0.15mm-0.38mm的細(xì)絲。在隨后的雙捻工藝中還要經(jīng)受扭轉(zhuǎn)、彎曲和拉伸等一系列變形。鋼簾線在使用過程中作為汽車輪胎的骨架材料，要承受彎曲、拉伸復(fù)合交變載荷及沖擊載荷。這些特性決定了鋼簾線用原料（線材）必須具有以下特點：高潔凈度、高強度和高韌性、均勻的索氏體組織以及完好的表面質(zhì)量。在冶金行業(yè)內(nèi)，鋼簾線用線材被公認(rèn)為線材中的尖端產(chǎn)品，生產(chǎn)難度很大。本文介紹在近年來武鋼簾線鋼線材工藝控制的研制情況。2 研制條件頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐2座，公稱容量100t，冶煉周期45min/爐；LF精煉爐：升溫速度4.5/min，變壓器功率18000kVA；VD真空處理：工作真

4、空度67Pa，抽氣能力400kg/h；方坯連鑄機5流，鑄機斷面200mm×200mm，Co60控制結(jié)晶器液面波動±5mm，結(jié)晶器電磁攪拌和凝固末端輕壓下設(shè)備；加熱爐：雙排步進(jìn)式；線材軋機32道次；最大軋制速度120m/s；斯太爾摩線93m；13臺風(fēng)機。3 研制方法3.1 質(zhì)量要求日前，國家標(biāo)準(zhǔn)GB4354優(yōu)質(zhì)碳素鋼線材及ZBH44002優(yōu)質(zhì)碳素鋼無扭控冷熱軋線材都不能滿足鋼簾線用線材的技術(shù)要求。目前，國內(nèi)還沒有鋼簾線用線材的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。我國鋼簾線生產(chǎn)廠大多參照國外鋼簾線用線材的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。武鋼參照鋼簾線用線材的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，制定了武鋼簾線鋼線材的質(zhì)量要求。3.1.1 化學(xué)成分簾線鋼

5、化學(xué)成分要求見表1。 3.1.2 力學(xué)性能簾線鋼力學(xué)性能要求見表2。 3.2 工藝流程設(shè)計根據(jù)武鋼目前的工藝設(shè)備條件，工藝流程如下：高爐鐵水脫硫轉(zhuǎn)爐吹煉擋渣出鋼吹氬LF爐精煉VD/RH爐真空處理LF爐精煉軟吹方坯連鑄（長水口保護(hù)澆鑄）方坯檢查方坯加熱高線軋制空冷及集卷檢驗包裝入庫。3.3 關(guān)鍵工藝技術(shù)3.3.1 夾雜物的控制鋼簾線在冷拔和捻股過程中發(fā)生斷絲，最主要的原因是鋼中存在脆性夾雜物。線材在拉絲過程中，脆性夾雜物為大顆粒鋁酸鈣夾雜，尺寸約為301m，Al2O3含量高（62.33%）。由于其不隨金屬變形，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力集中，造成斷絲。為了防止鋼簾線用線材中生成Al2O3或高

6、Al2O3含量鋁酸鹽類脆性非金屬夾雜物，通常采用Si-Mn對鋼水進(jìn)行脫氧，生成的非金屬夾雜物一般為CaO-SiO2-MnO-Al2O3多元系復(fù)合夾雜物?？刂频闹饕胧椋海?）選用Si-Mn脫氧，并用Ca-Si輔助脫氧，而不用鋁脫氧，降低鋼中Als含量，TO0.0025%以下；（2）采用VD（或RH）真空處理工藝，降低鋼中的O，同時可以降低鋼中的N和H；（3）充分的軟吹時間，促進(jìn)鋼液中的夾雜物上浮。軟吹時間15min。根據(jù)10爐鋼水精煉前后鋼中夾雜物的成分，描繪精煉前后鋼中夾雜物在CaO-SiO2-Al2O3系中的存在范圍（見圖1）。 由圖1可見，經(jīng)LF爐低堿度熔渣精煉，鋼中Al2O

7、3含量在20%左右，夾雜物的成分大部分處于低熔點的鈣長石、準(zhǔn)硅灰石范圍，線材中的脆性夾雜物尺寸降低至5m以下。3.3.2 線材組織的控制簾線鋼線材的軋鋼工藝：（1）通過雙排步進(jìn)式加熱爐，采用單排布料。溫度控制：均熱段：980-1050；（2）入精軋溫度：870±15；吐絲溫度：880±10。斯太爾摩線：1#-13#風(fēng)機全開，最大輥道速度：0.8m/s。高線軋制嚴(yán)格按照設(shè)計的工藝參數(shù)，通過微張力和活套控制及聯(lián)調(diào)軋制工藝，線材在斯太爾摩冷線進(jìn)行控制冷卻工藝的調(diào)節(jié)。通過全套自動化控制系統(tǒng)保證獲得索氏體組織和性能要求。3.3.3 簾線鋼線材的包裝和運輸簾線鋼線材對表面質(zhì)量有嚴(yán)格的要

8、求，不允許有擦傷和銹蝕，所以要求對線材兩端的打捆處進(jìn)行包裝（圖2），并在線材的外部包裝（圖3）。  用尼龍繩吊裝，輕吊輕放，以免線材表面受損。裝船時將鋼簾線線材單獨堆放或堆放在其它鋼種的上面，中間用草墊隔開（見圖4），并加蓋防雨布。 4 研制結(jié)果4.1 成分控制為了全面了解工業(yè)性生產(chǎn)線材的實際化學(xué)成分控制水平，對簾線鋼的實際成分控制情況進(jìn)行了統(tǒng)計，結(jié)果見表3。 4.2 線材的性能控制為了解線材實際力學(xué)性能的控制水平，對WLX72A、WLX82A鋼的抗拉強度、延伸率、斷面收縮率等力學(xué)性能進(jìn)行統(tǒng)計分析，檢驗結(jié)果見表4。 4.3 線材的組織控制由于鋼

9、簾線是由中5.5mm的線材拉至中0.25mm左右的細(xì)絲，要求金相組織中索氏體含量高。用萃取復(fù)型法將試樣制成電鏡樣品，在JEM-20FX型透射電鏡中觀察，結(jié)果如下：珠光體片層間距以200nm-300nm為主，具有理想的索氏體組織，鋼的強塑性好，利于拉拔。5 使用情況5.1鋼簾線生產(chǎn)工藝線材去鐵皮水洗酸洗水洗硼化干燥拉拔熱處理酸洗水洗硼化收線中拉熱處理水洗酸洗水洗電鍍銅鍍鋅熱擴散磷化卷取濕拉捻股。大量應(yīng)用數(shù)據(jù)證明，武鋼的簾線鋼線材質(zhì)量良好，性能穩(wěn)定，完全可以取代同強度級別的進(jìn)口線材。武鋼可以生產(chǎn)現(xiàn)有簾線單絲0.15mm-0.38mm范圍內(nèi)的簾線鋼（見圖5）。 用戶反映，武鋼簾線鋼線材在拉

10、拔和捻制過程斷絲率與進(jìn)口材接近，化學(xué)成分和力學(xué)性能波動控制與進(jìn)口日本簾線線材接近。并以優(yōu)異的實物質(zhì)量獲得了比利時貝卡爾特公司質(zhì)量認(rèn)證和最佳供應(yīng)商獎、法國米其林公司的質(zhì)量認(rèn)證，產(chǎn)品性能和實物質(zhì)量獲得貝卡爾特等廠商的高度評價，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。其加工的鋼簾線產(chǎn)品已廣泛地供應(yīng)米其林、固特異、普林斯通、韓泰、佳通等國內(nèi)外輪胎廠家，用于轎車、輕卡、客車、工程車等多種類型的輪胎，引領(lǐng)和推動了國內(nèi)線材行業(yè)和氣車工業(yè)的發(fā)展。6 結(jié)語武鋼已成功研制出WLX72A、WLX82A線材，并已先后供比利時貝卡爾特公司、法國米其林公司、韓國高麗制鋼、湖北福星科技股份有限公司、嘉興東方鋼簾線有限公司、江蘇興達(dá)鋼簾線有限公司、湖北佳通鋼簾線有限公司等國內(nèi)外著名鋼簾線生產(chǎn)廠家，累計供貨達(dá)到了73萬t，已經(jīng)連續(xù)四年保持國內(nèi)最大的鋼簾線專用線材的生產(chǎn)廠家。生產(chǎn)鋼簾線專用線材的主要技術(shù)措施歸納如下：（1）簾線鋼線材的成分設(shè)計較為合理，化學(xué)成分控制的波動小。（2）夾雜物的控制是影響簾線鋼線材質(zhì)量的重要因素。通過各種工藝措施，武鋼簾線鋼線材中的夾雜物控制在窄小的塑性夾雜物范圍內(nèi)，線材中的脆性夾雜物尺寸降低至5m以下。（3）工藝參數(shù)設(shè)計較為合理，線材中索氏體含量較高，力