我國高等級鋼簾線盤條待開發
作者: 來源: 日期:2014/4/18 16:18:22 人氣:2167
鋼簾線因其強度高、耐磨性好、散熱快、彈性好等諸多優異的性能,被廣泛地應用于子午胎生產中。隨著我國汽車工業的快速發展,對汽車用輪胎產品性能的要求越來越高,開發高強度和超高強度鋼簾線可以延長輪胎的使用壽命,提高輪胎的安全性能,同時可以減少輪胎中鋼簾線的用量,降低輪胎生產成本。相關預測稱,2015年我國輪胎總產量將達到近5億條,輪胎子午化率將達到90%以上,性能優異、質量可靠的鋼簾線產品未來具有很大的市場空間。
近十幾年來,我國鋼簾線產品取得了較大進步,輪胎子午化率由2003年的50%增長到2011年的87.3%,但一些高強度、超高強度、高附加值產品的鋼簾線盤條仍然需要大量進口。當前我國企業在鋼簾線盤條質量的生產等方面,較低等級的產品質量須要進一步提升,較高等級產品質量則須要加緊研發攻關。
我國高等級鋼簾線盤條待開發
目前,國內能夠生產鋼簾線盤條的廠家已有十余家,但能夠生產質量穩定和更高級別產品的廠家仍然不多。為此,我國鋼簾線用盤條生產企業仍然還有很大的產品技術提高空間。
我國能夠大批量生產的鋼簾線產品級別主要有72級、82級,近幾年武鋼、鞍鋼和寶鋼成功試制出86級、92級和96級等高等級的鋼簾線盤條,但離達到工業化規模生產尚有差距。寶鋼集團于1987年開始研發簾線鋼,1999年投產高線軋機實現了鋼簾線用盤條的生產,目前已經能夠規模生產72級、82級、86級和92級產品,并于近年成功研制出96級產品。武鋼于1999年12月份開始研發推廣72A和82A簾線鋼線材產品,經過10多年的時間,已形成該級別如WLX72A、WLX72AE、WLX82A、WLX82AE等多牌號的產品,并采用轉爐-連鑄工藝成功研制出92級超高強度鋼簾線用盤條。青鋼的72級和82級別鋼簾線用盤條產品性能可靠、質量穩定性較高,近年來開發的92級產品市場份額也在逐步提高。(寶鋼、武鋼和青鋼鋼簾線用盤條的生產工藝情況見表1)。
業內人士指出,將來,我國鋼簾線用鋼發展方向有:一方面是進一步穩定和改善當前72級、82級鋼簾線產品,繼續優化冶煉工藝,煉鋼向鋼水高純凈度方向發展,控制夾雜物的類型、形態、數量和大小,優化澆鑄工藝以減小鑄坯的中心偏析,軋鋼優化加熱、軋制和控冷工藝以提高盤條組織性能和表面質量;另一方面,相關企業應該加大86級、92級和96級等更高級別鋼簾線產品的開發力度,擴大高等級鋼簾線產品的市場份額,同時增強企業自身的競爭力。
七因素、兩工序把好鋼簾線盤條質量關
鋼簾線的生產過程是將鋼簾線用盤條拉拔成極細的細絲(0.15mm~0.38mm)。在此過程中,線材長度增加1000倍~1400倍,而截面積縮小到原來的萬分之八,且要求拉拔過程中斷絲率小于1次/100千米,然后還要經過高速雙捻機捻制成繩。因此,鋼簾線用盤條的質量要求非常嚴格,對化學成分范圍控制、夾雜物類型、尺寸、形狀及數量控制都有非常嚴格的要求,同時要求凝固過程中成分偏析盡量降至最低,金相組織須均勻。
提升盤條產品質量的主要因素
鋼簾線鋼的質量沒有嚴格的保證將很容易產生斷絲等問題,影響企業的生產進程和提高生產成本。影響盤條質量主要有以下幾方面因素。
化學成分。精確控制化學成分,是鋼簾線用盤條獲得穩定性能的首要保證。冶煉過程中技術人員應使化學成分保持均勻、波動較小,防止盤條通條性不穩,造成拉拔斷絲。新國標GB/T27691—201l規定了鋼簾線用盤條成分(見表2)。
力學性能。根據我國目前軋機控制能力,行業相關新標準將LX70盤條和LX80盤條的抗拉強度控制在970MPa~1120MPa和1070MPa~1220MPa的范圍內,斷面收縮率分別不小于40%和35%。
顯微組織。盤條金相組織主要為索氏體,產品應該避免形成馬氏體和全封閉的網狀滲碳體等有害組織,70級別索氏體化率≥80%,80級別索氏體化率≥85%,盤條奧氏體晶粒度≥6級。
成分偏析。偏析會影響盤條的組織和引起鋼簾線斷絲,要求偏析級別不大于3級。
非金屬夾雜物。非金屬夾雜物控制技術是鋼簾線用盤條生產工藝的關鍵,行業對非金屬夾雜物的級別和最大尺寸均有嚴格要求(詳見表3)。
脫碳層。70級盤條脫碳層不能大于盤條公稱直徑的1.2%,80級盤條脫碳層不大于盤條公稱直徑的1.2%。
表面質量。盤條不應該有裂紋、折疊、夾雜、耳子等對使用有害的缺陷;麻點、凹坑、劃傷和氧化鐵皮壓入等輕微的局部缺陷,深度不應該大于0.10mm;盤條表面氧化鐵皮重量應不大于0.8%。
煉鋼工序應控制夾雜物產生
鋼簾線最終拉成極細的細絲,要獲得產品的穩定性,首先要保證鋼簾線用盤條生產過程中具有均勻穩定的化學成分。我國多數企業在國家標準的基礎上均制定了更為嚴格的要求,碳成分波動一般控制在±0.01%~±0.02%內,硅、錳成分波動一般控制在±0.050%,P≤0.02%、S≤0.010%,其余成分參見表2。氮在拉絲的過程中會造成應力而集中斷絲,同時對鋼簾線的疲勞性有不良影響,因此標準中明確要求N≤0.006%。
而夾雜物的控制是能否生產優質鋼簾線產品的關鍵,尤其是三氧化二鋁的存在是導致鋼簾線在拉拔和合股過程中發生斷絲的主要因素之一。因此,在簾線鋼生產過程中,夾雜物控制的關鍵就是要合理控制三氧化二鋁夾雜和氮化鈦夾雜。為此,生產過程中企業要嚴格控制鋼中鋁含量和氮含量,并制定合理的造渣制度。
近來來,我國很多企業和研究人員對夾雜物的性質越來越重視,進行了大量的研究工作。例如,武鋼在生產簾線鋼過程中,采用Si-Mn脫氧來減少鋼液中的溶解氧,并用Ca—Si輔助脫氧,采用LF、VD或者RH等二次精煉工藝控制夾雜物的形態,最終使得夾雜物中三氧化二鋁的含量被控制在20%左右。首鋼則在簾線鋼的冶煉過程中全程控鋁,夾雜物中三氧化二鋁的含量也控制在20%左右。
軋鋼工序須注意的三大因素
在軋鋼工序上,相關企業應該重視表面脫碳、盤條組織和表面質量這三個方面的因素。
表面脫碳。企業想要降低脫碳層厚度,就應該根據自身設備條件和鑄坯質量綜合考慮制定合適的加熱制度。同時,要重視對加熱爐內氣氛的控制。武鋼采取的技術措施有:一加熱段采用“大風量、低爐壓”操作,爐內為氧化性氣氛;二加熱段將空氣量適當減少,爐氣為中性或弱氧化性氣氛;均熱段采用“小風量、正爐壓”操作,使爐內氣氛為弱還原性氣氛;確定混合煤氣的最佳空燃比。表面脫碳層厚度應嚴格控制,國外一些技術先進的企業普遍能做到生產的盤條表面無脫碳層,因此軋鋼生產要嚴格控制加熱爐內各段的爐膛氣氛,制定合理的加熱制度。
盤條組織。盤條組織索氏體化率≥85%,不能有馬氏體、貝氏體和網狀滲碳體組織。此外,盤條邊部和中部要冷卻均勻,保證組織性能均勻。
為此,鞍鋼的盤條軋后在斯太爾摩風冷線上控制冷卻的過程中,盡量創造條件增大吐絲圈徑,通過減小軋速及增加輥速來控制盤條搭接密度;同時,在風冷線上安裝佳靈裝置,通過改變風向來保證風冷輥道各區域較小的冷卻差別,以獲得均勻的盤條組織。
表面質量。劃傷是鋼簾線盤條最常見的表面質量問題,根據產生劃傷環節,鞍鋼采取了如下相關措施:將軋機滑動導衛改成滾動導衛;為消除托板下降過程劃傷,改進了托板下降方式;盤卷頭尾加防護墊,防止打包時產生劃傷;盤條在堆放過程中加防劃墊;打外包裝,防止堆放、運輸、裝卸過程發生劃傷。