江蘇沙鋼研究院鞍鋼輪胎簾線(xiàn)鋼線(xiàn)材的研制與發(fā)展

       鋼簾線(xiàn)作為汽車(chē)輪胎的骨架材料，具有高強(qiáng)度、散熱性好、抗切割能力強(qiáng)、尺寸穩(wěn)定、緩沖性好等特點(diǎn)，使子午線(xiàn)輪胎———新一代輪胎具有載荷大、壽命長(zhǎng)、乘坐舒適安全、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，從而帶來(lái)了輪胎工業(yè)的革命。近幾年來(lái)，我國(guó)的鋼簾線(xiàn)生產(chǎn)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，2004年底我國(guó)鋼簾線(xiàn)產(chǎn)量已達(dá)到24萬(wàn)ｔ，提前達(dá)到2005年我國(guó)輪胎子午線(xiàn)化率45%的規(guī)劃目標(biāo)。鋼簾線(xiàn)的線(xiàn)材屬于高技術(shù)含量產(chǎn)品，必須滿(mǎn)足用戶(hù)的嚴(yán)格要求。

   (1)鋼的潔凈度必須很高，鋼中不能有粒度大于5μｍ的Ａｌ2Ｏ3、Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)等脆性?shī)A雜物，要求鋼中夾雜物是塑性?shī)A雜物并數(shù)量少，分布均勻，使鋼具有良好的加工性，又使簾線(xiàn)鋼絲具有高的疲勞壽命。

    (2)鋼的偏析輕微，嚴(yán)格限制磷、硫等偏析傾向強(qiáng)元素的含量。

    (3)化學(xué)成分要求在嚴(yán)格的范圍內(nèi)，碳的含量范圍要求很窄。

   (4)簾線(xiàn)鋼線(xiàn)材金相組織索氏體化率要達(dá)到85以上，晶粒度要達(dá)到6～11級(jí)，不能有馬氏體、貝氏體組織出現(xiàn)，不能有網(wǎng)狀滲碳體；

   (5)簾線(xiàn)鋼線(xiàn)材的尺寸精度、橢圓度要求嚴(yán)格；對(duì)鋼的力學(xué)性能均勻性也有要求；機(jī)械除鱗還要求線(xiàn)材的氧化鐵皮脫落性。

       鞍鋼近幾年進(jìn)行了大規(guī)模的設(shè)備改造，裝備了一系列先進(jìn)的工藝設(shè)備，具備開(kāi)發(fā)一系列高技術(shù)含量品種的基礎(chǔ)。對(duì)生產(chǎn)簾線(xiàn)鋼來(lái)說(shuō)，鞍鋼的工藝裝備具有以下特點(diǎn)：以鐵水為原料煉鋼適合生產(chǎn)簾線(xiàn)鋼等對(duì)雜質(zhì)元素有嚴(yán)格要求的鋼種，ＬＦ和ＶＤ裝備加上合適的工藝、技術(shù)能夠嚴(yán)格控制夾雜物類(lèi)型、數(shù)量和分布，大方坯連鑄加電磁攪拌減少鋼的偏析，大方坯熱送連軋和高速線(xiàn)材軋制大的壓縮比使塑性?shī)A雜物伸長(zhǎng)、變細(xì)。經(jīng)過(guò)幾年的研制工作，鞍鋼生產(chǎn)的簾線(xiàn)鋼線(xiàn)材品質(zhì)有了大幅度的提高。

    簾線(xiàn)鋼的化學(xué)成分　　

       簾線(xiàn)鋼作為一種精品鋼，其特點(diǎn)之一是嚴(yán)格控制化學(xué)成分。鋼簾線(xiàn)廠(chǎng)要求簾線(xiàn)鋼線(xiàn)材的碳含量、碳當(dāng)量在一定范圍內(nèi)，考慮到鋼中錳含量參與碳當(dāng)量的計(jì)算，碳的熔煉成分范圍十分狹窄，為目標(biāo)值±0.020%；硅、錳為目標(biāo)值±0.070%。考慮到對(duì)鋼的加工工藝性能的影響和該鋼種對(duì)偏析的要求，簾線(xiàn)鋼實(shí)物中ｗ(Ｐ)、ｗ(Ｓ)≤0.010%。簾線(xiàn)鋼對(duì)Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｓ、Ｓｎ等雜質(zhì)含量也有嚴(yán)格的要求。采用鐵水煉鋼的工廠(chǎng)能夠滿(mǎn)足這一要求，但使用的廢鋼應(yīng)加強(qiáng)管理。

    鋼中夾雜物控制技術(shù)
　　
       夾雜物控制技術(shù)是開(kāi)發(fā)簾線(xiàn)鋼生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵。簾線(xiàn)鋼線(xiàn)材中脆性氧化物夾雜的粒度應(yīng)<5μｍ，塑性氧化物夾雜的寬度<15μｍ。鞍鋼經(jīng)過(guò)多年的研究工作，積累了控制鋼中氧化物夾雜數(shù)量、類(lèi)型、分布的相關(guān)知識(shí)和技術(shù)。簾線(xiàn)鋼的脫氧、精煉要達(dá)到兩個(gè)目的，一是減少鋼中的夾雜物數(shù)量，即總氧量要低，鞍鋼生產(chǎn)的部分簾線(xiàn)鋼線(xiàn)材取樣分析總氧量為00016%～00023%；二是采取工藝措施使鋼中夾雜物向目標(biāo)夾雜物類(lèi)型轉(zhuǎn)化。目標(biāo)夾雜物是錳鋁榴石子石(3ＭｎＯ·Ａｌ2Ｏ3·ＳｉＯ2)和鈣斜長(zhǎng)石(ＣａＯ·Ａｌ2Ｏ3·2ＳｉＯ2)，這兩種礦相熔點(diǎn)低，約1300℃，并在相鄰的溫度區(qū)間變形性很好。在鋼液中這兩種夾雜物容易積聚上??；殘留在鋼中的夾雜物在軋制中變形成條狀、線(xiàn)狀。

       鋼中鈦的夾雜物為ＴｉＮ、Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)，外形多為方形、三角形、菱形，棱角鋒利；顏色隨碳含量增加由淺黃色到紫玫瑰色。鋼中鈦的碳、氮化物夾雜硬度高，不變形，破壞簾線(xiàn)鋼的加工性能，對(duì)鋼簾線(xiàn)的疲勞性能有不良影響。在簾線(xiàn)鋼線(xiàn)材中不能有粒度大于10μｍ的鈦夾雜物，粒度小的鈦夾雜物出現(xiàn)的頻率也應(yīng)很低，檢驗(yàn)線(xiàn)材縱截面樣品，發(fā)現(xiàn)鈦夾雜物的樣品數(shù)應(yīng)小于該批號(hào)檢驗(yàn)樣品數(shù)的40%。生產(chǎn)簾線(xiàn)鋼線(xiàn)材重要的任務(wù)之一是減少氮化鈦和碳、氮化鈦夾雜物。

    簾線(xiàn)鋼鑄坯的偏析和低倍組織
　　
       鞍鋼生產(chǎn)簾線(xiàn)鋼采用帶有電磁攪拌的大方坯連鑄。大方坯的規(guī)格為280ｍｍ×380ｍｍ，電磁攪拌設(shè)在結(jié)晶器部位。鑄坯熱送連軋，軋制120ｍｍ×120ｍｍ方坯送線(xiàn)材廠(chǎng)。鑄坯中沒(méi)有裂紋，沒(méi)有縮孔，中心疏松輕微。煉鋼、精煉過(guò)程鋼中偏析傾向強(qiáng)烈的ｗ(Ｐ)、ｗ(Ｓ)控制到≤0.010%；碳、錳含量控制在窄的范圍內(nèi)。采取低過(guò)熱度澆鑄。經(jīng)多爐次低倍檢驗(yàn)和在鑄坯橫截面自?xún)?nèi)弧側(cè)起間隔用鉆頭鉆孔取樣，分析鋼中碳、硅、錳、磷、硫。按式(1)計(jì)算偏析度，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。硅的偏析輕微，表1中未列入硅的偏析度。

    偏析度=元素最大值/元素平均值×100%   (1)

    表1 簾線(xiàn)鋼鑄坯中各元素的偏析度

鋼種

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