宝钢钢帘线盘条的技术进步

开发与应用

宝　钢　技　术2010年第1期

宝钢钢帘线盘条的技术进步

张　弛,万根节,施　青,蔡　力

1

2

3

2

(宝山钢铁股份有限公司　1.研究院;2.钢管条钢事业部;3.制造管理部,上海　201900)　　摘要:简述了国内钢帘线盘条市场需求和宝钢股份公司钢帘线盘条生产的技术特点,从夹

杂物、化学成分偏析、有害残余元素和力学性能等四方面比较了转炉模铸坯、电炉连铸坯生产钢帘线盘条的质量差异,进行了宝钢与进口钢帘线钢坯、盘条质量的对比分析,介绍了国外同行钢帘线盘条的生产情况、工艺路线及盘条生产钢帘线的规格范围,重点介绍了宝钢股份公司钢帘线盘条(B72LX、B82LX)产品质量情况,并展望了钢帘线盘条的技术进步。　　关键词:钢帘线盘条;子午线轮胎;夹杂物

中图分类号:TG356.3　文献标志码:B　文章编号:1008-0716(2010)01-0058-06

TechnologicalProgressinProductionofWireRodsforTyreCordsbyBaosteel

ZHANGChi,WANGenjie,SHIQingandCAILi

1

2

3

2

(1.ResearchInstitute;2.Tube,PipeandBarBusinessUnit;3.Products&TechniqueManagementDepartment,

BaoshanIron&SteelCo.,Ltd.,Shanghai201900,China)

　　Abstract:ThispaperdescribesthemarketrequisitionofdomesticwirerodsfortyrecordsandtechnicalcharacteristicsofwirerodsfortyrecordsproducedbyBaosteel.Thequalitydifferencesbe2tweenwirerodsproducedbymouldpigironwithBOFandthosebycontinuouscastingwithEAFwerecomparedinfouraspects:inclusion,chemicalcompositionsegregation,harmfulresidualele2mentsandmechanicalproperties.Atthesametime,thequalitycomparisonwasmadebetweenBaosteel’sproductsandtheimportedones.Itmainlyintroducedthewirerods’productionstatus,technicalprocessandspecifications,focusingonthequalityofthewirerodsfortyrecords(B72LXandB82LX)producedbyBaosteel.ThispaperalsopredictstechnologicalprogressinproductionofwirerodsfortyrecordsatBaosteel.

Keywords:wirerodsfortyrecords;radialtyre;inclusion

0　前言

根据钢帘线盘条用户的订货需求和宝钢股份公司实际生产的钢帘线盘条情况,宝钢股份公司现在生产的钢帘线盘条量远远满足不了国内用户的需求,且距离宝钢股份公司当初建设高线轧机生产21万t钢帘线盘条的目标相差甚远。在分析现状的基础上,明确了宝钢股份公司钢帘线盘

张　弛　高级工程师　1960年生　1983年毕业于安徽工业大学

现从事轧钢专业　电话　26649455

E2mail　zhangchi@baosteel.com

条技了术进步的方向。

1　国内钢帘线市场情况

根据全国金属制品信息网的不完全统计,目前我国汽车子午胎用钢帘线生产厂家的生产能力见表1。

资料表明,到2005年,国内轮胎产量达到12500万套,仅次于美国和日本,其中子午线轮

胎产量为5600万套,轮胎子午化率由23%提高到45%以上,轮胎消费钢帘线33.15万t;到2010年,整个汽车业要实现75%以上的轮胎子午化,轮胎生产约需钢帘线55.41万t。未来十年内轮

张　弛等　宝钢钢帘线盘条的技术进步表1　我国汽车子午胎用钢帘线生产厂家的生产能力

Table1　ProductioncapacityofsteeltyrecordsforradialtyresinChina

序号

12345678910111213141516171819202122

59

万t

备注

企业名称

江苏兴达钢帘线股份有限公司

贝卡尔特钢帘线股份有限公司(江阴、沈阳、威海、重庆四家)嘉兴东方钢帘线有限公司滕州东方钢帘线有限公司湖北福星科技股份有限公司张家港市骏马钢帘线有限公司青岛高丽钢线有限公司

扬子高丽(南通)钢线有限公司山东胜通钢帘线有限公司

安赛乐米塔尔荣成钢帘线有限公司青岛晓星钢帘线股份有限公司南京晓星钢帘线股份有限公司河南恒星科技股份有限公司

山东华帘(广饶)钢帘线股份有限公司上海米其林回力轮胎股份有限公司拉丝厂

湖北佳通钢帘线股份有限公司(原湖北钢丝厂)普利司通(沈阳)钢丝帘线有限公司普利司通(惠州)钢丝帘线有限公司东京制钢(常州)有限公司山东西水华帘钢帘线有限公司金井特线工业(上海)有限公司江苏东台磊达钢帘线有限公司合计

现有规模发展规模

24.040.03.05.05.04.05.04.06.06.05.02.53.252.01.51.02.52.51.82.00.50.5127

30405.010.07.510.08.04.015.07.05.08.03.53.01.53.02.52.53.03.03.010.0180

重庆基地2009年2月28日投产

2008年10月开工

胎钢帘线平均用量呈逐渐上升趋势,潜在的市场十分巨大。从表1可见,我国钢帘线产能已大大超过国内钢帘线市场的需求量。

从国际市场看,国外发达国家的轮胎子午化率在90%以上,其中载重子午胎为75%,轿车子午胎为100%。目前全世界每年对子午轮胎钢帘线的需求以3%～4%左右的速度递增,发达国家的子午轮胎将逐步达到100%,发展中国家子午轮胎所占的比例也将不断提高,国际市场需求量将很大,而我国生产的钢帘线在价格等方面有很大的竞争力,国际市场前景乐观。根据行业内人士预计,2010年国内钢帘线产量将达到80万t左右。我国2008年轮胎子午化率为75%,2010年预计为85%。

于1995年,随着宝钢高速线材轧机1999年投产,宝钢实现了从冶炼帘线钢到生产钢帘线盘条的转变。宝钢股份公司2000,2001,2005及2008年钢帘线盘条生产情况见表2。

表2　宝钢股份公司钢帘线盘条生产情况

Table2　Productionstatusofwirerodsfor

tyrecordsatBaosteel

2000年

2001年550077.322.71.08

2005年5420035.164.99.42

2008年6900030.269.813.16

钢帘线盘条/t

B72LX盘条

占帘线钢盘条的比例/%

B82LX盘条

190010000.04

占帘线钢盘条的比例/%钢帘线盘条

占线材总产量比例/%

2　近几年宝钢钢帘线盘条生产情况

宝钢第一轮次研发生产轮胎帘线专用钢起始于1987年,由宝钢300t顶吹转炉冶炼+RH真空精炼,模铸钢锭,初轧开坯,轧成100mm×100mm方坯供马尾中钢公司高速线材轧机轧成<5.5盘条,由上海钢丝厂拉拔成<0.147单丝。

宝钢第二轮次研发生产轮胎帘线专用钢起始

2.1　生产工艺

宝钢股份公司钢帘线盘条现有三条生产工艺路线:

(1)模铸工艺:脱硫铁水ϖ300t转炉ϖ精炼ϖ模铸ϖ均热炉加热ϖ初轧开成142mm×142mm坯ϖ钢坯精整ϖ加热炉钢坯加热ϖ高速线材轧机轧制ϖ斯太尔摩控冷线冷却ϖ成品检验出厂。

60宝　钢　技　术

(2)连铸工艺:废钢+铁水ϖ150t电炉ϖ精

2010年第1期

合金添加技术;②帘线钢的冶炼、选用合适的脱氧工艺,合理的二次精炼工艺;③合成渣的组成及合成渣处理技术;④帘线钢钢水防止铝夹杂污染工

艺;⑤钢水的气体含量控制及钢坯、盘条夹杂物剖析;⑥模铸、连铸帘线钢碳、锰偏析及对策措施;⑦防止帘线钢钢坯加热脱碳和冷却二次脱碳的研究;⑧钢帘线盘条控轧控冷工艺的研究;⑨成品检验技术的研究;⑩钢帘线盘条拉丝、热处理、合股工艺的研究。2.2　质量分析

关于转炉模铸和电炉连铸钢坯生产钢帘线盘条的质量差异问题,有以下四方面的情况。2.2.1　夹杂物

钢水经过炉外精炼,纯净度较好,而模铸工艺的特性,又造成钢水夹杂物有所恶化,而电炉连铸工艺,由于中间包冶金和连铸工艺的特性,不仅减少了钢水二次污染的环节,而且钢中夹杂物状况有所改善。转炉模铸和电炉连铸工艺B72LX钢帘线<5.5盘条夹杂物检验结果比较见表3。

炼ϖ连铸160mm×160mmϖ钢坯精整ϖ加热炉钢坯加热ϖ高速线材轧机轧制ϖ斯太尔摩控冷线冷却ϖ成品检验出厂。

(3)连铸工艺:废钢+铁水ϖ150t电炉ϖ精炼ϖ连铸320mm×425mmϖ初轧开成142mm×142mm坯ϖ钢坯精整ϖ加热炉钢坯加热ϖ高速线材轧机轧制ϖ斯太尔摩控冷线冷却ϖ成品检验出厂。

帘线钢从炼钢到开坯,直到轧成盘条,要求十分苛刻,生产工艺复杂。钢丝最小直径为0.15mm,单丝抗拉强度高达2600～2900MPa,拉丝最后一道工序变形量达90%以上,钢丝又需经高速双绕机捻制成线。若从140mm×140mm方坯轧成<5.5线材,再冷拔成<0.15钢丝,长度延伸率达110万倍,这么大的加工量,任何缺陷都可能会造成断丝。

宝钢股份公司钢帘线用钢品种及工艺研究项目历时8年(1995～2003年),研究帘线钢、线材、钢丝的主要内容有:①钢种化学成分控制与特殊

表3　转炉模铸和电炉连铸B72LX钢帘线<5.5盘条夹杂物检验结果比较

Table3　InclusionresultcomparisonofB72LX(<5.5mm)wirerodsbymouldpigironwith

BOFandbycontinuouscastingwithEAF

炉号

A1(电炉)A2(电炉)A3(电炉)A4(电炉)A5(转炉)A6(转炉)

批号

B1B2B3B4B5B6

试样

编号

121212121212

夹杂物面积含量/%

0.0130.0260.0190.0350.0100.0200.0230.0340.0060.0230.0110.023

单位面积夹杂物个数/(个mm-2)

1429173592919287241418

单位面积内不同宽度夹杂个数/(个mm-2)0～2μm2～4μm4～6μm6～8μm>8μm

922132672214225151010

373827560.8745

201100000.81.20.42

000000000000.4

000000000000.4

最大宽度

尺寸/μm

4.53.25.45.13.03.83.83.84.14.94.38.1

注:A1、A2炉号是宝钢2001年电炉冶炼的连铸帘线钢。2.2.2　化学成分偏析

由于转炉模铸工艺固有的缺陷,造成钢锭的头部和尾部的宏观组织、化学成分偏析等较差。因此,为了保证盘条的质量,现阶段只能取钢锭的中段料,钢锭的头尾段料另用,这样造成生产成本上的不合理。B72LX帘线钢产量少时,钢锭的头尾段料另用量尚可,量大了则难以销售。B82LX帘线钢钢锭的头尾段料另用就困难得多。

电炉连铸坯的B82LX帘线钢生产难度较

B72LX大,钢中含碳量越高,铸坯的偏析及缩孔等内部缺陷越严重,控制难度也相应增加,对于

w[C]>0.8%的更高含碳量钢帘线用坯,则要求碳

偏析不得大于1.05,否则碳的绝对分布差值过大,易产生钢坯中心马氏体,造成盘条内部组织性能不均匀,不利于深度拉拔。

电炉连铸坯的B72LX帘线钢的中心疏松及成分偏析控制方面,总体上要比转炉模铸质量好得多。

张　弛等　宝钢钢帘线盘条的技术进步

2.2.3　有害残余元素

由于电炉冶炼工艺的特性,要加入50%左右的废钢,这样与转炉冶炼工艺相比,铜等有害残余

元素含量,电炉明显地要比转炉高。宝钢转炉模铸和电炉连铸B72LX钢帘线<5.5盘条残余元素

61

含铜量如图1所示。SWRH牌号为转炉模铸盘条,F1～F7为其他国外生产厂家。宝钢电炉连铸帘线钢有害残余元素含量如表4所示。

用户拉丝表明:有害残余元素含量高对帘线断丝率有着直接的影响。

图1　宝钢转炉模铸和电炉连铸B72LX钢帘线<5.5盘条残余元素含铜量

Fig.1　Coppercontent(residualelement)ofB72LX(<5.5mm)wirerodsfortyrecords

bymouldpigironwithBOFandcontinuouscastingwithEAFatBaosteel

表4　宝钢电炉连铸帘线钢有害残余元素含量

Table4　ResidualharmfulelementcontentintyrecordsteelbycontinuouscastingwithEAFatBaosteel

年份

20042005

wCu

0.010～0.0200.010～0.022

wCr

0.010～0.0500.010～0.040

wMo

0.010～0.020

0.010

wNi

0.010～0.0200.010～0.040

wPb

0.001～0.003

0.001

wSn0.0010.001～0.005

wAs

0.002～0.0050.003～0.005

%

2.2.4　力学性能

由于转炉模铸和电炉连铸工艺生产的钢坯尺

寸不同,生产同样盘条规格的压缩比不同,造成同规格盘条的力学性能不同,转炉模铸比电炉连铸同牌号盘条的力学性能要高(见表5)。

表5　转炉模铸和电炉连铸工艺生产的

<5.5盘条的力学性能

Table5　Mechanicalpropertiesof<5.5mmwirerodsbymouldpigironwithBOFandcontinuouscastingwithEAF牌号

B72LX

(经转炉ϖ连铸750mm×355mm大方坯ϖ初轧

开坯140mm×140mm)与宝钢模铸B72LX钢坯电解夹杂分析见表6。

宝钢钢帘线盘条与进口盘条夹杂物对比分析见表7。

4　近几年宝钢钢帘线盘条质量情况

宝钢股份公司B72LX盘条:用于生产2+7×0.22规格钢帘线(顺捻,同向捻)742.562km,断丝6次,断丝率为123.76km/次。

宝钢股份公司B82LX盘条:(1)用于生产3×0.20+6×0.35HT规格钢帘线,2003年断丝率为53.6km/次。

(2)用于生产3+9+15×0.22规格钢帘线,断丝率为46.5km/次。

2008年宝钢股份公司电炉大方坯连铸机投产,电炉大方坯B82LX碳偏析小于等于两级的比率为99.3%。上海米其林公司已认可大方坯产线帘线产品,经验证其各项指标优于或等同于模

工艺转炉模铸电炉连铸转炉模铸电炉连铸

样本数

80368120236

Rm/MPa1059103411591142

A11.3/%12.812.711.511.3

Z/%46.744.339.938.1

B82LX

3　宝钢钢帘线盘条与进口盘条质量

对比分析

　　日本某厂连铸大方坯、英国S厂帘线钢坯

62宝　钢　技　术

表6　日本某厂、英国S厂进口钢帘线钢坯与宝钢钢坯电解夹杂分析

2010年第1期

Table6　ComparisonofelectrolyticinclusionsintyrecordbilletsproducedbyBaosteelandimported

fromaJapaneseplantandanEnglandSplant

生产厂/炉号日本72A平均

日本72A平均英国72A平均英国82A平均宝钢A7平均宝钢A8平均宝钢A9平均

部位

1/21/41/41/41/41/41/4

%

SiO2分量0.00210.00200.00150.00100.00160.00290.0018

Al2O3分量0.00020.00020.00040.00080.00110.00040.0002

硫化物总量

0.0100.0110.0160.018<0.0100.0210.017

氧化物总量

0.00310.00370.00400.00360.00310.00470.0029

表7　宝钢钢帘线盘条与进口盘条夹杂物对比分析

Table7　InclusioncomparisonofwirerodsforsteeltyrecordsbetweenBaosteelproductsandimportedproducts国别/炉号德国巴西日本宝钢(电炉)宝钢(转炉)

牌号

SKD70BC83CH72AB72LXB72LX

单位面积夹杂物夹杂物面积

含量/%个数/(个mm-2)

0.260.0850.0140.0130.023

6656201418

单位面积内不同宽度夹杂个数/(个mm-2)

0～2μm2～4μm4～6μm6～8μm>8μm

2814910

1941635

298022

120000.4

40000.4

最大宽度

尺寸/μm

9.55.33.44.68.1

铸帘线,决定从2009年3月份起全部采购大方坯产线钢帘线盘条。

由图可见,日本在1981年之前都生产含碳量小于0.72%的普通强度级别的帘线钢盘条,从1982年开始生产含碳量为0.82%的较高强度级别的帘线钢盘条,到20世纪90年代初两种级别

的产品产量持平,从1993年起较高强度级别的帘线钢盘条产量已超过普通强度级别的帘线钢盘条。

5　国外同行帘线钢盘条生产情况

日本帘线钢盘条自1979年至1999年的发展情况如图2所示。与国外钢厂帘线钢生产情况对比见表8。

图2　日本普通强度、高强度级别帘线钢盘条发展趋势

Fig.2　DevelopmenttrendofwirerodsforsteeltyrecordswithordinaryandhighstrengthinJapan

　　与日本同行相比,宝钢股份公司现生产B82LX高强度帘线钢盘条的比例相当于日本1999年高强度帘线钢盘条比例的水平。

胶管钢丝(0.35～0.70mm);③三级:乘用车轮胎

钢帘线(4×0.25、2+2×0.30HT);④四级:轻卡车轮胎钢帘线(2+7×0.22、3×0.175+6×0.28);⑤五级:载重车轮胎钢帘线(1×27×0.175+W、4×4×0.22HE)。

宝钢钢帘线盘条的使用正处于第三～四级帘线水平,因此,笔者认为宝钢钢帘线盘条的技术进

6　宝钢钢帘线盘条的发展

从钢帘线的使用等级来看,钢帘线共分为五

级:①一级:胎圈钢丝(0.78～2.10mm);②二级:

张　弛等　宝钢钢帘线盘条的技术进步表8　与国外钢厂帘线钢生产情况对比表

Table8　ComparisonofproductionofwirerodsfortyrecordsbetweenBaosteelandplantsabroad项　目

研发开始时间

2008年帘线钢产量/万t

线材生产厂

宝钢

1987年6.9

63

新日铁

20世纪70年代

神户制钢

20世纪70年代

撒斯特

20世纪70年代

超过40

君津(Kimitsn),4线釜石(Kamaishi),3线

钢管条钢事业部,单线

超过30

加古川(Kakogawa),4线

转炉大方坯连铸380mm×600mm+开坯155方

普通强度、高强度、超高强度、甚高强度全系列,新品

约35～40

布尔巴赫(Bur2bach),4线

转炉小方坯连铸150方

普通强度、高强度、超高强度全系列,新品

炼钢工序

转炉模铸+开坯140方

转炉大方坯连铸

电炉小方坯连铸160方

350mm×560mm+

电炉大方坯连铸320mm×

开坯155方

425mm

生产帘线钢钢级帘线钢使用范围

大部分高强度级,小部分普通强度级

0.22以上单丝规格,简单结构

普通强度、高强度、超高强度、甚高强度全系列,新品

步的方向为:

(1)生产工艺路线。在稳定转炉模铸、电炉小方坯连铸坯帘线钢质量的同时,稳妥地推进电炉大方坯连铸生产帘线钢,彻底解决帘线钢、高碳

钢生产的瓶颈问题。

(2)生产品种。在生产B72LX、B82LX钢级盘条的同时,继续开发、试制高等级帘线钢盘条。(3)生产数量。在2008年生产6.9万t钢帘线盘条的基础上,尽快跨上10万t、20万t的二级台阶。

(4)销售用户。在供应国内用户的同时,力争取得国外用户的质量论证,不断开拓国外用户市场。

(5)成本效益。进一步降低生产钢帘线盘条的成本,提高钢帘线盘条的经济效益,增强市场竞争力。

7　结束语

面对国内同行2008年度在帘线钢盘条生产技术方面的发展形势,在低强度级别帘线钢盘条的性价比方面,宝钢股份公司同类产品的优势已不存在,故宝钢B72LX帘线钢盘条的市场份额将越来越少,扩大B82LX帘线钢盘条的市场份额是宝钢帘线钢技术进步的方向,随着电炉大方坯的投产,宝钢将努力成为我国年产量大于21万t的高等级钢帘线盘条的生产基地。

致谢:本文得到了宝钢股份销售中心条钢室石建颂经理、上海宝钢商贸有限公司条钢部赵军经理的大力帮助。

(收稿日期:2009-05-25)

专利信息

渣处理装置。它包含有腔内部分填充钢球的、以同一轴线而开口相对安置的两个鼠笼式滚筒,两个滚筒的开口之间有一个固定安置的固定圈,在固定圈内腔安装有一个转动的分流盘,固定圈上方有开口,有一个漏斗对准固定圈的开口。本发明以分流盘对钢渣进行分流,每次倒渣后,不会在分流盘上残留钢渣,较完善地解决了不同黏性渣的进料问题。

(宝山钢铁股份有限公司科技发展部供稿)

双腔式滚筒钢渣处理装置

　　专利号:ZL01105800.5

专利权人:宝山钢铁股份有限公司

设计人:肖永力　王建刚　王国荣　刘　茵

王英均　曹志栋　孙力活

本发明是一种用于处理钢渣的双腔式滚筒钢