钢帘线用盘条的化学成分
钢帘线开发技术准备
钢帘线钢帘线是线材制品中高技术含量的产品。
从1946年由法国米其林（Michelin）首创开始，钢帘线因具有很高的拉伸强度、突出的耐热性、耐冲击性，作为骨架材料被广泛地应用于轮胎、胶管、运输等橡胶制品中。
钢帘线规格极细（φ0.15mm~φ0.38mm）,在轮胎中如同地球的子午线排列，这种轮胎被称为钢丝子午线轮胎。
（钢帘线和子午线轮胎结构如图1、图2）图1 钢帘线截面图图2 子午线轮胎截面图钢帘线主要用于全钢载重子午线轮胎的胎体和带束层，用于轻载子午线轮胎和轿车子午线轮胎的带束层，因此钢帘线的需求量直接与子午线轮胎的产量有关。
随着汽车工业和高速公路的迅速发展，汽车的钢丝子午线轮胎的使用量也不断增长。
在2000年发达国家钢丝子午线轮胎率已达到90%。
而我国起步较晚，在2001年国内轮胎行业对钢帘线的需求量只有8万吨左右。
根据我国“十一五”规划，中国橡胶工业协会提出了中国橡胶行业“十一五”科学发展意见，其中轮胎控制在3亿~3.2亿条，子午化率不低于70%，全钢载重子午线轮胎占20%~25%。
子午轮胎设计定额（表1）、子午线轮胎及钢帘线国内需求量情况（表2）。
表1 子午轮胎设计定额（kg/条）表2 子午线轮胎及钢帘线需求量情况一、相关标准及实物情况根据国标GB/T11181-2003的规定，钢帘线按照强度等级分为普通强度钢帘线（NT）高强度钢帘线（HT）；目前已向超高强（ST）和特高强（UT）发展。
按照结构特性可分为普通结构钢帘线、开放型钢帘线（OC）、密集型钢帘线（CC）和高伸长型钢帘线（HE）。
钢帘线结构的标记方法如下：1.1 钢帘线的生产工艺及帘线用钢的质量要求帘线由拉拔成φ0.15mm~φ0.38mm的细丝捻绞而成（见图3），要求拉拔100km 不断丝，因此对钢帘线钢的质量和生产工序都有严格的要求，包括极其严格的化学成分控制范围，低的夹杂物级别包括夹杂物的类型、形状、尺寸、数量等的控制，凝固过程中的成分偏析降至最低，均匀的显微金相组织及良好的表面质量。
盘条成分对比表(07-04-29)
0.15～0.35
分多个档
0.60～0.90
≤0.040
≤0.050
本标准
0.79～0.84
0.15～0.35
0.30～0.60
≤0.020
≤0.015
≤0.006
YB/T 170.4
0.79～0.84
0.10～0.30
0.70～0.90
≤0.020
≤0.025
≤0.010
ISO 16120-4
附表3本标准化学成分、力学及工艺性能与国内外标准对比表
标准号
标准名称
化学成分、力学及工艺性能
备注
本标准
钢帘线用钢盘条
规定了化学成分、力学及工艺性能
YB/T 170.4-2001
制丝用非合金钢盘条第4部分：特殊用途盘条
规定了化学成分、力学性能范围
ISO 16120-4：2001
拔丝用非合金钢盘条第4部分：特殊用途盘条的特定要求
≤0.30
YB/T 146
0.70～0.75
0.12～0.32
0.30～0.60
≤0.025
≤0.025
Cu≤0.20
JIS G 3506
SWRH72A
0.69～0.76
0.15～0.35
0.30～0.60
≤0.030
≤0.030
JIS G 3502
SWRS72A
0.70～0.75
0.12～0.32
0.79～0.84
0.10～0.30
0.50～0.70
≤0.020
≤0.025
≤0.010
YB/T 146
0.78～0.83
0.12～0.32
帘线钢关键质量指标及检测方法浅析
帘线钢关键质量指标及检测方法浅析卢伟永（河钢集团宣钢公司，河北宣化075100）摘要：文章根据相关标准对帘线钢的规定，结合宣钢实际生产中的控制水平，简要分析了帘线钢关键质量指标及检测方法，指出中心偏析和非金属夹杂物的控制是帘线钢生产的关键技术。
通过帘线钢开发可以促进企业生产组织、质量管理精细化水平的提高。
关键词：帘线钢；中心偏析；非金属夹杂物Metallurgy and materials作者简介：卢伟永（1986-），男，河北石家人，主要从事优线产品开发及工艺技术研究工作。
钢帘线作为橡胶骨架材料，其使用性能要求高强度、抗疲劳、耐冲击。
钢帘线加工过程的总面缩率可达99.95%，在随后的双捻过程中还要经受扭转、弯曲和拉伸等一系列变形；在苛刻的加工工艺下还要求100km 断丝次数小于1次，因此对帘线钢盘条的使用性能和加工性能提出了极高的要求。
文章以LX72A 帘线钢盘条为例，简要介绍了帘线钢盘条关键质量指标及其检测方法。
1化学成分YB/T170.4-2002规定C ：0.70%～0.74%，Si ：0.10%～0.30%，Mn ：0.50%～0.70%，但优质帘线钢盘条碳含量实际波动范围控制在±0.01%，硅、锰实际波动范围控制在±0.05%以内，以保证通条性能均匀性。
有害元素P 、S 、Al 、N 等的含量要远低于标准要求；为了控制钢中夹杂物的总量及脆性TiN 的含量，一般将钢中的全氧及钛含量分别控制在30ppm 、50ppm 以下。
有害元素控制要求及实际控制范围如表1所示。
帘线钢化学成分一般使用直读光谱仪进行检测，为了控制钢中氧化物夹杂的成分组成以及钢中TiN 夹杂，一般须在线分析炼钢过程的Alt 、Als 、Ti 的含量。
氧、氮、氢含量最好进行在线取样分析，若无条件可取样离线分析或在盘条取样进行分析。
2力学性能帘线钢盘条要求具有适宜的抗拉强度、较高的断面收缩率、均匀的通条性能。
钢丝绳用盘条
表1
盘条直径/mm
直径允许偏差/mm
5.0～10.0
±0.25
10.5～15.0
±0.30
15.5～25.0
±0.35
注：不圆度是盘条在同一截面内最大直径与最小直径之差。
不圆度/mm ≤0.40 ≤0.48 ≤0.56
6 技术要求
6.1 牌号及化学成分
6.1.1 钢的牌号及化学成分（熔炼分析）应符合表 2 的规定。 6.1.2 对于表 2 中规定 B≥0.0008%的盘条成品硼含量允许偏差为-0.0002%，盘条的其它化学成分允许 偏差应符合 GB/T 222 的规定。 6.1.3 残余元素 Ni≤0.20%、Cr≤0.20%、Cu≤0.20%，当供方能保证时可不做分析。
鞍山钢铁集团公司企业标准
Q/ASB 300—2014
代替 Q/ASB 300-2013
钢丝绳用盘条
2014 - 10 - 24 发布
2014 - 11 - 01 实施
鞍山钢铁集团公司 发 布
Q/ASB 300—2014
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准代替Q/ASB 300-2013《钢丝绳用盘条》。 本标准与Q/ASB 300-2013相比。主要变化如下： ——增加12个普通级别钢牌号； ——对SWRH42B～SWRH72B牌号的S含量加严； ——修改钢坯的制造方法。 本标准由鞍山钢铁集团公司科技质量部提出。 本标准由鞍山钢铁集团公司科技质量部归口。 本标准起草单位：鞍山钢铁集团公司科技质量部、鞍钢股份有限公司产品发展部、鞍钢股份有限公 司线材厂。 本标准主要起草人：翟利平、李凯、常宏伟、孙浩、赵学博。 本标准历次版本发布情况为：Q/ASB 300-2013。
我国钢帘线行业的发展趋势和对盘条的要求
我国钢帘线行业的发展趋势和对盘条的要求近年来，随着钢铁工业供大于求的矛盾越来越突出，钢铁企业的同质化竞争和价格竞争进一步加剧，钢铁行业微利经营的状态也未能好转。
在这种情况下，延伸钢铁产品的加工链和价值链，通过差异化竞争追求更高的增值空间，是钢铁企业重要的转型升级方向。
为此，很多钢铁企业都在金属加工方面投入了大量的资源。
《中国冶金报》新开设《金属加工》版，拟关注钢材深加工、金属制品、钢结构、铸造和钢管等行业的发展趋势和企业实践。
其中，《市场纵深》栏目将分析深加工产品的市场空间和发展趋势；《技术前沿》将剖析钢材深加工技术的发展趋势及其对钢铁原料的技术要求；《铸造天地》栏目主要关注铸造行业的发展态势和企业动态；《加工企业透视》将关注深加工及相关企业转型发展、增强竞争力的有益经验；《企业直通车》栏目将关注相关企业的动态。
如果您有关注的话题，或者您对某个问题有自己独到的见解，欢迎您踊跃投稿，与广大读者共叙。
张毓滨业内分析指出，我国的钢帘线产业落后于发达国家，其中一个主要的因素就是我国的盘条生产水平不高，与日本神户制钢这样的一流盘条生产钢铁企业相比差距较大。
因此，我国钢铁企业应进一步加快盘条的国产化进程，推动钢铁企业改进工艺技术，研发出更稳定、更高性能、更高强度的高质量、高精度盘条，跻身于世界盘条强国的行列。
同时，逐步减少高端盘条的进口比例，推动新材料战略，促进骨架材料产业新材料的研发和应用。
钢帘线市场仍有较大发展空间钢帘线是制造子午线轮胎的一种重要骨架材料，它不仅对保持轮胎形状和尺寸的稳定性以及满足轮胎所需的耐疲劳、耐冲击、抗变形等性能要求有着重要影响，而且对轮胎的乘坐舒适性、噪音、高速性能、使用寿命等问题也起关键作用。
我国的钢丝帘线骨架材料的发展，是从20世纪60年代末70年代初起步的。
初期，我国钢丝帘线产品只有4~6种品种，年产能也只有600吨左右。
20世纪80年代初~90年代初，上海钢丝厂、江苏兴达、青岛钢丝厂、湖北钢丝厂、沈阳钢丝厂、中国贝卡尔特投资项目相继竣工投产，形成了我国第一批6家生产钢帘线的骨干企业，也形成了年产近5万吨的钢帘线生产能力。
钢帘线用热浸镀黄铜钢丝的微观组织及力学性能
钢帘线用热浸镀黄铜钢丝的微观组织及力学性能杨巍峰;钱庆生;杨小芹【摘要】在980°C的熔融黄铜中对0.92％C钢丝(直径1.8 mm)热浸镀黄铜(45±5)s.对比了热浸镀黄铜钢丝和电镀黄铜钢丝的组成、微观组织和冷拉性能.结果表明,热浸镀黄铜层的厚度为3～5μm,以α相为主,呈均匀的伪共析珠光体,珠光体片层间距、抗拉强度幅差和断面收缩率幅差均小于电镀黄铜钢丝,冷拉性能也更优.对热浸镀黄铜钢丝进行24道次拉拔而获得的直径为0.3 mm的单丝具有镀层厚度均匀,力学性能、扭转性能稳定的优点,以其捻制的钢帘线粘合性能优异.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2019(038)007【总页数】6页(P305-310)【关键词】钢帘线;黄铜;热浸镀;电镀;微观组织;力学性能;粘合力【作者】杨巍峰;钱庆生;杨小芹【作者单位】中亿丰建设集团股份有限公司,江苏苏州 215131;盈锋紧固系统(无锡)有限公司,江苏无锡 214000;无锡轻大建筑设计研究院有限公司,江苏无锡 214000【正文语种】中文【中图分类】TG113当前用于制造钢帘线(橡胶骨架材料)或切割线的冷拔珠光体钢丝电镀黄铜工艺需经过派登(patenting)处理、酸洗、电镀铜、电镀锌、热扩散处理等工序。
其中派登处理主要有水浴和铅浴两种方式，水浴用高分子聚合物淬火液价格昂贵，铅浴严重污染环境。
派登处理后需通过酸洗来清除钢丝表面残留的氧化物，当前主要采用盐酸洗，而盐酸易挥发的特性导致生产厂家的环保成本加大。
电镀铜/锌后热扩散所得黄铜镀层与钢丝之间仍属于电沉积结合，结合力较弱[1-2]，因此电镀钢丝经水箱拉丝机拉拔后黄铜镀层的损失率高。
另外，电镀黄铜层存在Cu、Zn 浓度梯度，易形成脆性较高的β 相黄铜，使得在水箱拉丝过程中的断丝率也高[3-5]。
为了解决上述钢帘线企业生产过程中存在的问题，本文通过将冷拉后的0.92%C珠光体钢丝浸入980 °C 熔融的黄铜合金中，在钢丝表面获得均匀、力学性能优异以及粘合性能良好的黄铜镀层，从而省去传统工艺中的繁琐工序。
安钢高线帘线钢盘条的拉拔性能研究
［０ 马 国平 ．Ｌ １］ Ｆ炉 用 精 炼 渣 性 能研 究 ［ ］ 马 钢 技术 ，００，４ ： ５ Ｊ． ２０ （ ）３— ． ［ １ 方 莉 莉 ， 建 军 ， １］ 王 周 俐 ， Ｌ 等． Ｆ炉 混合 型 精炼 渣 脱 硫 的 实 验 室 研 究 ［ ］ 安 徽 工 业大 学 学 报 （ Ｊ． 自然科 学 版 ）２ ０ ，５ １ ：４—１ ，０ ８ ２ （ ） １ ６ ［２ 林 功 文 ． 包 炉 （ Ｆ 精 炼 用 渣 的功 能 和 配 制 ［］ 特 殊 钢 ，０ １ （ ） １］ 钢 Ｌ ） Ｊ． ２０ ，６ ． ［３］ 彭其 春 ， １ 徐 ［４］ １
标—— 拉拔 断丝 率 。夹杂物 的存 在容 易引起 应力 集
中， 微裂 纹 提前产 生 ， 导致钢 材断 裂 。
帘 线钢 典型 夹杂 物照 片及能谱 分 析见 图 １ 。
作 者 简介 ：刘 伟 云 （ ９０一） 女 ， 理 工 程 师 ， 学 本 科 ，０ ４年 毕 业 于 河 北 理 工 大 学 １８ ， 助 大 ２０
帘 线 钢 ； 拔 性 能 ；夹 杂 物 ； 析 拉 偏 文 献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ １ ８ ８ ２ １ ） ４— ０ ３— ２ １ ７ —３ １ （ ０ ２ ０ ０ １ ０
钢 高 线 帘 线 钢 的 生 产 进 行 了 优 化 ， 高 了安 钢 帘 线 钢 盘 条 的拉 拔 性 能 。 提 关键词
（ ．北 京科技 大学 ， １ 北京 １０ ０ ； ． 阳钢 铁集 团公 司 ， 南 安 阳 ４ ５ ０ ００ ０ ２ 安 河 ５ ０ ４）
摘 要 分析 了影 响 帘 线钢 拉拔 性 能 的 因 素 ， 盘 条 的表 面质 量 、 杂 物 、 分 偏 析 和 轧 钢 工 艺 参 数 四 个 方 面对 安 从 夹 成
帘线钢盘条的研制
作者简介 : 蒋跃东 (1968 - ) ,男 (土家族) ,江苏南通人 ,武汉钢铁 (集团) 公司技术中心 ,工程师 ,从事钢铁新产品开发 。
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炼 钢
第 20 卷
2 研制方法
2. 1 质量要求
目前国家标准 GB4354《优质碳素钢盘条》及 ZB H44002《优质碳素钢无扭控冷热轧盘条》都不 能满足钢帘线用盘条的技术要求 。国内尚未制定
表 3 WL X72A 帘线钢中各元素质量分数实际控制值
%
项目 Max
C 0. 74
Si 0. 24
Mn 0. 53
P 0. 011
S 0. 007
Cu 0. 03
Ni 0. 02
Cr 0. 002
Als
N
0. 003 0. 0040
Min
0. 71
0. 20
0. 49
0. 007 0. 004
0. 02
用 Ca2Si 辅助脱氧 ; 采用 L F 、VD 或 RH 等二次 精炼工艺控制夹杂物的形态 , 降低硫和氧含量 ; 在轧钢生产过程中 , 通过轧后控制冷却技术提高 钢的索氏体含量 。本文介绍近年来武汉钢铁 (集 团) 公司 (以下简称武钢) 帘线钢 WL X72A 盘条的 研制情况 。
1 研制条件
第 20 卷
图 5 夹杂物目标成分范围
图 4 钢中 Al2O3 含量与 不变形夹杂物指数的关系
由图 4 可 见 , 当 夹 杂 物 w ( Al2O3 ) 含 量 在 20 %左右时 , 不变形夹杂物接近最小值 。
钢帘线用盘条的技术标准 。我国一些钢帘线生产 厂大多参照国外一些钢帘线用盘条的企业标准 。 武钢参照一些钢帘线用盘条的企业标准 , 制定了 武钢 WL X72A 盘条的技术要求 , 其化学元素质 量分数和力学性能如表 1 和表 2 所示 。
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钢帘线化学成分
1、化学成分非常均匀，纯净度高，C、Mn、Si成分波动尽量小，S、P及其他微量元素均有严格要求。
C Mn Si P S Ti
0.72±0.02% 0.53±0.05 0.22±0.04 ≤0.010(0.005%)≤0.010(0.005%)
≤0.02
Al Ni Cu Mo Co Cr
≤0.005≤0.007≤0.007≤0.002≤0.002≤0.005
2、中心偏析
C中心偏析指数要求≤1.05
3、非金属夹杂
CaO、MgO、MnO、SiO2、Al2O3及Ti的氧化物，其中CaO、MgO、MnO及SiO2有延展性。
而Al2O3及氧化物没有延展性，绝不允许存在。
对SiO2、CaO、MgO、MnO每Cm2中允许含有1000个单位杂质，而Al2O3只允许有3个单位。
其它不允许超过1µm，最大不超过30µm。
4、气体含量
H2≤1.8ppm；N2≤30ppm；O2≤50ppm
5、表面缺陷
不能有针眼，凹坑，结疤，微小夹杂物。
切割裂纹，如有少量裂纹其深度应小于0.3mm。
6、内部缺陷
不允许有缩空，内部裂纹长度≤10mm。
对冶炼的要求：
1、多用转炉冶炼，需用铁水预处理脱S、P
2、少用Al2O3的耐材
3、需用炉外精炼，真空脱气，并用Ar搅拌
4、连铸中间包吹Ar，保护浇铸，氮密封。
控制中间包钢水温度降，结晶器和二冷段采用电磁搅拌。
对结晶器采用液面控制≤3mm。
控制拉速，采用轻压下。
5、工艺路线均采用浇铸大方坯，然后轧成小方坯供线材轧机轧制的工艺路线。
几个代表性的大方坯
川崎神户THY 的
400×560 380×550 265×380 300×400
140×140 115×115 125×125 125×125
钢坯进行严格修磨
世界上各国均摸索出了一整套生产工艺技术，形成各国的技术诀窍。
82B高碳硬线钢产品，为高强度预应力钢丝和钢线是硬线中的精品，是钢线专用钢中的最高牌号，全称为SWRH82B，S---代表钢，WR---代表钢，82---代表钢中含碳量为0.82％，B---代表钢钟的Mn为0.6～0.9％，其标准号为JIBG3506---1980
生产82B最大问题是“冷拉式卷曲断裂”，其原因为中心区元素偏析和碳化物沉淀，其最后产品为0.15mm的细丝，对钢材应有高性能要求（入抗张和疲劳性）。
为此在事件生产中对夹杂物控制很严，偏析要小，表面质量要好，这种钢丝主要用于航空钢丝绳，预应力高强度钢丝和轮胎
82B生产的三大关键
1、钢的纯净度
不允许有大型夹杂无，通常指大于50 的夹杂，另要求夹杂物的形态易加工，不能有Al2O3不变形夹杂物，为达到上述要求冶炼目标为：
1）钢钟含氢量小于20ppm
2）钢中的Als/Alt的比值大于0.95；
3）进行夹杂物变形处理
2、表面质量
稳定的液面，控制液相穴钢流和抑制向上的二次钢流对液面的扰动，选择适合保护渣和结晶器的振动参数是必要的。
3、高碳钢的偏析控制
高碳钢的偏析将造成钢的内部质量和性能的不均匀性，在拉丝和扭转过程中易引起断裂，为此要求在整个连铸的全过程中施行严格控制，特别是钢水成分，钢水稳定，二冷参数的控制，电磁搅拌现在被认为连铸这类钢的标准操作，底过热度，电磁搅拌，强制二冷冷却是减轻碳化的偏析的有效办法。
4、连铸82B的技术要点：
发展趋势是铸坯断面的小型化，钢钟高级化，可用150方的小方坯工艺进行生产，机型为弧形，多点式连续矫直，连铸半径为9---10m。
5、冶炼和精炼设施
1）铁水脱硫，钢包炉和真空脱气设施，脱气、精炼和夹杂物变形处理等功能，要档渣出钢。
6、连铸工艺有7点要求：
1）保护浇铸，加Ar密封，中间包内惰性气氛保护液面，中间包侵入水口带Ar封；
2）中间包液面深度大于800mm，使中间包内钢水停留时间大于10分钟，以致夹杂物上浮；3）设结晶器或结晶器和二冷段电磁搅拌，使铸坯等轴晶不可能细化，控制结晶器粘稠区的穿透性，以保持流体特性，均匀补偿及凝固，从而可以控制中心偏析；
4）结晶器振频振幅和时间优化设计；
5）高精度振动机构，以提高振动的精度减少偏振；
6）采用大的二次冷却比水量，1.5---2.0L/ ，并分段自动调节。
7）有条件时设置中间包保温式加热设施。
转炉原始炉气量
Gt----转炉出钢量
转炉原始烟气量计算
=
式中，L0’-----原始烟气量m3/h
G----转炉出钢量
Vc----转炉脱C速度（最大），0.5％
22.4-----克分子体积
12----C的原子量
60----小时分钟数
CO％----～86％
CO％----～10％
燃烧后的烟气量
L0=L0’×(0.5×α×CO%×79/21+1) =180000×(0.5×0.1×0.86×3.75+1) =180000×1.16
=209000m3 取210000m3/h 注：上式以300t转炉为例计算。