钢帘线是制造汽车子午线轮胎骨架的理想材料，主要用于子午胎体、带束层、胎侧增强层和胎圈包布，制成的轮胎适合于车辆在高速状态下行驶，具有载荷大、抓着力好、耐刺扎、寿命长、节油等一系列优点。

 

近年来，国内汽车、轮胎及钢帘线的发展极为迅速，特别是在我国汽车产销量居全球第一后，钢帘线市场具有很大的潜力。不过，随着汽车工业的迅猛发展，对子午线轮胎的安全性、舒适性和经济性等方面的要求不断提高，钢帘线将加速向高强度、高渗透性等先进技术方向发展，因此也对帘线钢提出了更高的要求。

帘线钢生产现状

目前，世界上主要生产钢帘线用线材的生产厂有德国撒斯特（SKD）、日本新日铁住金（NSCMC）、日本神户（KSL）和韩国浦项（POSCO）等。

钢帘线对于高线厂来说附加值较高，国内多家钢帘线厂在寻找国内的钢帘线用线材供应商，市场需求旺盛。原来依靠日本、德国、意大利等供应钢帘线用线材的厂家对国内供应货源的需求更加强烈。迄今为止，国内主要有宝武集团（宝钢和武钢）、鞍钢等钢厂能生产一些帘线钢，国内一些生产帘线钢的合资企业所使用的坯料还大量依靠进口。国内企业通过引进、消化、吸收国外先进技术，产品质量和技术水平有了显著的提高，在产品质量与国外差别不大的前提下，拥有较强的成本优势。

以宝武集团宝钢为例，宝钢线材产线投产于1999年3月，年设计产能40万吨，以钢帘线、弹簧钢、汽车用冷镦钢及高等级桥梁缆索用钢为主。2010年，宝钢钢帘线生产实现历史突破，全年销量逾12万吨，形成了从72至92钢帘线的全系列生产能力。2011年1月28日，宝钢成功生产出B96LX极高强度钢帘线盘条，标志着宝钢钢帘线制造能力达到国际先进水平，实现了钢帘线盘条产品的全系列覆盖。钢帘线每提高一个等级，汽车轮胎就可以减重10%。因此，提高强度、减轻重量、延长寿命是汽车行业轻量化发展对钢帘线提出的要求。如今，宝钢现已成为世界子午线轮胎生产行业巨头米其林的国内最大钢帘线供应商，并向世界最大的钢帘线、钢丝及制品制造商贝卡尔特稳定供货。

目前，帘线钢的冶炼工艺主要有以下两种：①电炉→二次精炼→连铸或模铸；②高炉→铁水预处理→转炉冶炼→二次精炼→连铸。帘线钢一般不宜采用电炉冶炼，因为其炉料废钢中残留的有害微量元素（镍、铅、铜、铬）会影响到钢的质量。由于钢帘线用成品钢丝的丝径一般都在0.15毫米~0.38毫米，钢中尺寸大于5微米的硬性夹杂（主要是氧化铝）数量较多时，拉拔过程中的断丝率将很高。因此，为减少夹杂物和改变其形态，降低钢丝脆断率，帘线钢必须采用二次精炼。

国内外帘线钢主要采用LF（钢包精炼炉）+VD（真空脱气）或LF+RH（真空循环脱气）法进行精炼，通过采用Si-Mn合金脱氧以及改变精炼渣系，达到控制钢中酸溶铝含量，进而使钢中夹杂物转变为塑性CaO-SiO2-Al2O3夹杂的目的。具体的做法是在转炉出钢时尽量控制下渣量，或者是在出完钢后扒去钢包内的转炉渣，再加入精炼渣。并且，LF与VD或者RH配合使用能有效脱硫，降低钢中氧含量，使夹杂物转变为液相、易聚合上浮的钙铝酸盐。经过钢包炉处理的钢液，杂质元素含量和夹杂水平均有明显改善，能生产硫含量0.0007%~0.003%、氧含量0.0013%~0.0017%、夹杂物0~1.0级的洁净钢。

如何进行帘线钢冶炼技术攻关？

冶炼技术难点有哪些？

成分允许波动范围小。碳含量（碳当量）对拔丝影响很大。据统计，碳当量每提高0.01%，断丝率约提高5%。钢帘线盘条的碳含量高、范围窄，一般在0.7%以上。对于高碳钢来说，碳含量与碳当量的稳定精确控制是个难点，需要通过提高转炉出钢的含碳量、LF炉通过增碳剂精确调整碳含量来进行控制。

夹杂物控制严格。在钢帘线加工过程中，单丝直径最小可以拉拔到ф0.15毫米，夹杂物的大小和形态直接决定着考核钢帘线用线材质量的一个最重要指标——拉拔断丝率。控制夹杂物成为炼钢厂冶炼水平的直接体现。现在一些先进钢厂在研究零夹杂的超纯净钢冶炼。冶炼过程中必须严格控制脱氧、精炼，减少钢中的夹杂物含量。另外，用渣洗法进行夹杂物无害化处理，不但可以减少夹杂物的数量，而且可以得到易变形的夹杂物。要合理确定钢水罐、浇注水口的耐火材料来控制外来夹杂物的产生。

免成分偏析。碳、锰偏析一般产生在连铸坯凝固过程中，对高碳钢来说，更容易在心部产生偏析，它会强烈推迟线材轧制时心部珠光体的转变。若冷却速度较快，则形成心部马氏体；若冷却速度较慢，则形成心部渗碳体。这两种组织都会导致线材在拉丝中断裂。采用大方坯连铸技术、电磁搅拌技术、轻压下技术对控制偏析有很大好处。

帘线钢夹杂物影响几何？

钢帘线是线材制品中的极品，被称为“皇冠上的明珠”。因为钢帘线要被拉至0.15毫米~0.38毫米钢丝并制成绳，拉拔成细丝100千米不允许断头，所以钢帘线的所有生产工序都有较严格的要求，其中对夹杂物的控制最为关键。钢帘线在冷拔和捻股过程中发生断丝，最主要的原因之一是钢中存在硬而不变形的脆性夹杂物。实验表明，夹杂物大于被加工钢丝直径2%就会导致钢丝在冷拉和合股过程中脆性断裂。钢帘线断丝的主要原因有以下几点：

原辅材料有害元素的影响。原辅材料是保证帘线钢质量的前提，入炉铁水、废钢，以及添加的渣料、合金料等均需要对有害元素进行控制。钢帘线用钢除要按规定控制碳、硅、锰成分以外，其他各元素更要严格控制，否则就会导致断丝，如铜含量超标会引起“红脆”等。电炉加入40%废钢，带入的铜元素不能在后道工艺中去除，必须使用优质废钢。钛元素在钢中危害也很大，与氮元素在凝固过程中形成小尺寸、带棱角的、硬脆的氮化钛夹杂（即钛夹杂）。钛夹杂在钢丝拉拔过程中加重模耗，并严重恶化成品的抗疲劳性能。钛元素性质活泼，极易与氧、氮元素发生反应，炼钢残留的少量钛元素也会对成品造成很大的危害，因此必须控制其来源，使用特殊合金及合成渣，将原辅材料中的钛元素限制在最低水平。铝是强脱氧元素，钢液脱氧过程中一旦析出氧化铝夹杂，精炼过程中就无法将它们从钢液中彻底去除。特别是尺寸小于10微米的氧化铝夹杂，要通过常规的精炼工艺从钢液中有效去除是十分困难的。即使将钢液全氧质量分数降低到（5~6）×10-6，材料疲劳断口上仍然发现直径为10微米~20微米的A12O3颗粒。另外，钢中铝元素还会与渣中的二氧化钛发生反应：4A1+3TiO2=3Ti+2A12O3，使渣中的二氧化钛被还原后进人钢液中，不利于钛元素的去除。

全氧含量的影响。氧的控制是冶炼帘线钢的一项非常重要的工作。全氧含量高于夹杂物数量后无论夹杂成分控制得多好，都会导致断丝。

偏析的影响。高碳钢偏析也是影响断丝的一个重要因素。高碳钢偏析高对轧钢组织控制带来不良影响，同时使夹杂物的分布不均，产生断丝。钢帘线用盘条偏析评级≤2级，应达到标准。

气体含量的影响。气体对钢帘线断丝的影响主要是氢和氮的含量。

夹杂物的影响。杂物是影响断丝的主要原因，特别是氧化铝夹杂。

夹杂物如何控制？

夹杂物形态控制主要依靠精炼渣来实现，但每个钢厂有不同的工艺条件，夹杂物受很多因素制约，如原材料、合金、耐火材料等，所以各厂设备不一样，冶炼方法也不一样。技术人员可以从钢丝断口形貌、断丝入手借助电子探针和图形仪分析夹杂物；同时对LF精炼夹杂物进行有限控制，用电解和金相分析铸坯中的夹杂物可以有效地减少夹杂物对质量的影响。

国际上，帘线钢最常用的标准是皮拉利标准，该标准对夹杂物的要求为：钢中总氧含量≤30×10-6；夹杂物最大尺寸，一般要求<ф15微米，更细的丝及高强度帘线要求夹杂物直径小于钢丝直径的2%；钢中不允许纯氧化铝夹杂存在，复合氧化物夹杂中氧化铝要求质量分数≤50%；夹杂物数量根据不同强度级别、不同钢丝直径的要求，一般要控制在每平方厘米1000个以下。

严格控制钢中铝元素，所有合金、原料中不允许含铝元素，同时要控制渣中碱度（氧化钙/二氧化硅）。当碱度在≤1.0时，渣中氧化铝≤15%可以实现氯元素的微量控制，即能将夹杂物氧化铝控制在20％左右。

但日本研究表明，精炼渣中的氧化钙和二氧化硅与钢中全氧含量有较大关系。当碱度≤1.0时，全氧水平在（20~25）×10-6左右，但实际操作中全氧很难达到这一水平。全氧含量高即夹杂物数量多，这也是影响断丝的重要因素。