预应力钢丝、钢绞线和钢棒通常都用0.7-0.8%的含碳量，0.6-0.9%的含锰量的优质碳素结构钢盘条制造的，有的还用含碳量高达0.9%的盘条制造。为了获得理想的硬线钢钢质，目前国外主要钢铁企业都在提高钢的洁净度方面付出了很大努力，所生产的钢均可认为是洁净钢，并且向生产超纯净钢方向发展。只有钢质纯净了，才能通过各种处理方法（热处理方法或其他的处理方法）得到不同性能的钢材。正如大家所知道的，为了获得纯净硬线钢，国外通常采用的炼钢工艺组合是：

铁水预处理→LD顶底复吹转炉（或电炉）冶炼→二次精炼（微合金化）→高速无扭控冷轧制

1铁水预处理

铁水预处理主要是通过向铁水添加熔剂进行脱硅、脱磷和脱硫处理。例如在铁水沟流槽处添加烧结矿和石灰进行脱硅处理；向铁水罐喷吹苏打水进行脱磷、脱硫处理；向铁水罐吹氧、加入铁矿或氧化铁皮、石灰和萤石进行脱硅、脱磷和脱硫处理。通过三脱处理使入炉铁水的硅、硫和磷含量下降。通过三脱处理使入炉铁水的硅、硫、磷含量下降。如日本和西欧入炉铁水的硅含量分别从0.55％降至0.3％，及0.6％－0.8％降至0.3－0.5％；硫的含量降至约0.001％；磷的含量降至约0.001％。下面简单介绍国外在脱硫方面的进展：德国采用的脱硫方法中较为成熟的有两种：莱茵搅拌法和KR搅拌法。莱茵搅拌法的脱硫效果明显优于传统脱硫法，采用莱茵法的铁水中硫的最终含量＜0.001％，而采用传统脱硫方法的铁水中；硫的最终含量为0.001％－0.008％。KR搅拌法碳化钙的消耗量比传统方法减少20％。英国钢铁公司斯肯索普厂转炉车间，采用的是石灰和镁脱硫剂复合喷吹法进行脱硫。这种喷吹方式减少了镁的消耗量，缩短了铁水脱硫时间。当喷枪进入熔池时，连续喷吹还可以减少喷枪堵塞，避免不必要的停产。墨西哥高炉公司自1989年开始使用碳化钙基的脱硫剂，其成分为75%CaC2和25%石灰石（CaC275/25）。实践证明使用这种脱硫剂很经济。近年来，该公司用CaC275/25作脱硫剂的操作效果及特性见表1。德国ESM公司开发出一种双抢喷吹系统，且两个喷枪所喷吹脱硫剂的喷吹量可独立控制。双喷枪喷吹工艺可使脱硫用时大大缩短，而不会降低碳化钙或碳化镁脱硫剂的作用。

2LD炉冶炼及二次精炼

硬线钢要求铸坯中Al2O3夹杂物要少，以避免冷拔时产生断裂。因此国外通常采用Si-Mn脱氧，并用Ca-Si辅助脱氧，而不用Al脱氧。在出钢时要采用挡渣出钢，避免或减少转炉炉渣带入钢包。另外国外生产硬线钢需经过二次冶金处理，如LF、VD和RH等适合的二次冶金工艺。二次冶金的目的不仅是为降低硫和氧含量并还可控制夹杂物形态。表2列出各种精炼方法的功能。

国产硬线钢由于冶炼工艺不合要求使得成分控制精度普遍低于国外,碳含量控制范围高于国外控制值。硫和磷的含量也高达0.03％左右。此外，夹杂物成分复杂，多为复合型化合物（含Fe27.7％、Al36.1%、Si12.7%、Mn23.4%），夹杂物大小不均，Al2O3脆性夹杂物颗粒最大截面长达133μm，且分布不均。这是国产硬线钢在拉拔生产过程中出现断丝现象，严重限制拉丝速度，以及产品力学性能不均匀等问题的主要原因。

取消铅淬火工序，采用无扭控冷热轧盘条直接拉拔钢丝是本行业技术进步的明显标志。但当盘条直径增大时，这种盘条的抗拉强度往往稍逊于铅淬火盘条。在这种情况下，加大总压缩比是保证钢丝获得所需强度的方法之一。但国外的经验证明，比较好的方法还是线材的微合金化。钢中加入一定量的铬（约0.25％－0.30％），可提高大规格盘条控冷时的淬透性，确保充分的索氏体化。据有关资料报道，欧洲、日本均已生产微合金盘条供应预应力钢材生产用。在国内，天津钢厂在1985年也做过类似的尝试，并取得过有价值的成果，当时采用70SiCr盘条试制的预应力钢丝，其强度水平达到采用82B盘条的水平，不经稳定化处理获得了≥4％的松弛损失率，大大低于普通矫直回火钢丝的松弛率。

3连铸

在连铸硬线钢时要注意三个问题：一是控制非金属夹杂物；二是改善铸坯的表面质量；三是控制碳偏析。

3.1控制非金属夹杂物

为控制非金属夹杂物，除了在冶炼及出钢时要采用保护措施外，在连铸浇铸时还要做到以下几点：

（1）采用保护性浇铸。钢水从钢包注入中间包用长水口加氩气保护；从中间包至结晶器采用浸入式水口浇铸；存贮在中间包内的钢水表面覆盖一层保护渣，以便保温和防止钢水二次氧化。

（2）浇铸使用的长水口、中间包衬及浸入式水口的耐火材料质量要好，而且要按规定进行烘烤，以防止外来夹杂物进入铸坯内。

（3）中间包和结晶器所用的保护渣性能、熔点、流动性、颗粒度都要适应于高碳钢的浇铸。

（4）中间包内钢水液面高度一般在700mm-900mm，钢液面高有利于大型夹杂物上浮，洁净钢水，提高铸坯质量。

3.2改善铸坯的表面质量

为保证获得质量良好的硬线，连铸也是一个非常重要的环节。高碳钢连铸时，若控制不好会产生表面缺陷。这些表面缺陷通常是指铸坯表面的针孔、皮下夹杂物、皮下裂纹等。造成这类缺陷的原因主要与保护渣的性能、二次冷却制度的控制、结晶器振动频率和振幅的控制等有关。

高碳钢是裂纹敏感性钢，因此对二冷水的控制要适当，冷却应均匀，防止铸坯产生过大的回温。例如可以采用这样的二冷水控制方案：第一阶段冷却水量控制在128L/min，第二阶段和第三阶段冷却水量减少，铸速控制在2.1－2.3m/min，单位水量控制在1L/kg左右。

此外采用结晶器电磁搅拌也是提高铸坯表面质量的另一行之有效的方法。电磁搅拌促使熔渣和气泡上浮，因而减少了表面夹渣及皮下气泡的产生。

3.3控制碳偏析

严重的碳偏析产生的渗碳体网状组织对线材的力学性能和拉拔性能都会产生有害的影响。控制碳偏析一般采用以下措施：

（1）结晶器强冷，增加坯壳厚度

据资料介绍，现在浇注硬线钢坯的结晶器铜管长度已增至800mm左右，结晶器冷却水的流速增至10m/s，以使坯壳厚度增加。

（2）中间包钢水过热度控制在15－20℃，即低温浇注过热度越小，铸坯断面上的细等轴晶区就越大，因而就会减小偏析所占面积，而小的偏析在随后的加热和轧制过程中可以得到均匀化。低温浇注时铸坯的等轴晶率可达25－40％。

（3）用二冷区电磁搅拌和凝固末端电磁搅拌减少方坯的中心疏松和中心偏析

为了改善铸坯的内部质量，进一步降低铸坯的中心偏析和中心疏松，在连铸机上采用二冷区电磁搅拌和凝固末端电磁搅拌相组合的方法可取得明显的效果。

凝固末端电磁搅拌能够打断铸坯中心部位的搭桥，这样就能较好地为凝固收缩补给所需的钢液，同时增加铸坯的凝固晶粒，提高铸坯的等轴晶率。对于高碳钢，凝固末端的电磁搅拌尤其重要，它可减少渗碳体的生成。表3列出各种搅拌方式对中心偏析改善的状况。

4轧制

4.1改善加热炉烧钢质量

要保证钢坯加热炉的结构合理，提高自动化控制水平，使烧钢温度均匀，烧损降到0.3－0.4％。

1.3.3.2保证获得索氏体组织

国外预应力制品用盘条的生产一般采用高速线材无扭轧机，链式标准型斯泰尔摩控冷线，卧式捆扎机。除了保证线材的尺寸公差和良好的表面状态外，还通过采用轧后控制冷却技术解决钢的内部金相组织索氏体化的问题，以获得稳定的拉拔性能。

轧线除有测温外，还设有测径仪，能帮助操作工即时发现问题，并予以纠正。

4.2斯泰尔摩控制冷却线

控制冷却即可以减少氧化铁皮的生成，又可改善钢材的机械性能和内部组织。为进一步控制相变准备条件。目前国内外生产的优质高碳钢盘条通常采用辊式标准型或延迟型斯泰尔摩控冷线控制冷。