鋼簾線被譽為是線材中的頂級產品，被譽為“皇冠上的明珠”。它是伴隨著

子午線輪胎的發展而發展起來的。以鋼簾線為骨架材料的子午線輪胎具有高速、

高載、耐久等一系列優良特性。隨著汽車工業的發展，用于制造子午線輪胎的鋼

簾線需求量不斷增加，同時對鋼簾線的品種、性能及質量提出新的要求。作為生

產鋼簾線的原材料，簾線鋼質量很大程度上決定了簾線的品質。簾線鋼的潔凈度，

元素偏析等級，尤其是鋼中夾雜物的形態對后續產品有著極大的影響。非金屬夾

雜物易引起鋼絲拉拔和合股過程中斷絲的發生，因此要求簾線鋼中夾雜物尺寸小，

且在軋制和冷拔等加工過程中具有良好的變形性能。根據子午輪胎產品性能和太

陽能級硅產業的發展要求，鋼簾線和切割絲向著超高強度（4000 MPa 及以上）

方向發展，開發高強度、超高強度簾線鋼絲，對實現輪胎的輕量化、降低用燃料

的費用、降低生產成本意義重大。目前國內依舊不能穩定、高效的生產高牌號的

簾線鋼，開發簾線鋼冶煉關鍵技術對提升企業生產技術水平和質量控制水平，取

代進口高端鋼簾線產品意義重大。

（1）簾線鋼冶煉過程原輔料成分設計技術。簾線鋼生產過程中一般采用

Si-Mn 復合脫氧，但由于合金和輔料中存在 Al 的來源，簾線鋼主要的夾雜物為

MnO-Al 2 O 3 -SiO 2 系和 CaO-Al 2 O 3 -SiO 2 系兩類。其中，MnO-Al 2 O 3 -SiO 2 為脫氧反應產

物，CaO-Al 2 O 3 -SiO 2 為鋼渣反應生成。不同工序氧化物復合夾雜類型會發生轉變，

大量研究表明轉爐出鋼、精煉過程隨著鋼液成分的變化，夾雜物的成分在不斷變

化中。實際生產中使用的各種物料，包括合金、脫氧劑及鋼包內襯直接影響鋼液

成分，進而改變鋼液中非金屬夾雜物的成分。高端簾線鋼中非金屬夾雜物主要成

分為 SiO 2 -MnO，幾乎沒有 Al 2 O 3 的存在，因此在實際的生產過程中杜絕任何含 Al

的原料。國內企業在實際生產時更傾向于使用價格低廉的合金、脫氧劑等原料以

降低生產成本，為此本項目不僅研究了合金、脫氧劑、耐材等物料中 Al 的含量，

還研究了各物料對鋼液成分以及非金屬夾雜物成分的影響程度，以選擇更高性價

比的物料搭配。在使用不同物料后取樣分析，發現合金對鋼液中非金屬夾雜物的

影響最大，低鋁硅鐵和普通硅鐵對鋼液中非金屬夾雜物的成分影響如圖 1，可以

看出合金的使用直接改變夾雜物的體系。實際生產過程中可根據產品等級和各物

料對鋼中非金屬夾雜物的影響，針對性的使用物料控制生產成本。（2）簾線鋼精煉渣成分設計技術. 爐渣成分對鋼液成分有著直接影響，簾

線鋼精煉一般采用 CaO-SiO 2 -Al 2 O 3 渣系，精煉渣的成分對鋼中夾雜物的控制起重

要作用。研究表明精煉渣中相同 Al 2 O 3 含量的條件下，鋼液中[Al]s 含量隨精煉

渣堿度增高而增高；相同堿度的條件下，鋼液中 Als 含量隨精煉渣中 Al 2 O 3 含量

增加而增加。當精煉渣的堿度為 1.0 時，鋼液中[Al]s 隨渣中 Al 2 O 3 含量增加亦

呈增加趨勢， [Al]s 增量有限。同時，夾雜物中 Al 2 O 3 和 MnO 含量取決于渣-鋼

間的氧勢，如氧勢高，則夾雜物中 MnO 含量高。反之，當系統氧勢低時，渣中

CaO 和 Al 2 O 3 會有少部分被還原進入鋼液，夾雜物 CaO 和 Al 2 O 3 含量增加，MnO 含

量減少。在實際的冶煉過程中，精煉渣進入鋼液是不可能完全避免的，精煉渣進

入鋼液后將形成含大量 CaO、Al 2 O 3 的夾雜物。對此為控制鋼中非金屬夾雜物的成

分將精煉渣的堿度控制在 CaO/SiO 2 ≤1，實際生產過程中，精煉渣的最佳成分還

應根據精煉過程的渣鋼比，所使用合金、脫氧劑、耐材等條件進行優化。

（3）簾線鋼中夾雜物變形性能評估模型。許多研究認為低熔點夾雜物在軋制和

加工過程中變形更好。如果軋制過程中夾雜物是液態的，那這毫無疑問是對的。

 102 / 298

然而，實際的軋制溫度往往大部分都低于夾雜物的熔點。在軋制溫度降到夾雜物

固相線溫度以前，雖然夾雜物不是液態，但是由于軟化它們仍然具有一定的變形

性。然而，當溫度降低至固相線以下時，夾雜物將完全轉變為固態。并且，鋼的

變形不僅包括軋制，還包括其他冷加工，譬如，簾線鋼冷拔過程的溫度基本為室

溫，顯著低于夾雜物的固相線溫度。因此，只用熔點來評估冷拔或冷軋過程中夾

雜物的變形性能不太合理或者說不太全面。本項目提出使用低溫下夾雜物的楊氏

模量評估變形能力的模型，認為氧化物變形能力與楊氏模量大小成反比，并擬合

了低溫下的氧化物楊氏模量與平均原子體積關系：

2.939811 E V ，對Al 2 O 3 -SiO 2 -CaO 系和 Al 2 O 3 -SiO 2 -CaO

系氧化物的低溫楊氏模量進行了計算，如圖 2

所示。由于冷拔過程氧化物變形能力與楊氏模量大小成反比，為了降低冷拔過程

的斷絲率，夾雜物需要控制到圖中所示的深藍色區域，即要求具有很高的 SiO 2

含量和極低的 Al 2 O 3 含量。由圖還可知，由于具有最大的楊氏模量，Al 2 O 3 對簾線

鋼中氧化物的變形性能最為有害，這也是為什么簾線鋼生產過程中需要嚴格控制

鋼中 Al 含量。