CN102181798B

CN102181798B - 一种高强屈比高塑性预应力混凝土用钢材的加工方法

Info

Publication number: CN102181798B
Application number: CN2011100863746A
Authority: CN
Inventors: 姚圣法; 吴海洋
Original assignee: JIANGSU GUOJIAN NEW MATERIAL CO Ltd; JIANGSU TIANSHUN METAL MATERIAL GROUP CO Ltd
Current assignee: JIANGSU GUOJIAN NEW MATERIAL CO Ltd; JIANGSU TIANSHUN METAL MATERIAL GROUP CO Ltd
Priority date: 2011-04-07
Filing date: 2011-04-07
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2031-04-07
Also published as: CN102181798A

Abstract

本发明涉及一种混凝土用钢材的加工方法，是一种高强屈比高塑性预应力混凝土用钢材的加工方法，先由钢厂按化学成份C：0.10～0.5%，Si：0.3～1.8%，Mn：0.6～1.9%，Nb：0.02～0.2%，V：0.01～0.1%，Ni：0.01～0.2%、Cr:0.1～0.5%、Ti：0.015～0.2%、B：0.001～0.005%中的一种或几种微量合金元素，Fe：余量，冶炼并轧成带有或没有螺纹的盘条或直条；将轧好的螺纹盘条或直条送入加热炉加热到850～1100℃，然后经冷却装置冷却到600～690℃，在淬火器内用水或淬火液进行5～30秒淬火，再经过回火加热炉加热到450～650℃回火；通过回火冷却装置冷却处理到常温，最后进行检验入库。本发明不使用盐酸或硫酸进行酸洗和磷化，具有环保的优点；可使产品具有伸长率高、具有明显的屈服平台，强屈比高的优点。

Description

一种高强屈比高塑性预应力混凝土用钢材的加工方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土用钢材的加工方法，具体的说是一种高强屈比高塑性预应力混凝土用钢材的加工方法。

背景技术

目前，国内外生产的预应力混凝土用钢材已广泛应用于建筑领域，用于钢筋混凝土结构工程中可提高混凝土的整体强度，减小裂纹开展。但国内外大部份预应力钢材的伸长率仅在3～6%，强屈比仅在1.05～1.15之间。预应力钢材的张拉值一般设计在70%的抗拉强度，当塑性和强屈比较小时，整体的钢筋混凝土结构受外界力如地震水平力的冲击作用下，预应力钢材没有安全储备，将发生瞬间断裂，造成整体混凝土结构倒塌等事故。在生产工艺中，现有的预应力钢材均采用盘条或直条—酸洗磷化—连续拉拔—捻股—调质热处理—收线—层卷—检验包装入库。该生产工艺必须设有酸洗磷化工序，即采用盐酸或硫酸将盘条钢丝表面的氧化铁皮进行酸洗清除，然后进入磷化池磷化，以便于连续拉拔生产。这样，现有工艺所产生的大量废酸无法得到有效的治理，存在严重的环境污染；而且连续拉拔均采用多台大功率的拉丝机，也严重的浪费了有限的电能资源。因此，现有的预应力混凝土用钢绞线的加工方法存在严重环境污染、浪费电能和钢材资源、生产成本较高等缺点，有待改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种高强屈比高塑性预应力混凝土用钢材的加工方法，具有安全系数高，强屈比高，塑性高，具有明显的屈服平台，成本低，环保的优点。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种高强屈比高塑性预应力混凝土用钢材的加工方法，按以下步骤进行：

⑴由钢厂按以下重量百分比的化学成份：C：0.10～0. 5%，Si：0.3～1.8%，Mn：0.6～1.9%，Nb：0.02～0.2%，V：0.01～0.1%，Ni：0.01～0.2%、Cr:0.1～0.5%、Ti：0.015～0.2%、B：0.001～0.005%中的一种或几种微量合金元素，Fe：余量，冶炼并轧成带有或没有螺纹的盘条或直条；

⑵将轧好的螺纹盘条或直条送入加热炉加热到850～1100℃，然后经冷却装置冷却到600～690℃，在淬火器内用水或淬火液进行5～30秒淬火，再经过回火加热炉加热到450～650℃回火；

⑶通过回火冷却装置冷却处理到常温，最后进行检验入库。

由于现有技术中，需要连续拉拔，为了便于连续拉拔就必须要有之前的酸洗磷化工序，而本申请无需连续拉拔，先冶炼并轧成带有或没有螺纹的盘条或直条送入加热炉加热，因此无需酸洗磷化工序，不使用盐酸或硫酸进行酸洗和磷化，具有环保的优点；本发明采用的在线连续空冷加淬火工艺技术，可使产保证了产品的质量要求及性能指标。

在钢中添加“V”，通过碳化钒的析出氢陷阱，避免钢中的氢向微观界面（晶界等）处偏聚，使氢被固定在晶内一些缺陷处，改善该钢材的耐延迟断裂的性能；在钢中添加“V”，钒在钢中固溶和析出的作用，是热处理马氏体钢中的主要析出强化元素，但在该钢种中屈服点表现不明显，屈服点容易发生上下偏移；、在钢中同时添加“Nb”和“V”，使得钢材出现明显的屈服平台，使得钢材在外力作用下有一个很好的缓冲带，不至于断裂，特别适用于地震中建筑物的缓冲。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的高强屈比高塑性预应力混凝土用钢材的加工方法，盘条或直条按重量百分比由以下化学成份组成：C：0.13%、Si：0.58%、Mn：1.8%、Nb：0.025%、V：0.02%、Cr：0.3%和Fe：余量。

前述的高强屈比高塑性预应力混凝土用钢材的加工方法，盘条或直条按重量百分比由以下化学成份组成：C：0.23%、Si：1.58%、Mn：0.6%、Nb：0.02%、V：0.2%、Ni：0.02%、Ti：0.025%、Cr：0.3%、B：0.0045%和Fe：余量。

前述的高强屈比高塑性预应力混凝土用钢材的加工方法，盘条或直条按重量百分比由以下化学成份组成：C：0.43%、Si：0.6%、Mn：1.2%、Nb：0.2%、V：0.01%、Ni：0.02%、Ti：0.025%、Cr：0.3%、B：0.0045%和Fe：余量。

前述的高强屈比高塑性预应力混凝土用钢材的加工方法，步骤⑵中，将轧好的螺纹盘条或直条经过前牵引传动系统传动依次送入加热炉，然后经冷却装置后，送入淬火装置，再经过回火加热炉，再通过回火冷却装置，最后由后牵引传动系统牵出；前后牵引传动系统的频率差在0.5～1.5HZ。设定频率差使得产品在一定的张力条件下淬火回火，具有低松弛的优点；利用前后牵引之间张力差，使钢材组织在热处理过程中形成形变错位，从而产生预应力的特性，即70%Rm1000h松弛率小于等于2.5%。

前述的高强屈比高塑性预应力混凝土用钢材的加工方法，步骤⑵中，在冷却装置中，通过高压气体或汽雾冷却将盘条或直条冷却到600～690℃。

本发明的有益效果是：（1）本发明不使用盐酸或硫酸进行酸洗和磷化，具有环保的优点；（2）本发明采用的在线连续空冷加淬火工艺技术，可使产品的伸长率大于15%以上，强屈比大于1.21 以上，具有伸长率高、强屈比高的优点；（3）本发明采用的在线连续空冷加淬火工艺技术，金相组织为由铁素体、马氏体、少量贝氏体组织组成，其中铁素体均匀分布在马氏体及贝氏体组织内；（5）本发明可通过由前后牵引传动系统，前后牵引频率差在0.5～1.5HZ，使得产品在一定的张力条件下淬火回火，具有低松弛的优点。

附图说明

图1为现有的钢材屈服平台曲线。

图2为本发明的钢材屈服平台曲线。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的一种高强屈比高塑性预应力混凝土用钢材的加工方法，具体流程为：

由钢厂按化学成份C：0.13%、Si：0.58%、Mn：1.8%、Nb：0.025%、V：0.02%、Cr：0.3%和Fe：余量，冶炼好并轧制好螺纹盘条或直条；

然后准备好校直机组、前牵引传动系统、加热炉、冷却装置、淬火装置和回火加热炉，并接通电源，在冷却装置上连接好压缩空气，淬火装置的接通高压水泵；

将螺纹盘条或直条运输到后续加工场所，经过前牵引传动系统传动依次送入加热炉加热到850℃，然后经冷却装置通过高压气体或汽雾冷却冷却到690℃后，在淬火装置内用水或淬火液进行为时7秒钟淬火，再经过回火加热炉加热到620℃回火；

通过回火冷却装置冷却处理到常温，由后牵引传动系统牵出，前后牵引频率差在0.5HZ，最后进行检验入库。

图1为现有的钢材屈服平台曲线，图2为本发明的钢材屈服平台曲线，其中纵坐标为力kN,横坐标为时间S，由图2可以看出钢材出现明显的屈服平台。

实施例2

由钢厂按化学成份C：0.23%、Si：1.58%、Mn：0.6%、Nb：0.02%、V：0.2%、Ni：0.02%、Ti：0.025%、Cr：0.3%、B：0.0045%和Fe：余量，冶炼好并轧制好螺纹盘条或直条；

准备好校直机组、前牵引传动系统、加热炉、冷却装置、淬火装置和回火加热炉，并接通电源，在冷却装置上连接好压缩空气，淬火装置的接通高压水泵；

将螺纹盘条或直条运输到后续加工场所，经过前牵引传动系统传动依次送入加热炉加热到960℃，然后经冷却装置通过高压气体或汽雾冷却冷却到630℃后，在淬火装置内用水或淬火液进行为时15秒钟淬火，再经过回火加热炉加热到560℃回火；

通过回火冷却装置冷却处理到常温，由后牵引传动系统牵出，前后牵引频率差在1.5HZ，最后进行检验入库。

实施例3

由钢厂按化学成份C：0.43%、Si：0.6%、Mn：1.2%、Nb：0.2%、V：0.01%、Ni：0.02%、Ti：0.025%、Cr：0.3%、B：0.0045%和Fe：余量，冶炼好并轧制好螺纹盘条或直条；

将螺纹盘条或直条运输到后续加工场所，经过前牵引传动系统传动依次送入加热炉加热到1100℃，然后经冷却装置通过高压气体或汽雾冷却冷却到6000℃后，在淬火装置内用水或淬火液进行为时30秒钟淬火，再经过回火加热炉加热到650℃回火；

通过回火冷却装置冷却处理到常温，由后牵引传动系统牵出，前后牵引频率差在1.0HZ，最后进行检验入库。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims

1.一种高强屈比高塑性预应力混凝土用钢材的加工方法，按以下步骤进行：

⑴由钢厂按以下重量百分比的化学成份：

C：0.10～0. 5%，

Si：0.3～1.8%，

Mn：0.6～1.9%，

Nb：0.02～0.2%，

V：0.01～0.1%，

Ni：0.01～0.2%、Cr:0.1～0.5%、Ti：0.015～0.2%、B：0.001～0.005%中的一种或几种微量合金元素，

Fe：余量，

冶炼并轧成带有或没有螺纹的盘条或直条；

⑵将轧好的螺纹盘条或直条送入加热炉加热到850～1100℃，在淬火器内用淬火液进行5～30秒淬火，在回火加热炉内加热到450～650℃回火；

⑶通过回火冷却装置冷却处理到常温，最后进行检验入库；

其特征在于：

所述步骤⑵中，轧好的螺纹盘条或直条送入加热炉加热到850～1100℃后，先经冷却装置通过高压气体或汽雾冷却将盘条或直条冷却到600～690℃，再在淬火器内用淬火液进行5～30秒淬火，最后经过回火加热炉加热到450～650℃回火；

所述步骤⑵中，将轧好的螺纹盘条或直条经过前牵引传动系统传动依次送入加热炉，然后经冷却装置后，送入淬火装置，再经过回火加热炉；

通过回火冷却装置，最后由后牵引传动系统牵出；所述前后牵引传动系统的频率差在0.5～1.5HZ。

2.如权利要求1所述的高强屈比高塑性预应力混凝土用钢材的加工方法，其特征在于：所述盘条或直条按重量百分比由以下化学成份组成：C：0.13%、Si：0.58%、Mn：1.8%、Nb：0.025%、V：0.02%、Cr：0.3%和Fe：余量。

3.如权利要求1所述的高强屈比高塑性预应力混凝土用钢材的加工方法，其特征在于：所述盘条或直条按重量百分比由以下化学成份组成：C：0.43%、Si：0.6%、Mn：1.2%、Nb：0.2%、V：0.01%、Ni：0.02%、Ti：0.025%、Cr：0.3%、B：0.0045%和Fe：余量。