CN106636882A - 一种高韧性mg600锚杆钢筋及其生产方法 - Google Patents

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张晓军
袁成玺
姜肖卫
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郭其江
宋将
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Abstract

本发明涉及一种高韧性MG600锚杆钢筋及其生产方法，旨在提供一种具有优异的屈服强度、抗拉强度和延伸率的高韧性MG600锚杆钢筋，采用TMCP轧制工艺方法；全线采用超重载轧机来保证TMCP轧制工艺；转炉冶炼工序开轧温度为920～1000℃，入精轧温度920～960℃，冷床回火温度920～960℃；钢筋按重量百分比由以下元素组成：C：0.20～0.26%；Mn：1.30～1.50%；Si：0.30～0.60%；V：0.10～0.16%；稀土元素：0.03～0.06%；S≤0.020%；P≤0.020%；O≤40ppm;本发明通过TMCP轧制工艺，细化晶粒度达到10级以上，韧性高。

Description

一种高韧性MG600锚杆钢筋及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种钢筋及其生产方法，特别是涉及到一种高韧性MG600锚杆钢筋及其生产方法。
背景技术
锚杆支护可显著提高围岩的稳定性，是一种结构简单的主动支护；其具有成本低、支护效果好、操作简便、占用施工空间小等优点，广泛用于煤矿巷道、隧道、边坡和深基坑等重要工程。
锚杆钢筋用于制作金属锚杆杆体，是一种横截面为圆形，表面无纵肋，带有连续分布横肋的特殊用途钢材。
高韧性MG600锚杆钢筋是一种高韧性锚杆钢筋，对性能要求为屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥800MPa，冲击吸收功（20℃）≥80J，断后伸长率（A5）≥25%。
开发此品种，难度较大，主要体现在：随着强度提高，韧性和塑性逐渐降低；需研制一种新的化学成分配方及轧制工艺方法，最终生产出符合要求的高韧性MG600锚杆钢筋。
发明内容
本发明提供了一种高韧性MG600锚杆钢筋及其生产方法,其解决技术问题的技术方案是：
通过认真研究各合金元素对钢筋性能的影响，最优配比合金元素组分及重量百分比：C元素是最廉价的合金元素，能大幅度提高钢筋强度，但是对延伸率降低较明显；V元素会改善低温冲击韧性；S、P、O等杂质元素对塑性的影响较大；稀土元素性质活泼，与钢中的有害杂质氢、氧、氮、硫的化学亲和力很大，易生成氢化物、氧化物、氮化物、硫化物和硫氧化物，能显著提高延伸率；为保证延伸率、冲击吸收功达标。
一种高韧性MG600锚杆钢筋的生产方法，包括转炉冶炼工序、LF精炼工序、连铸工序和轧制工序，采用TMCP轧制工艺方法；全线采用超重载轧机来保证TMCP轧制工艺；所述转炉冶炼工序开轧温度为920℃～1000℃，入精轧温度920℃～960℃，冷床回火温度920℃～960℃；所述钢筋按重量百分比由以下元素组成：C：0.20%～0.26%；Mn：1.30%～1.50%；Si：0.30%～0.60%；V：0.10%～0.16%；稀土元素：0.03%～0.06%；S≤0.020%；P≤0.020%；O≤40ppm；其余为Fe。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的高韧性MG600锚杆钢筋，按重量百分比由以下元素组成：C：0.20%；Mn：1.30%；Si：0.50%；V：0.10%；稀土元素：0.04%；S：0.015%；P：0.018%；O：30ppm；其余为Fe。
前述的高韧性MG600锚杆钢筋，按重量百分比由以下元素组成：C：0.26%；Mn：1.50%；Si：0.30%；V：0.16%；稀土元素：0.03%；S：0.012%；P：0.015%；O：28ppm；其余为Fe。
前述的高韧性MG600锚杆钢筋，按重量百分比由以下元素组成：C：0.25%；Mn：1.40%；Si：0.60%；V：0.13%；稀土元素：0.06%；S：0.018%；P：0.014%；O：32ppm；其余为Fe。
本发明具有以下有益效果：
本发明的方法生产出的高韧性MG600锚杆钢筋，具有优异的屈服强度、抗拉强度和延伸率，实现钢筋的屈服强度为620-670MPa，抗拉强度为780-830MPa，延伸率为25%-27%，冲击吸收功为80-100J，能满足MG600热轧锚杆钢筋性能要求；通过TMCP轧制工艺，细化了晶粒，晶粒度达到10级以上，为实现高韧性提高了有力保障。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明，但本发明并不限于此；通过认真研究各合金元素对钢筋性能的影响，最优配比合金元素组分及重量百分比：C元素是最廉价的合金元素，能大幅度提高钢筋强度，但是对延伸率降低较明显；V元素会改善低温冲击韧性；S、P、O等杂质元素对塑性的影响较大；稀土元素性质活泼，与钢中的有害杂质氢、氧、氮、硫的化学亲和力很大，易生成氢化物、氧化物、氮化物、硫化物和硫氧化物，能显著提高延伸率；为保证延伸率、冲击吸收功达标，本发明提供的高韧性锚杆钢筋按重量百分比由以下元素组成：C：0.20～0.26%；Mn：1.30～1.50%；Si：0.30～0.60%；V：0.10～0.16%；稀土元素：0.03～0.06%；S≤0.020%；P≤0.020%；O≤40ppm；其余为Fe和不可避免的杂质。
所述高韧性MG600锚杆钢筋，屈服强度为620-670MPa，抗拉强度为780-830MPa，延伸率为25-27%，冲击吸收功为80-100J。
本发明提供的一种高韧性MG600锚杆钢筋的生产方法的具体技术方案如下：包括冶炼工序、精炼工序、连铸工序和轧制工序；采用TMCP轧制工艺方法 ；全线采用超重载轧机来保证TMCP轧制工艺；采用的温度制度为：开轧温度为920℃～1000℃，入精轧温度920℃～960℃，冷床回火温度920℃～960℃。
下面列举几个实施例。
实施例1
一种高韧性MG600锚杆钢筋的生产方法，包括冶炼工序、精炼工序、连铸工序和轧制工序，采用TMCP轧制工艺 方法 ；全线采用超重载轧机来保证TMCP轧制工艺；所述转炉冶炼工序开轧温度为920℃，入精轧温度950℃，冷床回火温度940℃。
生产的高韧性MG600锚杆钢筋按重量百分比由以下元素组成：C：0.20%；Mn：1.30%；Si：0.50%；V：0.10%；稀土元素：0.04%；S：0.015%；P：0.018%；O：30ppm；其余为Fe。
钢筋的力学性能参数为：屈服强度为630MPa，抗拉强度为790MPa，延伸率为26%，冲击吸收功为90J。
实施例2
一种高韧性MG600锚杆钢筋的生产方法，包括冶炼工序、精炼工序、连铸工序和轧制工序，采用TMCP轧制工艺方法 ；全线采用超重载轧机来保证TMCP轧制工艺；所述转炉冶炼工序开轧温度为980℃，入精轧温度960℃，冷床回火温度960℃。
生产的高韧性MG600锚杆钢筋按重量百分比由以下元素组成：C：0.26%；Mn：1.50%；Si：0.30%；V：0.16%；稀土元素：0.03%；S：0.012%；P：0.015%；O：28ppm；其余为Fe。
MG600锚杆钢筋的力学性能参数为：屈服强度为650MPa，抗拉强度为810MPa，延伸率为27%，冲击吸收功为89J。
实施例3
一种高韧性MG600锚杆钢筋的生产方法，包括冶炼工序、精炼工序、连铸工序和轧制工序，采用TMCP轧制工艺方法 ；全线采用超重载轧机来保证TMCP轧制工艺；所述转炉冶炼工序开轧温度为1000℃，入精轧温度920℃，冷床回火温度920℃。
生产的高韧性MG600锚杆钢筋按重量百分比由以下元素组成：C：0.25%；Mn：1.40%；Si：0.60%；V：0.13%；稀土元素：0.06%；S：0.018%；P：0.014%；O：32ppm；其余为Fe。
MG600锚杆钢筋的力学性能参数为：屈服强度为668MPa，抗拉强度为820MPa，延伸率为26%，冲击吸收功为96J。
通过以上实施例可以看出，根据本发明的方法生产出的高韧性锚杆钢筋具有优异的屈服强度、抗拉强度和延伸率，能满足MG600热轧锚杆钢筋性能要求。
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 (4)

1.一种高韧性MG600锚杆钢筋的生产方法，包括转炉冶炼工序、LF精炼工序、连铸工序和轧制工序，其特征在于，采用TMCP轧制工艺方法；全线采用超重载轧机来保证TMCP轧制工艺；所述转炉冶炼工序开轧温度为920℃～1000℃，入精轧温度920℃～960℃，冷床回火温度920℃～960℃；所述钢筋按重量百分比由以下元素组成：C：0.20%～0.26%；Mn：1.30%～1.50%；Si：0.30%～0.60%；V：0.10%～0.16%；稀土元素：0.03%～0.06%；S≤0.020%；P≤0.020%；O≤40ppm；其余为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种高韧性MG600锚杆钢筋的生产方法，其特征在于，所述钢筋按重量百分比由以下元素组成：C：0.20%；Mn：1.30%；Si：0.50%；V：0.10%；稀土元素：0.04%；S：0.015%；P：0.018%；O：30ppm；其余为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种高韧性MG600锚杆钢筋的生产方法，其特征在于，所述钢筋按重量百分比由以下元素组成：C：0.26%；Mn：1.50%；Si：0.30%；V：0.16%；稀土元素：0.03%；S：0.012%；P：0.015%；O：28ppm；其余为Fe。
4.根据权利要求1所述的一种高韧性MG600锚杆钢筋的生产方法，其特征在于，所述钢筋按重量百分比由以下元素组成：C：0.25%；Mn：1.40%；Si：0.60%；V：0.13%；稀土元素：0.06%；S：0.018%；P：0.014%；O：32ppm；其余为Fe。
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