CN112195395B - 一种屈强比≤0.8的mg500级锚杆钢及其生产方法 - Google Patents

一种屈强比≤0.8的mg500级锚杆钢及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种屈强比≤0.8的MG500级锚杆钢及生产方法，包括以下步骤：铁水脱硫、转炉冶炼、连铸、热轧；热轧具体为钢坯加热、粗轧、中轧、精轧、控制冷却、冷床空冷、堆垛缓冷；锚杆钢成分按质量百分比为：C：0.25～0.30％、Si：0.40～0.65％、Mn：1.30～1.60％、V：0.030～0.050％、S：≤0.035％、P：≤0.035％，余量为Fe和不可避免杂质。本方法生产的锚杆钢屈服强度达到500MPa以上，抗拉强度达到750MPa以上，满足屈强比≤0.8的要求，20℃冲击吸收能量在50J以上，晶粒度达到9.5级以上，钢材性能稳定，使用效果好，生产成本低。

Description

一种屈强比≤0.8的MG500级锚杆钢及其生产方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金及其轧钢技术领域，具体涉及一种屈强比≤0.8的MG500级锚杆钢，还涉及一种屈强比≤0.8的MG500级锚杆钢的生产方法。
背景技术
目前，锚杆钢主要有MG335、MG400级别，MG500、MG600等级别锚杆钢的应用也逐渐广泛，随着矿井开采深度的增加，对锚杆钢的要求更加苛刻，在具有高强度的同时，还必须满足一定的延性。就使用效果来分析，屈强比≤0.8的锚杆钢显然要比该指标不达标的钢筋使用效果要好。钢筋强度指标越高，屈强比越难达标，研制一种屈强比≤0.8的MG500级锚杆钢具有非常重要的实际意义。
同时，发展高强钢筋，进一步提升高强钢筋的标准和应用，是建设资源节约型、环境友好型社会的重要举措，对推动钢铁工业和建筑业结构调整、转型升级具有重要意义。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种屈强比≤0.8的MG500级锚杆钢，满足屈强比≤0.8的要求，20℃冲击吸收能量(KV2)在50J以上，组织为均匀的铁素体+珠光体，晶粒度达到9.5级以上，钢材性能稳定，使用效果好，生产成本低。
本发明的另一个目的是提供一种屈强比≤0.8的MG500级锚杆钢的生产方法。
本发明所采用的第一种技术方案是，一种屈强比≤0.8的MG500级锚杆钢，按质量百分比由以下组分组成：C：0.25～0.30％，Si：0.40～0.65％，Mn：1.30～1.60％，V：0.030～0.050％，S≤0.035％，P≤0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％。
本发明所采用的第二种技术方案是，一种屈强比≤0.8的MG500级锚杆钢的生产方法，具体步骤如下：
按质量百分比由以下组分组成：C：0.25～0.30％、Si：0.40～0.65％、Mn：1.30～1.60％、V：0.030～0.050％、S：≤0.035％、P：≤0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％。
一种屈强比≤0.8的MG500级锚杆钢的生产方法，其特征在于，具体操作步骤如下：
步骤1，按照重量百分比，称取下列组分：C：0.25～0.30％、Si：0.40～0.65％、Mn：1.30～1.60％、V：0.030～0.050％、S：≤0.035％、P：≤0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1中称取的原料融化为钢水并铸钢坯；
步骤3，将步骤2钢坯直接热送加热或堆垛冷却后加热；
步骤4，将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧和精轧，得到成品钢材；
步骤5，将步骤4初步控制冷却后的钢材自然冷却至室温，即得屈强比≤0.8的MG500级锚杆钢。
本发明的特点还在于，
步骤2铸坯控制中包温度1529～1549℃，过热度25～45℃，连铸坯拉速在2.8～3.3m/min。
步骤3加热温度设定为：预热段850～1000℃，加热段1140～1180℃，均热段1150～1200℃；加热总时间控制在90～140min。
步骤4粗轧控制开轧温度在1080～1120℃、控制进入精轧温度在1000～1070℃，轧后控制冷却，控制上冷床温度在900～950℃。
本发明各元素含量选择依据：
C：在亚共析范围内，随着C含量的增加，抗拉强度不断提高，为提高MG500级锚杆钢的性能，控制成分在0.25～0.30％范围内。
Si：Si是钢中的有益元素，可以提高钢材的强度指标，但是，当硅含量超过0.8％时，则会引起钢材面缩率下降，冲击韧性显著降低。因此，要控制Si含量在0.40～0.65％范围内。
Mn：Mn溶入铁素体引起固溶强化，使钢材轧后冷却时得到比较细的强度较高的珠光体，能提高钢热轧后的硬度和强度。因此，控制Mn的含量在1.30～1.60％范围内。
V：V与C形成碳化物，有强烈阻止奥氏体晶粒长大的作用，可以细化晶粒，提高钢的强度和韧性。控制V的含量在0.030～0.050％范围内。
S、P：S的偏析严重，最大危害是引起热脆；P也具有较大的偏析，虽能提高钢的强度，但使范性、韧性降低，增加了钢的冷脆性，是有害元素。因此，S、P含量控制的越低越好，综合考虑，控制S、P含量在0.035％以内。
本发明的有益效果是：本发明的一种屈强比≤0.8的MG500级锚杆钢，采用本成分配备标准生产的锚杆钢，不需要经过精炼工序，钢材屈服强度达到500MPa以上，抗拉强度达到750MPa以上，满足屈强比≤0.8的要求，20℃冲击吸收能量(KV2)在50J以上，组织为均匀的铁素体+珠光体，晶粒度达到9.5级以上，钢材性能稳定，使用效果好，生产成本低。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供一种屈强比≤0.8的MG500级锚杆钢，按质量百分比由以下组分组成：C：0.25～0.30％、Si：0.40～0.65％、Mn：1.30～1.60％、V：0.030～0.050％、S：≤0.035％、P：≤0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％。
一种屈强比≤0.8的MG500级锚杆钢的生产方法，包括以下操作步骤：
步骤1，按照重量百分比，称取下列组分：C：0.25～0.30％、Si：0.40～0.65％、Mn：1.30～1.60％、V：0.030～0.050％、S：≤0.035％、P：≤0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1中称取的原料融化为钢水并铸钢坯；
铸坯控制中包温度1529～1549℃，过热度25～45℃，连铸坯拉速在2.8～3.3m/min；
步骤3，将步骤2钢坯直接热送加热或堆垛冷却后加热；
加热温度设定为：预热段850～1000℃，加热段1140～1180℃，均热段1150～1200℃；加热总时间控制在90～140min；
步骤4，将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧和精轧，得到成品钢材；
粗轧控制开轧温度在1050～1100℃、控制进入精轧温度在1000～1070℃，轧后控制冷却，控制上冷床温度在900～950℃
步骤5，将步骤4初步控制冷却后的钢材自然冷却至室温，即得屈强比≤0.8的MG500级锚杆钢。
下面结合实施例对本发明进行详细说明
实施例1
步骤1，按照重量百分比，称取下列组分：C：0.25％、Si：0.65％、Mn：1.3％、V：0.030％、S：0.035％、P：0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1中称取的原料融化为钢水并铸钢坯；
铸坯控制中包温度1529℃，过热度25℃，连铸坯拉速在2.8m/min；
步骤3，将步骤2钢坯直接热送加热或堆垛冷却后加热；
加热温度设定为：预热段850℃，加热段1140℃，均热段1150℃；加热总时间控制在90min；
步骤4，将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧和精轧，得到成品钢材；
粗轧控制开轧温度在1050℃、控制进入精轧温度在1000℃，轧后控制冷却，控制上冷床温度在900℃
步骤5，将步骤4初步控制冷却后的钢材自然冷却至室温，即得屈强比≤0.8的MG500级锚杆钢。
实施例2
步骤1，按照重量百分比，称取下列组分：C：0.30％、Si：0.40％、Mn：1.60％、V：0.050％、S：0.02％、P：0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1中称取的原料融化为钢水并铸钢坯；
铸坯控制中包温度1549℃，过热度45℃，连铸坯拉速在3.3m/min；
步骤3，将步骤2钢坯直接热送加热或堆垛冷却后加热；
加热温度设定为：预热段1000℃，加热段1180℃，均热段1200℃；加热总时间控制在140min；
步骤4，将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧和精轧，得到成品钢材；
粗轧控制开轧温度在1120℃、控制进入精轧温度在1070℃，轧后控制冷却，控制上冷床温度在950℃
步骤5，将步骤4初步控制冷却后的钢材自然冷却至室温，即得屈强比≤0.8的MG500级锚杆钢。
实施例3
步骤1，按照重量百分比，称取下列组分：C：0.25％、Si：0.50％、Mn：1.50％、V：0.040％、S：0.030％、P：0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1中称取的原料融化为钢水并铸钢坯；
铸坯控制中包温度1540℃，过热度35℃，连铸坯拉速在3m/min；
步骤3，将步骤2钢坯直接热送加热或堆垛冷却后加热；
加热温度设定为：预热段960℃，加热段1160℃，均热段1180℃；加热总时间控制在120min；
步骤4，将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧和精轧，得到成品钢材；
粗轧控制开轧温度在1080℃、控制进入精轧温度在1050℃，轧后控制冷却，控制上冷床温度在920℃
步骤5，将步骤4初步控制冷却后的钢材自然冷却至室温，即得屈强比≤0.8的MG500级锚杆钢。
本发明方法生产的钢筋成本低、强度高，采用与400MPa级螺纹钢相近的成分，生产出屈服强度高于500MPa级的锚杆钢，晶粒度达到9.5级以上。
实施例1、2和3生产的
Figure BDA0002661405400000072
锚杆钢，化学成分按照以上要求控制，连铸、轧钢工艺执行上述要求。
钢材性能见下表
Figure BDA0002661405400000071
由实施例1、2和3可以明显看出，本发明方法制备的钢筋其屈服强度、屈强比满足了MG500级钢材的要求。

Claims (1)

1.一种屈强比≤0.8的MG500级锚杆钢的生产方法，其特征在于，具体操作步骤如下：
步骤1，按照重量百分比，称取下列组分：C：0.25～0.30％、Si：0.40～0.65％、Mn：1.30～1.60％、V：0.030～0.050％、S：≤0.035％、P：≤0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1中称取的原料熔 化为钢水并铸钢坯；
所述铸钢坯控制中包温度1529～1549℃，过热度25～45℃，连铸坯拉速在2.8～3.3m/min
步骤3，将步骤2所述钢坯直接热送加热或堆垛冷却后加热；
所述加热温度设定为：预热段850～1000℃，加热段1140～1180℃，均热段1150～1200℃；加热总时间控制在90～140min；
步骤4，将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧和精轧，得到成品钢材；
所述粗轧控制开轧温度在1050～1100℃，控制进入精轧温度在1000～1070℃，轧后控制冷却，控制上冷床温度在900～950℃；
步骤5，将步骤4初步控制冷却后的钢材自然冷却至室温，即得屈强比≤0.8的MG500级锚杆钢。
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