CN112226698A - 一种700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋及生产方法 - Google Patents

一种700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋及生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋及生产方法，所述钢筋化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.25‑0.28％，Si：0.65‑0.75％，Mn：1.45‑1.55％，V：0.15‑0.20％，P≤0.025％，S≤0.013％，N：0.025‑0.030％，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明的有益效果是生产工艺简单，保证了生产出的热轧带肋钢筋的质量，符合700MPa级高强锚杆使用的性能要求。

Description

一种700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋及生产方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋及生产方法。
背景技术
锚杆钢主要应用于煤矿井下巷道支护工程，对保证巷道畅通、井下安全作业及煤矿行业的建设与生产具有重要作用。随着开采深度不断加深，深层开采带来了高的地应力、高的冲击地压和大的围岩流变，给煤矿巷道的锚杆支护造成了严重的困难，需要更高强度的锚杆以保证安全生产。
目前，国内绝大多数井巷使用335MPa级的普通锚杆，使用锚杆强度最高为600MPa级。随着国内矿井开采深度的不断增加，低强度锚杆钢筋在深井高应力巷道中的支护作用越来越不能满足要求，严重影响了深井下的正常生产及安全。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋及生产方法，旨在解决上述技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋，所述钢筋化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.25-0.28％，Si：0.65-0.75％，Mn：1.45-1.55％，V：0.15-0.20％，P≤0.025％，S≤0.013％，N：0.025-0.030％，其余为Fe和不可避免的杂质。
进一步，所述钢筋规格为Φ20-24mm。
进一步，所述钢筋力学性能为屈服强度750-800MPa、抗拉强度880-980MPa、断后伸长率A≥20％及常温下冲击功≥50J。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
一种如上所述的热轧带肋钢筋的生产方法，所述生产方法包括冶炼、炉外精炼、连铸、铸坯加热、轧制工序；所述冶炼工序采用转炉或电炉冶炼，冶炼终点C：0.10-0.12％、P≤0.014％，终点温度1645-1675℃，出钢过程加入硅铁、微氮合金、硅锰合金和钒氮合金进行硅、锰、钒合金化，调整钢液化学成分至目标范围下限，出钢过程全程吹氩搅拌。
进一步，所述轧制工序中，开轧温度为1040-1060℃，终轧温度为960-980℃，终轧后采用穿水冷却，水压为1.2-1.8MPa，上冷床抛钢温度为860-930℃。
进一步，所述炉外精炼工序中，精炼终点喂钙铁线2.0-3.0㎏/t钢进行钙处理，精炼结束后软吹氩时间为9-12min，精炼起吊温度为1575-1580℃。
进一步，所述连铸工序采用塞棒包全程保护浇铸，中包温度控制在1520-1530℃，拉速为1.70m/min，二冷比水量为1.0-1.2L/㎏钢。
进一步，所述铸坯加热工序中，加热温度为1020-1080℃。
本发明的有益效果是：本发明通过对炼钢和轧钢工艺参数的严格控制，钢种化学成分稳定，波动范围较小；另外，在C-Mn钢固溶强化的基础上，向钢中加入微氮合金、钒氮合金进行合金化从而控制钢中的V、N含量，促进了V(C，N)细小颗粒的形成及析出，提高了钒在钢中的利用率，在热轧过程中阻止了奥氏体晶粒长大，具有较强的析出沉淀强化和细晶强化作用，显著提高了700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋的强韧性。本发明生产出的700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋规格为Φ20-24mm，具有良好的屈服强度、抗拉强度和延伸率，能够满足700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋性能要求。
附图说明
图1为本发明的生产流程图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本发明提供一种700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋，所述钢筋化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.25-0.28％，Si：0.65-0.75％，Mn：1.45-1.55％，V：0.15-0.20％，P≤0.025％，S≤0.013％，N：0.025-0.030％，其余为Fe和不可避免的杂质。
实施例1
本发明提供一种700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋，所述钢筋化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.25％，Si：0.65％，Mn：1.45％，V：0.15，P≤0.025％，S≤0.013％，N：0.025-0.030％，其余为Fe和不可避免的杂质。
实施例2
本发明提供一种700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋，所述钢筋化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.26％，Si：0.67％，Mn：1.47％，V：0.16％，P≤0.025％，S≤0.013％，N：0.025-0.030％，其余为Fe和不可避免的杂质。
实施例3
本发明提供一种700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋，所述钢筋化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.27％，Si：0.69％，Mn：1.48％，V：0.17％，P≤0.025％，S≤0.013％，N：0.025-0.030％，其余为Fe和不可避免的杂质。
实施例4
本发明提供一种700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋，所述钢筋化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.28％，Si：0.75％，Mn：1.55％，V：0.20％，P≤0.025％，S≤0.013％，N：0.025-0.030％，其余为Fe和不可避免的杂质。
进一步，所述钢筋规格为Φ20-24mm。
进一步，所述钢筋力学性能为屈服强度750-800MPa、抗拉强度
880-980MPa、断后伸长率A≥20％及常温下冲击功≥50J。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
一种如上所述的热轧带肋钢筋的生产方法，所述生产方法包括冶炼、炉外精炼、连铸、铸坯加热、轧制工序；所述冶炼工序采用转炉或电炉冶炼，冶炼终点C：0.10-0.12％、P≤0.014％，终点温度1645-1675℃，出钢过程加入硅铁、微氮合金、硅锰合金和钒氮合金进行硅、锰、钒合金化，调整钢液化学成分至目标范围下限，出钢过程全程吹氩搅拌。
进一步，所述轧制工序中，开轧温度为1040-1060℃，终轧温度为960-980℃，终轧后采用穿水冷却，水压为1.2-1.8MPa，上冷床抛钢温度为860-930℃。
进一步，所述炉外精炼工序中，精炼终点喂钙铁线2.0-3.0㎏/t钢进行钙处理，精炼结束后软吹氩时间为9-12min，精炼起吊温度为1575-1580℃。
进一步，所述连铸工序采用塞棒包全程保护浇铸，中包温度控制在1520-1530℃，拉速为1.70m/min，二冷比水量为1.0-1.2L/㎏钢。
进一步，所述铸坯加热工序中，加热温度为1020-1080℃。
实施例5
本实施例700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋的生产方法包括冶炼、炉外精炼、连铸、铸坯加热、轧制工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：采用转炉冶炼，冶炼终点C：0.12％、P：0.010％，终点温度1660℃，出钢过程加入硅铁、微氮合金、硅锰合金和钒氮合金进行硅、锰、钒合金化，调整钢液化学成分至目标范围下限，出钢过程全程吹氩搅拌；
(2)炉外精炼工序：精炼终点喂钙铁线2.2㎏/t钢进行钙处理，精炼结束后软吹氩12min，精炼起吊温度为1580℃；
(3)连铸工序：采用塞棒包全程保护浇铸，中包温度控制在1530℃，拉速为1.70m/min，二冷比水量为1.0L/㎏钢；
(4)铸坯加热工序：加热温度为1080℃；
(5)轧制工序：开轧温度为1040℃，终轧温度为960℃，终轧后采用穿水冷却，水压为1.8MPa，上冷床抛钢温度为860℃。
实施例6
本实施例700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋的生产方法包括冶炼、炉外精炼、连铸、铸坯加热、轧制工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：采用转炉冶炼，冶炼终点C：0.10％、P：0.014％，终点温度1645℃，出钢过程加入硅铁、微氮合金、硅锰合金和钒氮合金进行硅、锰、钒合金化，调整钢液化学成分至目标范围下限，出钢过程全程吹氩搅拌；
(2)炉外精炼工序：精炼终点喂钙铁线2.2㎏/t钢进行钙处理，精炼结束后软吹氩9min，精炼起吊温度为1575℃；
(3)连铸工序：采用塞棒包全程保护浇铸，中包温度控制在1520℃，拉速为1.70m/min，二冷比水量为1.2L/㎏钢；
(4)铸坯加热工序：加热温度为1020℃；
(5)轧制工序：开轧温度为1060℃，终轧温度为980℃，终轧后采用穿水冷却，水压为1.2MPa，上冷床抛钢温度为930℃。
实施例7
本实施例700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋的生产方法包括冶炼、炉外精炼、连铸、铸坯加热、轧制工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：采用转炉冶炼，冶炼终点C：0.11％、P：0.012％，终点温度1660℃，出钢过程加入硅铁、微氮合金、硅锰合金和钒氮合金进行硅、锰、钒合金化，调整钢液化学成分至目标范围下限，出钢过程全程吹氩搅拌；
(2)炉外精炼工序：精炼终点喂钙铁线3.0㎏/t钢进行钙处理，精炼结束后软吹氩9min，精炼起吊温度为1578℃；
(3)连铸工序：采用塞棒包全程保护浇铸，中包温度控制在1525℃，拉速为1.70m/min，二冷比水量为1.1L/㎏钢；
(4)铸坯加热工序：加热温度为1050℃；
(5)轧制工序：开轧温度为1050℃，终轧温度为970℃，终轧后采用穿水冷却，水压为1.6MPa，上冷床抛钢温度为890℃。
本发明的有益效果是：本发明通过对炼钢和轧钢工艺参数的严格控制，钢种化学成分稳定，波动范围较小；另外，在C-Mn钢固溶强化的基础上，向钢中加入微氮合金、钒氮合金进行合金化从而控制钢中的V、N含量，促进了V(C，N)细小颗粒的形成及析出，提高了钒在钢中的利用率，在热轧过程中阻止了奥氏体晶粒长大，具有较强的析出沉淀强化和细晶强化作用，显著提高了700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋的强韧性。本发明生产出的700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋规格为Φ20-24mm，具有良好的屈服强度、抗拉强度和延伸率，能够满足700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋性能要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋，其特征在于：所述钢筋化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.25-0.28％，Si：0.65-0.75％，Mn：1.45-1.55％，V：0.15-0.20％，P≤0.025％，S≤0.013％，N：0.025-0.030％，其余为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋，其特征在于：所述钢筋规格为Φ20-24mm。
3.根据权利要求1所述的700MPa级高强锚杆用热轧带肋钢筋，其特征在于：所述钢筋力学性能为屈服强度750-800MPa、抗拉强度880-980MPa、断后伸长率A≥20％及常温下冲击功≥50J。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的热轧带肋钢筋的生产方法，其特征在于：所述生产方法包括冶炼、炉外精炼、连铸、铸坯加热、轧制工序；所述冶炼工序采用转炉或电炉冶炼，冶炼终点C：0.10-0.12％、P≤0.014％，终点温度1645-1675℃，出钢过程加入硅铁、微氮合金、硅锰合金和钒氮合金进行硅、锰、钒合金化，调整钢液化学成分至目标范围下限，出钢过程全程吹氩搅拌。
5.根据权利要求4所述的热轧带肋钢筋的生产方法，其特征在于：所述轧制工序中，开轧温度为1040-1060℃，终轧温度为960-980℃，终轧后采用穿水冷却，水压为1.2-1.8MPa，上冷床抛钢温度为860-930℃。
6.根据权利要求4所述的热轧带肋钢筋的生产方法，其特征在于：所述炉外精炼工序中，精炼终点喂钙铁线2.0-3.0㎏/t钢进行钙处理，精炼结束后软吹氩时间为9-12min，精炼起吊温度为1575-1580℃。
7.根据权利要求4所述的热轧带肋钢筋的生产方法，其特征在于：所述连铸工序采用塞棒包全程保护浇铸，中包温度控制在1520-1530℃，拉速为1.70m/min，二冷比水量为1.0-1.2L/㎏钢。
8.根据权利要求4所述的热轧带肋钢筋的生产方法，其特征在于：所述铸坯加热工序中，加热温度为1020-1080℃。
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