一種600MPa級高強度熱軋抗震盤螺及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種600MPa級高強度熱軋抗震盤螺，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C：0.22?0.25%，Si：0.6?0.8%，Mn：1.10?1.30%，V：0.13?0.15%，Cr：0.2?0.3%，P：≤0.045%，S：≤0.045%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；其生產(chǎn)方法包括下述工序：轉(zhuǎn)爐提釩→轉(zhuǎn)爐冶煉→LF精煉→方坯澆鑄→鋼坯冷裝加熱→高壓水除鱗→軋制→精軋→吐絲→風(fēng)冷→集卷。本發(fā)明通過成分調(diào)整，工藝過程優(yōu)化，在增加盤螺強度的同時，保證良好塑性和韌性，屈服強度可達(dá)到600Mpa級以上，拉伸試驗時曲線屈服明顯，性能穩(wěn)定，具有良好的抗震性能。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[00011本發(fā)明涉及一種600MPa級高強度熱乳抗震盤螺及其生產(chǎn)方法，屬于冶金技術(shù)領(lǐng) 域。 一種600MPa級高強度熱軋抗震盤螺及其生產(chǎn)方法
【背景技術(shù)】
[0002] 熱乳盤螺屬于熱乳鋼筋的一種，同是也是一種線材系列產(chǎn)品，通常用作鋼筋混凝 土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的配筋，以提高結(jié)構(gòu)的強度和抗變形能力。作為工程結(jié)構(gòu)的主要材 料之一，螺紋鋼被廣泛用于工業(yè)與民用建筑、鐵道、橋梁、公路、水電、港口等行業(yè)，由于我國 正處于城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的歷史階段，對建筑鋼材需求很大。螺紋鋼作為主要的建筑用鋼材， 消費一直占據(jù)著我國鋼材生產(chǎn)的較大比重。
[0003] 與直螺鋼筋相比，盤螺可以根據(jù)需求進(jìn)行截取，無需進(jìn)行特定長度的乳制，因此用 途更加廣泛。目前，我國現(xiàn)行的熱乳鋼筋標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最高強度等級達(dá)到500MPa。隨著建筑行 業(yè)的不斷發(fā)展，某些特殊的工程項目對盤螺鋼提出更高強度級別要求，因此，高強度化是盤 螺發(fā)展的重要趨勢之一，但是一味的提高強度會同時降低鋼的塑性和韌性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種600MPa級高強度熱乳抗震盤螺及其生產(chǎn)方法，通過成分調(diào)整，工 藝過程優(yōu)化，在增加盤螺強度的同時，保證良好塑性和韌性，屈服強度可達(dá)到600Mpa級以 上，拉伸試驗時曲線屈服明顯，性能穩(wěn)定，具有良好的抗震性能。
[0005] 本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是： 一種600MPa級高強度熱乳抗震盤螺，化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C: 0.22-0.25%，Si : 0 · 6-0 · 8%，Mn: 1 · 10-1 · 30%，V: 0 · 13-0 · 15%，Cr: 0 · 2-0 · 3%，P:彡 0 · 045%，S:彡 0 · 045%，其余為 Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0006] 本發(fā)明還提供了上述600MPa級高強度熱乳抗震盤螺的生產(chǎn)方法，包括下述工序： 轉(zhuǎn)爐提釩-轉(zhuǎn)爐冶煉-LF精煉-方坯澆鑄-鋼坯冷裝加熱-高壓水除鱗-乳制-精乳- 吐絲-風(fēng)冷-集卷； 其中，轉(zhuǎn)爐提釩，轉(zhuǎn)爐冶煉過程加入硅錳合金1300-1500kg、氮化釩鐵合金化300-500kg，在LF精煉中加入高氮合金物料50-100kg，使釩氮比小于3.64。
[0007] 優(yōu)選的方案為，LF精煉過程加入鉻鐵50-100kg進(jìn)行合金化 優(yōu)選的方案為，乳制工序采用低溫乳制、乳后控冷技術(shù)，鋼坯在均熱段爐溫為1040~ 1090 °C的加熱爐中加熱，在均熱段的保溫時間為40~60分鐘，使鋼坯達(dá)到1000~1030°C后 出爐乳制。
[0008] 優(yōu)選的方案為，精乳開始溫度為900~930°C，精乳結(jié)束溫度為1000~1030°C。
[0009] 優(yōu)選的方案為，吐絲工序，吐絲開始溫度為880~920°C。
[0010] 優(yōu)選的方案為，風(fēng)冷工序，采用前端弱冷、后端空冷的冷卻方式，弱冷區(qū)冷卻速度 為2~4°C/s，冷卻至400~450°C集卷、空冷。
[0011] 化學(xué)成分設(shè)計中，錳含量為1.10-1.30%，與常規(guī)的盤螺成份相比，Mn含量降低 0.3%，其目的在于降低貝氏體含量，使屈服點更加明顯。
[0012] 在轉(zhuǎn)爐出鋼加入氮化釩鐵及煉鋼過程增氮的基礎(chǔ)上，在LF精煉過程加入高氮合 金，使釩氮比小于3.64，使釩的析出達(dá)到理想化，從而提高盤螺的整體理學(xué)性能。
[0013] 在LF精煉過程加入鉻鐵進(jìn)行合金化，從而提高盤螺的淬硬性;進(jìn)一步提高鋼的熱 強度和耐腐蝕穩(wěn)定性。
[0014] 本發(fā)明的盤螺力學(xué)性能為：其中屈服強度達(dá)到600Mpa級且屈強比大于1.25,使其 具備抗震性能。
[0015] 采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于： 本發(fā)明通過成分調(diào)整，工藝過程優(yōu)化，在增加盤螺強度的同時，保證良好塑性和韌性， 屈服強度可達(dá)到600Mpa級以上，拉伸試驗時曲線屈服明顯，性能穩(wěn)定，具有良好的抗震性 能。
【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步地說明； 在實施例1-6中，盤螺的工藝流程為:轉(zhuǎn)爐提釩-轉(zhuǎn)爐冶煉-LF精煉-方坯澆鑄-鋼坯 冷裝加熱-高壓水除鱗-乳制-精乳-吐絲-風(fēng)冷-集卷； 實施例1 (對實施例加入的合金數(shù)據(jù)進(jìn)行了部分修改，請確認(rèn)） 鋼中各成份的質(zhì)量百分比為：C: 0 · 23%，Si : 0 · 60%，Mn: 1 · 10%，V: 0 · 14%，Cr: 0 · 25%，P: 0.033%，S: 0.003%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0017]轉(zhuǎn)爐提釩，轉(zhuǎn)爐冶煉過程加入硅錳合金1350kg、氮化釩鐵350kg合金化，精煉過程 加入高氮合金物料50kg、鉻鐵65kg進(jìn)行合金化，釩氮比小于3.55，弱吹氬8分鐘，連鑄低過熱 度恒拉速澆注(過熱度25°C，拉速1.70m/min)，鋼坯按Φ 6. Omm規(guī)格盤螺進(jìn)行乳制，鋼坯在均 熱段爐溫為1040 °C的加熱爐中加熱，在均熱段的保溫時間為40分鐘，使鋼坯達(dá)到1017 °C后 出爐乳制。精乳開始溫度為915°C，精乳結(jié)束溫度為1020°C，進(jìn)行水冷、吐絲;吐絲工序，吐絲 開始溫度為897°C ;風(fēng)冷工序，吐絲后采用前端弱冷、后端空冷的冷卻方式冷卻，弱冷區(qū)冷卻 速度控制在2.7 °C /s，冷卻到431°C集卷、空冷。
[0018] 本實施例生產(chǎn)的600Mpa級抗震盤螺熱乳態(tài)力學(xué)性能見表1。
[0019] 實施例2: 鋼中各成份的質(zhì)量百分比為：C:0.24%，Si:0.71%，Mn :1.14%，V:0.13%，Cr:0.20%，P: 0.029%，S: 0.004%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0020] 轉(zhuǎn)爐提釩，轉(zhuǎn)爐冶煉過程加入硅錳合金1420kg、氮化釩鐵380kg合金化，精煉過程 加入高氮合金物料65kg、鉻鐵68kg進(jìn)行合金化，釩氮比小于3.58，弱吹氬9分鐘，連鑄低過熱 度恒拉速澆注(過熱度30°C，拉速1.75m/min)，鋼坯按Φ8. Omm規(guī)格盤螺進(jìn)行乳制，鋼坯在均 熱段爐溫為1075 °C的加熱爐中加熱，在均熱段的保溫時間為55分鐘，使鋼坯達(dá)到1025 °C后 出爐乳制。精乳開始溫度為927°C，精乳結(jié)束溫度為1015°C，進(jìn)行水冷、吐絲;吐絲工序，吐絲 開始溫度為910°C ;風(fēng)冷工序，吐絲后采用前端弱冷、后端空冷的冷卻方式冷卻，弱冷區(qū)冷卻 速度控制在3.5 °C /s，冷卻到400 °C集卷、空冷。
[0021 ]本實施例生產(chǎn)的600Mpa級抗震盤螺熱乳態(tài)力學(xué)性能見表1。
[0022] 實施例3 鋼中各成份的質(zhì)量百分比為：C:0.25%，Si:0.80%，Mn :1.25%，V:0.14%，Cr:0.26%，P: 0.030%，S: 0.008%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0023]轉(zhuǎn)爐提釩，轉(zhuǎn)爐冶煉過程加入硅錳合金1431kg、氮化釩鐵415kg合金化，精煉過程 加入高氮合金物料73kg、鉻鐵72kg進(jìn)行合金化，釩氮比小于3.6,弱吹氬8分鐘，連鑄低過熱 度恒拉速澆注(過熱度27 °C，拉速1.73m/min)，鋼坯按Φ 10 . Omm規(guī)格盤螺進(jìn)行乳制，鋼坯在 均熱段爐溫為1058 °C的加熱爐中加熱，在均熱段的保溫時間為45分鐘，使鋼坯達(dá)到1000 °C 后出爐乳制。精乳開始溫度為900°C，精乳結(jié)束溫度為1030°C，進(jìn)行水冷、吐絲;吐絲工序，吐 絲開始溫度為880°C ;風(fēng)冷工序，吐絲后采用前端弱冷、后端空冷的冷卻方式冷卻，弱冷區(qū)冷 卻速度控制在2 °C /s，冷卻到450 °C集卷、空冷。
[0024]本實施例生產(chǎn)的600Mpa級抗震盤螺熱乳態(tài)力學(xué)性能見表1。
[0025] 實施例4 鋼中各成份的質(zhì)量百分比為：C: 0 · 22%，Si : 0 · 77%，Mn: 1 · 30%，V: 0 · 15%，Cr: 0 · 30%，P: 0.035%，S: 0.006%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0026]轉(zhuǎn)爐提釩，轉(zhuǎn)爐冶煉過程加入硅錳合金1431kg、氮化釩鐵415kg合金化，精煉過程 加入高氮合金物料73kg、鉻鐵50kg進(jìn)行合金化，釩氮比小于3.52，弱吹氬10分鐘，連鑄低過 熱度恒拉速澆注(過熱度24°C，拉速1.72m/min)，鋼坯按Φ 12. Omm規(guī)格盤螺進(jìn)行乳制，鋼坯 在均熱段爐溫為1090 °C的加熱爐中加熱，在均熱段的保溫時間為60分鐘，使鋼坯達(dá)到1030 °C后出爐乳制。精乳開始溫度為930 °C，精乳結(jié)束溫度為1000°C，進(jìn)行水冷、吐絲；吐絲工序， 吐絲開始溫度為920°C;風(fēng)冷工序，吐絲后采用前端弱冷、后端空冷的冷卻方式冷卻，弱冷區(qū) 冷卻速度控制在4 °C /s，冷卻到425 °C集卷、空冷。
[0027]本實施例生產(chǎn)的600Mpa級抗震盤螺熱乳態(tài)力學(xué)性能見表1。
[0028] 實施例5 鋼中各成份的質(zhì)量百分比為：C:0.25%，Si:0.65%，Mn :1.28%，V:0.15%，Cr:0.25%，P: 0.033%，S: 0.003%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0029]轉(zhuǎn)爐提釩，轉(zhuǎn)爐冶煉過程加入硅錳合金1300kg、氮化釩鐵500kg合金化，精煉過程 加入高氮合金物料89kg、絡(luò)鐵IOOkg進(jìn)行合金化，f凡氮比小于3.6,弱吹氬8分鐘，連鑄低過熱 度恒拉速澆注(過熱度26 °C，拉速1.71m/min)，鋼坯按Φ 13 . Omm規(guī)格盤螺進(jìn)行乳制，鋼坯在 均熱段爐溫為l〇85°C的加熱爐中加熱，在均熱段的保溫時間為57分鐘，使鋼坯達(dá)到1005°C 后出爐乳制。精乳開始溫度為913°C，精乳結(jié)束溫度為1005°C，進(jìn)行水冷、吐絲;吐絲工序，吐 絲開始溫度為887°C;風(fēng)冷工序，吐絲后采用前端弱冷、后端空冷的冷卻方式冷卻，弱冷區(qū)冷 卻速度控制在3.0 °C /s，冷卻到440 °C集卷、空冷。
[0030] 本實施例生產(chǎn)的600Mpa級抗震盤螺熱乳態(tài)力學(xué)性能見表1。
[0031] 實施例6 鋼中各成份的質(zhì)量百分比為：C: 0 · 24%，Si : 0 · 73%，Mn: 1 · 19%，V: 0 · 14%，Cr: 0 · 28%，P: 0.033%，S: 0.003%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0032]轉(zhuǎn)爐提釩，轉(zhuǎn)爐冶煉過程加入硅錳合金1500kg、氮化釩鐵300kg合金化，精煉過程 加入高氮合金物料l〇〇kg、絡(luò)鐵94kg進(jìn)行合金化，銀氮比為3.5,弱吹氬8分鐘，連鑄低過熱度 恒拉速澆注(過熱度25°C，拉速1.70m/min)，鋼坯按Φ 14. Omm規(guī)格盤螺進(jìn)行乳制，鋼坯在均 熱段爐溫為1080 °C的加熱爐中加熱，在均熱段的保溫時間為42分鐘，使鋼坯達(dá)到1011°C后 出爐乳制。精乳開始溫度為906°C，精乳結(jié)束溫度為1022°C，進(jìn)行水冷、吐絲;吐絲工序:吐絲 開始溫度為915°C;風(fēng)冷工序:吐絲后采用前端弱冷、后端空冷的冷卻方式冷卻，弱冷區(qū)冷卻 速度控制在2.4°C /s，冷卻到41 TC集卷、空冷。
[0033]本實施例生產(chǎn)的600Mpa級抗震盤螺熱乳態(tài)力學(xué)性能見表1。
[0034] 耒1走施例1-6Φ產(chǎn)的fiOOMna級抗震盤幢拽釓杰力舉忡能
由表1可知，本發(fā)明的盤螺屈服強度可達(dá)到600Mpa級以上，拉伸試驗時曲線屈服明顯， 性能穩(wěn)定，具有良好的抗震性能。
【主權(quán)項】
1. 一種600MPa級高強度熱乳抗震盤螺，其特征在于化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為<:0.22- 0.25%,Si :0.6-0.8%,Μη：1.1〇-1.30%,V：0.13-0.15%,Cr：0.2-0.3%,P：.045%,S：^ 0.045%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種600MPa級高強度熱乳抗震盤螺的生產(chǎn)方法，其特征在于： 包括下述工序:轉(zhuǎn)爐提釩-轉(zhuǎn)爐冶煉-LF精煉-方坯澆鑄-鋼坯冷裝加熱-高壓水除鱗- 乳制-精乳-吐絲-風(fēng)冷-集卷;轉(zhuǎn)爐提釩，轉(zhuǎn)爐冶煉過程加入硅錳合金1300_1500kg、氮 化釩鐵合金化300-500kg，在LF精煉中加入高氮合金物料50-100kg，使釩氮比小于3.64。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種600MPa級高強度熱乳抗震盤螺的生產(chǎn)方法，其特征在于： 所述LF精煉過程加入50-100kg鉻鐵進(jìn)行合金化。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種600MPa級高強度熱乳抗震盤螺的生產(chǎn)方法，其特征在于： 所述乳制工序采用低溫乳制、乳后控冷技術(shù)，鋼坯在均熱段爐溫為1040~1090 °C的加熱爐 中加熱，在均熱段的保溫時間為40~60分鐘，使鋼坯達(dá)到1000~1030 °C后出爐乳制。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種600MPa級高強度熱乳抗震盤螺的生產(chǎn)方法，其特征在于 所述精乳開始溫度為900~930°C，精乳結(jié)束溫度為1000~1030°C。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種600MPa級高強度熱乳抗震盤螺的生產(chǎn)方法，其特征在于 所述吐絲工序，吐絲開始溫度為880~920 °C。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種600MPa級高強度熱乳抗震盤螺的生產(chǎn)方法，其特征在于 所述風(fēng)冷工序，采用前端弱冷、后端空冷的冷卻方式，弱冷區(qū)冷卻速度為2~4°C/s，冷卻至 400~450 °C集卷、空冷。
【文檔編號】C22C38/18GK106086635SQ201610417730
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月15日 公開號201610417730.0, CN 106086635 A, CN 106086635A, CN 201610417730, CN-A-106086635, CN106086635 A, CN106086635A, CN201610417730, CN201610417730.0
【發(fā)明人】韓春良, 張俊粉, 賈元海, 胡心光, 王琪, 王立軍
【申請人】河北鋼鐵股份有限公司承德分公司