一種960MPa級高強度預應力結構用螺紋鋼筋及其制備方法

一種960MPa級高強度預應力結構用螺紋鋼筋及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種960MPa級高強度預應力結構用螺紋鋼筋及其制備方法，960MPa級高強度預應力結構用螺紋鋼筋，包含重量百分比0.35~0.40%的C、1.00~1.20%的Si、1.10~1.30%的Mn、0.20~0.40%的Cr、0.080~0.110%的V、0.020~0.040%的Mo、0.010~0.020%Nb、0.001~0.020%的S和0.001~0.025%的P，其余為Fe及不可避免的不純物。方法包括鋼坯制備、軋制、后處理步驟。本發明在保證一定的碳含量前提下，通過加入提高鋼材淬透性合金元素Mo、V，采用控制軋制、冷卻技術，細化奧氏體晶粒，產生沉淀強化。鋼材組織晶粒細化顯著，減少鋼材心部的網狀鐵素體組織。鋼材強度高，硬度變化緩慢，具有工藝力學性能穩定，預應力松弛性良好。
【專利說明】一種960MPa級高強度預應力結構用螺紋鋼筋及其制備方 法

【技術領域】
[0001] 本發明屬于金屬材料加工【技術領域】，具體涉及一種960MPa級高強度預應力結構 用螺紋鋼筋及其制備方法。

【背景技術】
[0002] 預應力結構用高強度精軋螺紋鋼筋簡稱精軋螺紋鋼筋，它具有強度高，連接、張 拉、錨固方便可靠，施工時無需進行冷拉與焊接，施工簡便等優點。精軋螺紋鋼廣泛應用于 大型水利、工業和民用建筑的連續梁和大型框架結構，公路、鐵路大中跨橋梁，核電站等預 應力混凝士結構和巖土錨固等工程。
[0003] 精軋螺紋鋼筋化學成分目前國內沒有統一的成分要求，各鋼廠采用V、Ti、Nb微合 金強化技術進行成分控制。常規V、Ti、Nb微合金強化技術+控冷工藝生產預應力螺紋鋼 筋，由于表面組織為回火所素體，且心部易出現鐵素體網狀組織，導致表層至心部硬度變化 快，產品導致性能波動大，生產強度級別較高的960MPa級預應力螺紋鋼筋難度較大。因此， 各生產廠不斷的研制新工藝上產960MPa級預應力螺紋鋼筋，提高性能合格率。由于工藝技 術不同，微合金元素 V、Ti、Nb加入后的強化效果存在較大差異，常規微合金強化技術+控冷 工藝生產精軋螺紋鋼，微合金元素的大量加入，使得生產成本較高。因此，開發一種能解決 上述技術問題且生產成本較低的精軋螺紋鋼筋的制備方法是非常必要的。


【發明內容】

[0004] 本發明的第一目的在于提供一種960MPa級高強度預應力結構用螺紋鋼筋；第二 目的在于提供所述960MPa級高強度預應力結構用螺紋鋼筋的制備方法。
[0005] 本發明的第一目的是這樣實現的，包含重量百分比0· 35?0· 40%的C、L 0(Γ?· 20% 的 Si、l.l(TL30% 的 Μη、0·20?0·40% 的 Cr、0.08(T0.110% 的 ν、0·020?0·040% 的 Mo、 0. 01(Γ〇. 020%Nb、0. 001?0. 020%的S和0. 001?0. 025%的P，其余為Fe及不可避免的不純物。
[0006] 本發明的第二目的是這樣實現的，包括鋼坯制備、乳制、后處理步驟，具體包括： A、鋼坯制備： 1)鐵水轉爐冶煉：將化學成分 C 4· (Γ4. 5wt%、Si 0· 25?0· 50wt%、Mn 0· 25?0· 50wt%、 P 0. 08(T〇. 120wt%、S < 0. 025wt%，其余為Fe及不可避免的不純物的鐵水、化學成 分 C 0· 20?0· 30wt%、Si 0· 25?0· 60wt%、Mn 1. 15?I. 65wt%、P 0· 025?0· 045wt%、S 0. 02(H). 045wt%，其余為Fe及不可避免的不純物的廢鋼及化學成分C 3. 2?3. 6 wt%、 Si 0·30?0·60 wt%、Mn 0·30?0·55 wt%、P 0.060?0.090wt%、S 0.020?0.035wt%，其余為 Fe及不可避免的不純物的生鐵加入LD轉爐中，進行頂底復合吹煉，加入石灰、白云石、菱 鎂球造渣，石灰加入量為3(T40kg/t鋼，白云石加入量為15~20kg/t鋼，菱鎂球加入量為 4. (Γ6. Okg/t鋼，控制終點碳含量彡0. 10wt%，出鋼溫度為1620?1640°C ;出鋼前向鋼包底 部加入活性石灰進行渣洗，石灰加入量為2. 0kg/t鋼，出鋼過程采用全程底吹氬工藝，氬氣 流量控制為25?35NL/min ; 2) 鋼水脫氧合金化：1)步驟鋼水出鋼，當鋼包中的鋼水量大于1/4時，依次向鋼包中 加入下列物質：按16. OO?19. 20kg/t鋼的量，加入下列質量比的娃鐵：Si 73. 5wt%，其余 為Fe及不可避免的不純物；按14. 50?17. 40kg/t鋼的量,加入下列質量比的高碳猛鐵合 金：Mn 75. 3wt%，C 6. 8wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；按3. 10?6. 70kg/t鋼的量， 加入下列質量比的高碳鉻鐵：Cr 57. 5 wt%，C 7.6 wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；按 L 05?L 45kg/t鋼的量，加入下列質量比的釩氮合金：V 78. Owt%，N 14. 5wt%，C 3. 2wt%， 其余為Fe及不可避免的不純物；按0. 15?0. 33kg/t鋼的量,加入下列質量比的銀鐵合 金：Nb 66. 2wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；按0. 25?0. 55kg/t鋼的量，加入下列 質量比的鑰鐵合金：Mo 72. lwt%，Si I. 5wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；按1. 50? I. 90kg/t鋼的量，加入下列質量比的增碳劑：C 92. 15wt%，S 0. 085wt%，灰份4. 15wt%，揮發 份I. 64wt%，水份0. 75wt%，其余為不可避免的不純物；在鋼包鋼水量達到3/4時加完上述 合金及增碳劑；出鋼完畢后，將鋼水吊送至氬站進行精煉處理； 3) 鋼水LF爐精煉：將2)步驟出鋼完畢鋼水吊至LF爐精煉工位接好氬氣帶，開啟氬 氣采用20?30NL/min的小氬量吹氬2分鐘，然后下電極采用檔位7?9檔化渣；通電3 分鐘后，抬電極觀察爐內化渣情況，之后測溫、取樣；之后加入石灰3. 0?5. Okg/t鋼、電 石0. 5?0. 8 kg/t鋼進行調渣，控制渣堿度為5. 0?7. 0 ;之后將鋼水溫度加熱至1560? 1570°C進行軟吹氬處理，采用流量為20?30NL/min的小氬氣量對鋼水軟吹氬8分鐘，之后 加入鋼水覆蓋劑，加入量控制為1.0 kg/t鋼，然后將鋼水吊至澆鑄工位； 4) 鋼水澆鑄：在中間包鋼水溫度為1505~1520°C，拉速為I. 8~2. Om/min，結晶器冷卻水 流量為12(Tl30m3/h，二冷比水量為I. (Tl. 2L/kg，結晶器電磁攪拌電流強度為250A、運行 頻率為3. OHZ的條件下，將步驟3)的鋼水澆鑄成斷面150mmX 150mm的鋼坯，鑄坯定尺長度 為11. 8m，鋼坯下線堆冷至30(T400°C ; B、 軋制：將A步驟制備得到的鋼坯經吊運、翻轉冷床、裝爐輥道送入加熱爐中經預熱、 加熱、均熱后出鋼，以I. 1~1. 3m/s的軋制速度進行第一、二道次除磷預冷粗軋，除鱗預冷初 軋后鋼坯溫度95(T980°C進入后四道次粗軋，乳制速度I. 4(T2. 65m/s，粗軋共軋制6個道 次，共軋制3(T36s ;再以3. (Γ4. 8m/s的軋制速度進行中軋，乳制6個道次，共軋制32~38s ; 預冷，以8. 2~16. 5m/s的軋制速度進行精軋，乳制2~4個道次，共軋制36~42s得到精軋鋼 材； C、 后處理：將B步驟軋制得到的精軋鋼材快速冷卻0. 4~ls，冷卻后由輥道快速送給至 冷床，使鋼上冷床的溫度為52(T580°C，上冷床后鋼筋自然空冷，冷卻至32(T360°C進行剪 切、打捆、收集、堆冷至室溫，即獲得目標物。
[0007] 本發明在鋼中C含量較低的前提下，通過加入微合金元素 V、Nb,采用較低的精軋 溫度和軋后控冷工藝，增加了微合金碳化物V(C，N)、Nb(C，N)沉淀析出的驅動力，在低溫鐵 素體區基體、晶界及位錯線上析出了大量細小彌散的第二相，析出強化和細化晶粒作用顯 著提高，鋼的強度明顯提高；通過鋼中加入適量提高淬透性合金元素 Mo、Cr、V、Nb,采用合 適的加熱制度，保證Cr、Mo、V、Nb等強化元素在加熱奧氏體化過程中充分固溶，采用控軋控 冷技術控制相轉變前后的奧氏體的晶粒尺寸和形態，抑制動態再結晶和靜態再結晶過程。 利用細化奧氏體晶粒，沉淀強化作用。細化了奧氏體晶粒，使鋼材組織晶粒細化作用顯著增 強，減少了鋼材芯部的網狀鐵素體組織。本發明專利生產的960MPa級高強度預應力結構用 螺紋鋼筋具有強度高、塑韌性優異、硬度變化緩慢、具有工藝力學性能穩定，預應力松弛性 良好。

【具體實施方式】
[0008] 下面結合實施例對本發明作進一步的說明，但不以任何方式對本發明加以限制， 基于本發明教導所作的任何變換或替換，均屬于本發明的保護范圍。
[0009] 本發明所述的960MPa級高強度預應力結構用螺紋鋼筋，包含重量百分比 0· 35?0· 40% 的 C、l. 00?1· 20% 的 Si、l. 1(Γ?· 30% 的 Μη、0· 20?0· 40% 的 Cr、0. 080?0· 110% 的 V、0. 020?0· 040% 的 Μο、0· 01(Γ〇· 020%Nb、0. 001 ?0· 020% 的 S 和 0· 001 ?0· 025% 的 P，其余為 Fe及不可避免的不純物。
[0010] 本發明所述的960MPa級高強度預應力結構用螺紋鋼筋的制備方法，包括鋼坯制 備、乳制、后處理步驟，具體包括： A、鋼坯制備： 1) 鐵水轉爐冶煉：將化學成分 C 4· (Γ4. 5wt%、Si 0· 25?0· 50wt%、Mn 0· 25?0· 50wt%、 P 0. 08(T〇. 120wt%、S < 0. 025wt%，其余為Fe及不可避免的不純物的鐵水、化學成 分 C 0· 20?0· 30wt%、Si 0· 25?0· 60wt%、Mn 1. 15?I. 65wt%、P 0· 025?0· 045wt%、S 0. 02(H). 045wt%，其余為Fe及不可避免的不純物的廢鋼及化學成分C 3. 2?3. 6 wt%、 Si 0·30?0·60 wt%、Mn 0·30?0·55 wt%、P 0.060?0.090wt%、S 0.020?0.035wt%，其余為 Fe及不可避免的不純物的生鐵加入LD轉爐中，進行頂底復合吹煉，加入石灰、白云石、菱 鎂球造渣，石灰加入量為3(T40kg/t鋼，白云石加入量為15~20kg/t鋼，菱鎂球加入量為 4. (Γ6. Okg/t鋼，控制終點碳含量彡0. 10wt%，出鋼溫度為1620?1640°C ;出鋼前向鋼包底 部加入活性石灰進行渣洗，石灰加入量為2. Okg/t鋼，出鋼過程采用全程底吹氬工藝，氬氣 流量控制為25?35NL/min ; 2) 鋼水脫氧合金化：1)步驟鋼水出鋼，當鋼包中的鋼水量大于1/4時，依次向鋼包中 加入下列物質：按16. 00?19. 20kg/t鋼的量，加入下列質量比的娃鐵：Si 73. 5wt%，其余 為Fe及不可避免的不純物；按14. 50?17. 40kg/t鋼的量,加入下列質量比的高碳猛鐵合 金：Mn 75. 3wt%，C 6. 8wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；按3. 10?6. 70kg/t鋼的量， 加入下列質量比的高碳鉻鐵：Cr 57. 5 wt%，C 7.6 wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；按 L 05?L 45kg/t鋼的量，加入下列質量比的釩氮合金：V 78. Owt%，N 14. 5wt%，C 3. 2wt%， 其余為Fe及不可避免的不純物；按0. 15?0. 33kg/t鋼的量,加入下列質量比的銀鐵合 金：Nb 66. 2wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；按0. 25?0. 55kg/t鋼的量，加入下列 質量比的鑰鐵合金：Mo 72. lwt%，Si I. 5wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；按1. 50? 1. 90kg/t鋼的量，加入下列質量比的增碳劑：C 92. 15wt%，S 0. 085wt%，灰份4. 15wt%，揮發 份I. 64wt%，水份0. 75wt%，其余為不可避免的不純物；在鋼包鋼水量達到3/4時加完上述 合金及增碳劑；出鋼完畢后，將鋼水吊送至氬站進行精煉處理； 3) 鋼水LF爐精煉：將2)步驟出鋼完畢鋼水吊至LF爐精煉工位接好氬氣帶，開啟氬 氣采用20?30NL/min的小氬量吹氬2分鐘，然后下電極采用檔位7?9檔化渣；通電3 分鐘后，抬電極觀察爐內化渣情況，之后測溫、取樣；之后加入石灰3. 0?5. 0kg/t鋼、電 石0. 5?0. 8 kg/t鋼進行調渣，控制渣堿度為5. O?7. O ;之后將鋼水溫度加熱至1560? 1570°C進行軟吹氬處理，采用流量為20?30NL/min的小氬氣量對鋼水軟吹氬8分鐘，之后 加入鋼水覆蓋劑，加入量控制為1.0 kg/t鋼，然后將鋼水吊至澆鑄工位； 4)鋼水澆鑄：在中間包鋼水溫度為1505~1520°C，拉速為I. 8~2. Om/min，結晶器冷卻水 流量為12(Tl30m3/h，二冷比水量為I. (Tl. 2L/kg，結晶器電磁攪拌電流強度為250A、運行 頻率為3. OHZ的條件下，將步驟3)的鋼水澆鑄成斷面150mmX 150mm的鋼坯，鑄坯定尺長度 為11. 8m，鋼坯下線堆冷至30(T400°C ; B、 軋制：將A步驟制備得到的鋼坯經吊運、翻轉冷床、裝爐輥道送入加熱爐中經預熱、 加熱、均熱后出鋼，以I. 1~1. 3m/s的軋制速度進行第一、二道次除磷預冷粗軋，除鱗預冷初 軋后鋼坯溫度95(T980°C進入后四道次粗軋，乳制速度I. 4(T2. 65m/s，粗軋共軋制6個道 次，共軋制3(T36s ;再以3. (Γ4. 8m/s的軋制速度進行中軋，乳制6個道次，共軋制32~38s ; 預冷，以8. 2~16. 5m/s的軋制速度進行精軋，乳制2~4個道次，共軋制36~42s得到精軋鋼 材； C、 后處理：將B步驟軋制得到的精軋鋼材快速冷卻0. 4~ls，冷卻后由輥道快速送給至 冷床，使鋼上冷床的溫度為52(T580°C，上冷床后鋼筋自然空冷，冷卻至32(T360°C進行剪 切、打捆、收集、堆冷至室溫，即獲得目標物。
[0011] B步驟中所述的預熱溫度為70(T980°C，預熱時間為3(T40min。
[0012] B步驟中所述的加熱是使鋼坯在加熱爐內緩慢升溫至82(T840°C;鋼坯經緩慢升溫 后進入溫度為104(Tll60°C的強加熱段，經25?30min加熱，鋼坯快速加熱至94(T990°C。
[0013] B步驟中所述的均熱溫度為108(Tll80°C，均熱時間為25?30min。
[0014] B步驟中所述的出鋼的溫度為97(Tl010°C。
[0015] B步驟中所述的預冷是通過水槽將鋼從96(Tl000°C預冷卻至94(T970°C。
[0016] B步驟中所述的精軋的溫度為94(T970°C。
[0017] C步驟中所述的快速冷卻是將精軋鋼材在水量28(T420m3/h、冷卻水壓力 I. 4~2. 4MPa的冷卻槽中快速冷卻，快速冷卻時間0. 4~ls。
[0018] 本發明所述的960MPa級高強度預應力結構用螺紋鋼筋的制備方法，包括鐵水轉 爐冶煉、鋼水脫氧合金化、鋼水LF爐精煉、鋼水澆鑄、鋼坯加熱、鋼坯控軋控冷、鋼材后處理 步驟，具體包括： A、鐵水轉爐冶煉：將鐵水（化學成分C 4. (Γ4. 5wt%、Si 0. 25?0. 50wt%、Mn 0· 25?(λ 50wt%、P (λ 08(Γ(λ 120wt%、S彡0· 025wt%，其余為Fe及不可避免的不純物）、廢鋼 (化學成分 C 0· 20?0· 30wt%、Si 0· 25?0· 60wt%、Mn 1. 15?I. 65wt%、P 0· 025?0· 045wt%、 S 0.02(T0.045wt%，其余為Fe及不可避免的不純物）及生鐵（化學成分C 3.2?3.6 wt%、 Si 0·30?0·60 wt%、Mn 0·30?0·55 wt%、P 0.060?0.090wt%、S 0.020?0.035wt%，其余為 Fe及不可避免的不純物）加入LD轉爐中，進行常規頂底復合吹煉，加入常規石灰、白云石、 菱鎂球造渣，石灰加入量為3(T40kg/t鋼，白云石加入量為15~20kg/t鋼，菱鎂球加入量為 4. (Γ6. Okg/t鋼，控制終點碳含量彡0. 10wt%，出鋼溫度為1620?1640°C ;出鋼前向鋼包底 部加入活性石灰進行渣洗，石灰加入量為2. Okg/t鋼，出鋼過程采用全程底吹氬工藝，氬氣 流量控制為25?35NL/min。
[0019] B、鋼水脫氧合金化：A步驟鋼水出鋼，當鋼包中的鋼水量大于1/4時，依次向鋼包 中加入下列物質：按16. OO?19. 20kg/t鋼的量，加入下列質量比的硅鐵：Si 73. 5wt%，其 余為Fe及不可避免的不純物；按14. 50?17. 40kg/t鋼的量,加入下列質量比的高碳猛 鐵合金：Mn 75. 3wt%，C 6. 8wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；按3. 10?6. 70kg/t鋼 的量，加入下列質量比的高碳鉻鐵：Cr 57. 5 wt%，C 7.6 wt%，其余為Fe及不可避免的不 純物；按L 05?I. 45kg/t鋼的量，加入下列質量比的釩氮合金：V 78. Owt%，N 14. 5wt%，C 3. 2wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；按0. 15?0. 33kg/t鋼的量，加入下列質量比的鈮 鐵合金：Nb 66. 2wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；按0. 25?0. 55kg/t鋼的量，加入下 列質量比的鑰鐵合金：Mo 72. lwt%，Si I. 5wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；按1. 50? 1.90kg/t鋼的量，加入下列質量比的增碳劑：C 92.15wt%，S (X 085wt%，灰份4.15wt%，揮發 份I. 64wt%，水份0. 75wt%，其余為不可避免的不純物；在鋼包鋼水量達到3/4時加完上述 合金及增碳劑；出鋼完畢后，將鋼水吊送至氬站進行精煉處理。
[0020] C、鋼水LF爐精煉：將B步驟出鋼完畢鋼水吊至LF爐精煉工位接好氬氣帶，開啟 氬氣采用小氬量（20?30NL/min)吹氬2分鐘，然后下電極采用檔位7?9檔化渣；通電 3分鐘后，抬電極觀察爐內化渣情況，之后測溫、取樣；之后加入石灰3. 0?5. Okg/t鋼、電 石0. 5?0. 8 kg/t鋼進行調渣，控制渣堿度為5. 0?7. 0 ;之后將鋼水溫度加熱至1560? 1570°C進行軟吹氬處理，采用流量為20?30NL/min的小氬氣量對鋼水軟吹氬8分鐘，之后 加入鋼水覆蓋劑，加入量控制為1.0 kg/t鋼，然后將鋼水吊至澆鑄工位。
[0021] D、鋼水澆鑄：在中間包鋼水溫度為1505~1520°C，拉速為I. 8~2. Om/min，結晶器冷 卻水流量為12(Tl30m3/h，二冷比水量為I. (Tl. 2L/kg，結晶器電磁攪拌電流強度為250A、運 行頻率為3. OHZ的條件下，將步驟C的鋼水澆鑄成斷面150mmX 150mm的鋼坯，鑄坯定尺長 度為11.8m。鋼坯下線堆冷。
[0022] E、鋼坯加熱：將D步驟所得鋼坯堆冷至300°C ~400°C后，經吊運、翻轉冷床、裝爐輥 道將鋼坯送入加熱爐加熱，加熱爐預熱段爐溫為70(T98(rC，鋼坯在預熱段預熱3(T40min， 使鋼坯在加熱爐內緩慢升溫至82(T840°C ;鋼坯經緩慢升溫后進入溫度為104(Tll6(rC 的強加熱段，經25?30min加熱，鋼坯快速加熱至94(T990°C ;到溫后鋼坯進入均熱溫度為 108(Tll80°C的均熱段均熱，均熱時間為25?30min，鋼坯均熱至97(Tl010°C后出爐軋制。
[0023] F、鋼坯控軋控冷：將E步驟制備得到的鋼坯送入軋機軋制，以I. 1~1. 30m/s速度 對鋼坯進行第一、二道次除鱗預冷粗軋，除鱗預冷初軋后鋼坯溫度95(T980°C進入后四道次 粗軋，乳制速度I. 4(T2. 65m/s，粗軋共軋制6個道次，乳制時間30?36s ;再以3. (Γ4. 8m/s的 軋制速度進行中軋，乳制6個道次，共軋制32~38s ;通過水槽預冷，將鋼從96(Tl00(rC預冷 至94(T970°C。以8. 4?16. 5m/s的軋制速度進行精軋，乳制2?4個道次，共軋制36?42s得到 精軋鋼材； G:鋼材后處理：將F步驟軋制得到的精軋鋼材，在水量28(T420m3/h、冷卻水壓力 I. 4~2. 4MPa的冷卻槽中快速冷卻，快速冷卻時間0. 4~ls。冷卻后由輥道快速送給至冷床， 使鋼上冷床的溫度為52(T580°C，上冷床后鋼筋自然空冷，冷卻至32(T360°C進行剪切、打 捆、收集、堆冷至室溫，即獲得一種960MPa級高強度預應力結構用螺紋鋼筋。該鋼筋的化 學成分為： C: 0.35^0.40 wt%, Si: 1.00^1.20 wt%, Mn: 1.10^1.30 wt%, Cr: 0.20^0.40 wt%, V: 0.080^0.110 wt%, Mo: 0.020^0.040 wt%, Nb: 0.010^0.020 wt%, S: ^ 0. 020wt°/〇, P: < 0. 025wt%，其余為Fe及不可避免的不純物。
[0024] 本發明提供的960MPa級高強度預應力結構用螺紋鋼筋工藝力學性能見表1所示。
[0025] 表I 960MPa級高強度預應力結構用螺紋鋼筋工藝力學性能

【權利要求】
1. 一種960MPa級高強度預應力結構用螺紋鋼筋，其特征在于包含重量百分比 0? 35?0? 40% 的 C、l. 00?1. 20% 的 Si、l. 10?1. 30% 的 Mn、0. 20?0. 40% 的 Cr、0. 080?0. 110% 的 V、0. 020?0. 040% 的 Mo、0. 01(T〇. 020%Nb、0. 001 ?0? 020% 的 S 和 0? 001 ?0? 025% 的 P，其余為 Fe及不可避免的不純物。
2. -種權利要求1所述的960MPa級高強度預應力結構用螺紋鋼筋的制備方法，其特征 在于包括鋼坯制備、乳制、后處理步驟，具體包括： A、鋼坯制備： 1) 鐵水轉爐冶煉：將化學成分C 4. 0?4. 5wt%、Si 0? 25?0? 50wt%、Mn 0? 25?0? 50wt%、 P 0. 080?0. 120wt%、S < 0. 025wt%，其余為Fe及不可避免的不純物的鐵水、化學成 分 C 0? 20?0. 30wt%、Si 0? 25?0? 60wt%、Mn 1. 15?1. 65wt%、P 0? 025?0? 045wt%、S 0. 02(H). 045wt%，其余為Fe及不可避免的不純物的廢鋼及化學成分C 3. 2?3.6 wt%、 Si 0.30?0.60 wt%、Mn 0.30?0.55 wt%、P 0.060?0.090wt%、S 0.020?0.035wt%，其余為 Fe及不可避免的不純物的生鐵加入LD轉爐中，進行頂底復合吹煉，加入石灰、白云石、菱 鎂球造渣，石灰加入量為3(T40kg/t鋼，白云石加入量為15?20kg/t鋼，菱鎂球加入量為 4. 0?6. Okg/t鋼，控制終點碳含量彡0. 10wt%，出鋼溫度為1620?1640°C ;出鋼前向鋼包底 部加入活性石灰進行渣洗，石灰加入量為2. Okg/t鋼，出鋼過程采用全程底吹氬工藝，氬氣 流量控制為25?35NL/min ; 2) 鋼水脫氧合金化：1)步驟鋼水出鋼，當鋼包中的鋼水量大于1/4時，依次向鋼包中 加入下列物質：按16. 00?19. 20kg/t鋼的量，加入下列質量比的娃鐵：Si 73. 5wt%，其余 為Fe及不可避免的不純物；按14. 50?17. 40kg/t鋼的量，加入下列質量比的高碳猛鐵合 金：Mn 75. 3wt%，C 6. 8wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；按3. 10?6. 70kg/t鋼的量， 加入下列質量比的高碳鉻鐵：Cr 57. 5 wt%，C 7.6 wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；按 1. 05?1. 45kg/t鋼的量，加入下列質量比的釩氮合金：V 78. Owt%，N 14. 5wt%，C 3. 2wt%， 其余為Fe及不可避免的不純物；按0. 15?0. 33kg/t鋼的量，加入下列質量比的銀鐵合 金：Nb 66. 2wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；按0. 25?0. 55kg/t鋼的量，加入下列 質量比的鑰鐵合金：Mo 72. lwt%，Si 1. 5wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；按1. 50? 1. 90kg/t鋼的量，加入下列質量比的增碳劑：C 92. 15wt%，S 0. 085wt%，灰份4. 15wt%，揮發 份1. 64wt%，水份0. 75wt%，其余為不可避免的不純物；在鋼包鋼水量達到3/4時加完上述 合金及增碳劑；出鋼完畢后，將鋼水吊送至氬站進行精煉處理； 3) 鋼水LF爐精煉：將2)步驟出鋼完畢鋼水吊至LF爐精煉工位接好氬氣帶，開啟氬 氣采用20?30NL/min的小氬量吹氬2分鐘，然后下電極采用檔位7?9檔化渣；通電3 分鐘后，抬電極觀察爐內化渣情況，之后測溫、取樣；之后加入石灰3. 0?5. 0kg/t鋼、電 石0. 5?0. 8 kg/t鋼進行調渣，控制渣堿度為5. 0?7. 0 ;之后將鋼水溫度加熱至1560? 1570°C進行軟吹氬處理，采用流量為20?30NL/min的小氬氣量對鋼水軟吹氬8分鐘，之后 加入鋼水覆蓋劑，加入量控制為1. 〇 kg/t鋼，然后將鋼水吊至澆鑄工位； 4) 鋼水澆鑄：在中間包鋼水溫度為1505~1520°C，拉速為1. 8~2. 0m/min，結晶器冷卻水 流量為12(Tl30m3/h，二冷比水量為1. (Tl. 2L/kg，結晶器電磁攪拌電流強度為250A、運行 頻率為3. 0HZ的條件下，將步驟3)的鋼水澆鑄成斷面150mmX 150mm的鋼坯，鑄坯定尺長度 為11. 8m，鋼坯下線堆冷至30(T400°C ; B、 軋制：將A步驟制備得到的鋼坯經吊運、翻轉冷床、裝爐輥道送入加熱爐中經預熱、 加熱、均熱后出鋼，以1. 1~1. 3m/s的軋制速度進行第一、二道次除磷預冷粗軋，除鱗預冷初 軋后鋼坯溫度95(T98(TC進入后四道次粗軋，乳制速度1. 4(T2. 65m/s，粗軋共軋制6個道 次，共軋制3(T36s ;再以3. 0~4. 8m/s的軋制速度進行中軋，乳制6個道次，共軋制32~38s ; 預冷，以8. 2~16. 5m/s的軋制速度進行精軋，乳制2~4個道次，共軋制36~42s得到精軋鋼 材； C、 后處理：將B步驟軋制得到的精軋鋼材快速冷卻0. 4~ls，冷卻后由輥道快速送給至 冷床，使鋼上冷床的溫度為52(T580°C，上冷床后鋼筋自然空冷，冷卻至32(T360°C進行剪 切、打捆、收集、堆冷至室溫，即獲得目標物。
3. 根據權利要求2所述的960MPa級高強度預應力結構用螺紋鋼筋的制備方法，其特征 在于B步驟中所述的預熱溫度為70(T980°C，預熱時間為3(T40min。
4. 根據權利要求2所述的960MPa級高強度預應力結構用螺紋鋼筋的制備方法，其特征 在于B步驟中所述的加熱是使鋼坯在加熱爐內緩慢升溫至82(T840°C ;鋼坯經緩慢升溫后 進入溫度為104(ni60°C的強加熱段，經25?30min加熱，鋼坯快速加熱至94(T990°C。
5. 根據權利要求2所述的960MPa級高強度預應力結構用螺紋鋼筋的制備方法，其特征 在于B步驟中所述的均熱溫度為108(Tll80°C，均熱時間為25~30min。
6. 根據權利要求2所述的960MPa級高強度預應力結構用螺紋鋼筋的制備方法，其特征 在于B步驟中所述的出鋼的溫度為97(Tl010°C。
7. 根據權利要求2所述的960MPa級高強度預應力結構用螺紋鋼筋的制備方法，其特征 在于B步驟中所述的預冷是通過水槽將鋼從96(Tl000°C預冷卻至94(T970°C。
8. 根據權利要求2所述的960MPa級高強度預應力結構用螺紋鋼筋的制備方法，其特征 在于B步驟中所述的精軋的溫度為94(T970°C。
9. 根據權利要求2所述的960MPa級高強度預應力結構用螺紋鋼筋的制備方法，其特征 在于C步驟中所述的快速冷卻是將精軋鋼材在水量28(T420m3/h、冷卻水壓力1. 4~2. 4MPa 的冷卻槽中快速冷卻，快速冷卻時間〇. 4~ls。
【文檔編號】C22C33/06GK104372249SQ201410611054
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月4日 優先權日:2014年11月4日
【發明者】張瑜, 陳偉, 王潔, 李金柱, 張志波, 馮再武, 房業坤, 曹云, 趙衛東, 張紅斌, 毛寧錳 申請人:武鋼集團昆明鋼鐵股份有限公司