一種錨桿鋼及其生產方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及鋼材料技術領域，尤其涉及一種錨桿鋼及其生產方法。
【背景技術】
[0002] 礦業工程錨桿是置于巖體中并與巖體緊密接觸的桿件，具有一定縱向拉力的稱為 錨桿，通常由桿體、錨固體、承托結構組成。目前我國礦業工程使用的錨桿桿體用鋼大多為 雙向兩筋螺紋鋼或無縱筋右旋（或左旋）螺紋鋼，雖然此類螺紋鋼材與錨固劑有較好的結 合，但是注入錨桿時，前者，桿體縱筋旋轉半徑大于螺紋鋼桿體旋轉半徑；后者，桿體旋轉易 將樹脂膠體帶向錨桿孔淺部，從而造成桿體與樹脂不能緊密配合，使握裹力降低，并且兩者 都不利于錨固劑充填密實使攪拌效果差，粘結力下降，從而降低錨固強度。
[0003] 高強度錨桿支護技術在一般條件下支護效果良好，綜合效益顯著。但在高地壓巷 道中，出現了一系列問題：錨桿預應力過低，強度不足，抗沖擊性能差，造成錨桿拉斷或整體 失效，甚至錨桿尾部被彈射出去等破壞現象；錨索直徑小、強度低、延伸率低，與鉆孔匹配性 差，經常出現錨索被拉斷或整體滑動；鋼帶強度和剛度小，容易撕裂和拉斷，護頂效果差。上 述現象嚴重影響了巷道支護效果和安全程度。
[0004] 由于錨桿強度偏低且延伸率偏差，導致單位面積上錨桿數多，間排距小，支護密度 大，嚴重影響礦業工程掘進速度，造成采掘接續緊張。
[0005] 鑒于常見的錨桿均存在著一定的不足。根據錨桿使用的直徑、抗拉強度、斷面 收縮率，采用釩微合金化，結合適當的潔凈鋼冶煉工藝，開發出熱乳態R e L多450MP a， Rm彡650MPa，A彡20%較高潔凈度低合金錨桿用鋼，采用此熱乳圓鋼（表面均不帶肋）可 生產出較高強度、優良塑性、良好錨固強度和支護密度低的礦用錨桿。
[0006] 現有技術中公開了一種高強度全螺紋等強樹脂錨桿鋼筋及其生產方法，所述全螺 紋等強樹脂錨桿鋼筋的化學成分為：C :0· 18~0· 27wt%;Si :0· 30~0· 75wt%;Mn :1· 35~ I. 60wt% ;V :0· 06 ~0· 09wt% ;P 彡 0· 035wt% ;S 彡 0· 035wt% ;其余為 Fe 和不可避免的 雜質。因該鋼為雙向兩縱筋螺紋鋼，用作桿體時縱筋旋轉半徑大于螺紋鋼桿體旋轉半徑，將 不利于錨固劑充填密實使攪拌效果差，粘結力下降，從而降低錨固強度。
[0007] 現有技術中還公開了一種錨桿鋼的生產方法，工藝步驟包括：轉爐冶煉、鋼包釩微 合金化、LF精煉、全保護澆鑄、鋼坯檢查、加熱爐加熱、柔性控制乳制到乳后超快冷控制冷 卻。其中鋼坯材質為中碳低合金鋼，LF精煉周期按60min/爐-70min/爐控制，連鑄過程 采用130mm2小方坯全保護澆鑄，乳后采用兩段式分級控制冷卻方式。因采用130mm2小方 坯乳制生產鋼材，相比于200_2較大方坯乳制的鋼材，無論是鋼材組織均勻性與性能穩定 性，還是生產效率方面，前者均不及后者。
[0008] 現有技術中還公開了一種低碳錨桿用合金鋼，所述鋼材包含的成分及其重量百 分含量為：碳：〇· 21~0· 27%，硅：0· 95~L 25%，錳：1· 15~L 35%，磷彡0· 015%，硫 彡 0· 015 %，鈦：0· 025 % ~0· 030 %，釩：0· 015 % ~0· 022 %，鎳：0· 02 % ~0· 12 %，鈮： 0· 02 % ~0· 05 %，鈷：0· 0035 % ~0· 0055 %，硼：0· 0055 % ~0· 0065 %，其余為鐵和不可避 免的雜質，雖然生產鋼材為表面不帶肋熱乳圓鋼，避免了攪拌效果差，粘結力下降的缺點， 但化學成分較復雜，而且價格昂貴的合金元素多，生產成本非常高，不具成本優勢和大規模 推廣性。
【發明內容】
[0009] 本申請提供一種錨桿鋼及其生產方法，解決了現有技術中存在鋼材組織均勻性及 性能穩定性差、生產工藝復雜、成本高、生產效率不高，以及制造的錨桿實際應用中存在粘 結力下降、錨固強度低的技術問題。
[0010] 本申請提供一種錨桿鋼，所述錨桿鋼為熱乳圓鋼，其熱乳態ReL多450MPa，抗拉強 度Rm彡650MPa，延伸率A彡20%，所述錨桿鋼的組分及重量百分比含量為：
[0011] C :0· 20 ~0· 26 %，Si :0· 55 ~0· 80 %，Mn :1· 30 ~1. 60 %，P 彡 0· 035 %， S彡0. 035%，V :0. 08~0. 12%，其余為Fe和不可避免的雜質元素。
[0012] 本申請還提供一種錨桿鋼的生產方法，用于所述的錨桿鋼，吹氧冶煉，在出鋼1/4 時開始加入硅錳合金、碳化硅、釩鐵、碳粉和增碳劑，并在鋼水出至3/4時完成；
[0013] 氬站吹氬，吹氬時間大于2分鐘小于等于15分鐘；
[0014] 在精煉爐中進行精煉，吹氬氣攪拌，時間為15分鐘~30分鐘，并控制渣的堿度在 0· 8 ~3. 5 ;
[0015] 進行連鑄，控制拉坯速度在I. 0~1. 6米/分鐘；
[0016] 對鑄坯加熱，加熱溫度控制在1050~1230°C，并在該溫度下保溫40~90分鐘，在 爐時間為2~3個小時；
[0017] 進行粗乳，控制其開乳溫度在1000~IKKTC ;
[0018] 進行精乳，控制其開乳溫度950~1050°C，累計變形量在10~60% ;
[0019] 進行空冷，按照冷卻速度5~25°C /秒冷卻至450~720°C，并在此溫度下保溫 50~90分鐘；
[0020] 空冷至室溫。
[0021] 優選地，所述吹氧冶煉，具體為：
[0022] 在50-150噸電爐或轉爐中進行吹氧冶煉。
[0023] 優選地，在精煉過程中，加入活性石灰、螢石、鋁丸調整所述渣的情況和所述渣的 成分。
[0024] 本申請有益效果如下：
[0025] 上述錨桿剛的冶煉成分簡單，控制穩定，成分命中率高，常規棒材熱連乳工藝乳 制，工藝穩定，煉、乳成本較低。鋼材組織均勻、性能穩定、強度高、塑性好，實際應用中具有 良好錨固強度和支護密度低的優點，解決了現有技術中存在鋼材組織均勻性及性能穩定性 差、生產工藝復雜、成本高、生產效率不高，以及制造的錨桿實際應用中存在粘結力下降、錨 固強度低的技術問題。
【附圖說明】
[0026] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例描述 中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些 實施例。
[0027] 圖1和圖2為錨桿鋼放大不同比例后的顯微組織圖；
[0028] 圖3為本申請較佳實施方式一種錨桿鋼的生產方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0029] 本申請實施例通過提供一種錨桿鋼及其生產方法，解決了現有技術中存在鋼材組 織均勻性及性能穩定性差、生產工藝復雜、成本高、生產效率不高，以及制造的錨桿實際應 用中存在粘結力下降、錨固強度低的技術問題。
[0030] 本申請實施例中的技術方案為解決上述技術問題，總體思路如下：
[0031] 一種錨桿鋼，所述錨桿鋼為熱乳圓鋼，其熱乳態ReL多450MPa，抗拉強度 Rm彡650MPa，延伸率A彡20%，所述錨桿鋼的組分及重量百分比含量為：C :0. 20~0. 26%， Si :0· 55 ~0· 80%，Mn :1· 30 ~I. 60%，P 彡 0· 035%，S 彡 0· 035%，V :0· 08 ~0· 12%，其 余為Fe和不可避免的雜質元素。
[0032] 本申請還提供一種錨桿鋼的生產方法，用于所述的錨桿鋼，吹氧冶煉，在出鋼1/4 時開始加入硅錳合金、碳化硅、釩鐵、碳粉和增碳劑，并在鋼水出至3/4時完成；氬站吹氬， 吹氬時間大于2分鐘小于等于15分鐘；在精煉爐中進行精煉，吹氬氣攪拌，時間為15分 鐘~30分鐘，并控制渣的堿度在0. 8~3. 5 ;進行連鑄，控制拉坯速度在I. 0~1. 6米/分 鐘；對鑄坯加熱，加熱溫度控制在1050~1230°C，并在該溫度下保溫40~90分鐘，在爐時 間為2~3個小時；進行粗乳，控制其開乳溫度在1000~1100°C;進行精乳，控制其開乳溫 度950~1050°C，累計變形量在10~60% ;進行空冷，按照冷卻速度5~25°C /秒冷卻至 450~720 °C，并在此溫度下保溫50~90分鐘；空冷至室溫