发明名称 一种1080MPa级高强度耐腐蚀预应力结构用螺纹钢筋及制备方法
摘要 本发明公开了一种1080MPa级高强度耐腐蚀预应力结构用螺纹钢筋及其制备方法,1080MPa级高强度耐腐蚀预应力结构用螺纹钢筋,其特征在于包含下列重量百分比:C:0.50~0.60 wt%,Si:1.25~1.50 wt%,Mn:1.20~1.40wt%,Cr:0.40~0.60wt%,Mo:0.040~0.070 wt%,Ti:0.040~0.070 wt%,Ni:0.15~0.30 wt%,S:≤0.010wt%,P:≤0.015wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物。制备方法包括钢坯制备、轧制、后处理等3个步骤,实现了对夹杂物数量、尺寸及分布的控制,铸坯采用热送装,避免了钢坯开裂。钢中加入Cr、Ni、Mo合金元素提高了淬透性及抗腐蚀性,防止裂纹萌生;控轧控冷使得钢筋组织晶粒细化,减少了芯部的网状铁素体组织。本发明生产的精轧螺纹钢具有强韧性结合良好、耐蚀性优异、预应力松弛性优异,能在各种大气环境中长期保持性能稳定,确保锚固对象能够长期稳定的使用。
申请公布号 CN104831183B 申请公布日期 2016.08.24
申请号 CN201510285555.X 申请日期 2015.05.29
申请人 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 发明人 张瑜;陈伟;赵宇;张卫强;李金柱;吴光耀;杨春雷;王文峰;赵卫东
分类号 C22C38/50(2006.01)I;C22C33/04(2006.01)I 主分类号 C22C38/50(2006.01)I
代理机构 昆明知道专利事务所(特殊普通合伙企业) 53116 代理人 姜开侠;姜开远
主权项 一种1080MPa级高强度耐腐蚀预应力结构用螺纹钢筋的制备方法,包含下列重量百分比:C: 0.50~0.60 wt%,Si: 1.25~1.50 wt%,Mn: 1.20~1.40wt%,Cr: 0.40~0.60wt%,Mo: 0.040~0.070 wt%,Ti: 0.040~0.070 wt%,Ni: 0.15~0.30 wt%,S: ≤0.010wt%, P: ≤0.015wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物;其特征在于所述制备方法包括铁水转炉冶炼、钢水脱氧合金化、钢水LF炉精炼、钢水VD真空精炼、钢水浇铸、钢坯加热、钢坯控轧控冷、钢材后处理步骤,具体包括:A、铁水转炉冶炼:按1060kg/t钢的量,向LD转炉加入下列质量比的低硫磷铁水:C 4.5~5.0wt%、Si 0.30~0.50wt%、Mn 0.25~0.50wt%、P 0.060~0.090wt%、S≤0.015wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物;按45kg/t钢的量,向LD转炉加入下列质量比的精废钢:C 0.17‑0.25wt%、Si 0.30‑0.55wt%、Mn 1.15‑1.50wt%、P 0.020~0.040wt%、S 0.015~0.030wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物;按1.30~2.80kg/t钢的量,向LD转炉加入下列质量比的镍铁合金:Ni 99.3wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物;低硫磷铁水、精废钢、镍铁加入LD转炉后,进行常规顶底复合吹炼,加入石灰、白云石、菱镁球造渣,石灰加入量为45~55kg/t钢,白云石加入量为10~20kg/t钢,菱镁球加入量为5.0~7.0kg/t钢,控制终点碳含量≥0.12wt%,出钢温度为1625~1645℃;出钢前向钢包底部加入活性石灰和精炼渣进行渣洗,石灰加入量为3.0kg/t钢,精炼渣加入量为1.0kg/t钢,出钢过程采用全程底吹氩工艺,氩气流量控制为30~50NL/min;B、钢水脱氧合金化:A步骤钢水出钢,当钢包中的钢水量大于1/5时,依次向钢包中加入下列物质:按20.10~24.20kg/t钢的量,加入下列质量比的硅铁:Si 73.5wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物;按15.50~18.50kg/t钢的量,加入下列质量比的高碳锰铁合金:Mn 75.8wt%,C 7.2wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物;按6.70~10.30kg/t钢的量,加入下列质量比的高碳铬铁:Cr 57.5 wt%,C 7.6 wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物;按0.50~0.95kg/t钢的量,加入下列质量比的钼铁合金:Mo 72.5wt%,Si 1.5wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物;按2.60~3.30kg/t钢的量,加入下列质量比的增碳剂:C 92.35wt%,S 0.085wt%,灰份4.15wt%,挥发份1.64wt%,水份0.75wt%,其余为不可避免的不纯物;在钢包钢水量达到4/5时加完上述合金及增碳剂;出钢完毕后,将钢水吊送至精炼工位进行LF炉精炼处理;C、钢水LF炉精炼:将B步骤出钢完毕钢水吊至LF炉精炼工位接好底吹氩气带,开启氩气采用小氩量10~20NL/min吹氩2分钟,使钢液面呈蠕动状;之后下电极采用档位6~8档化渣,通电3分钟后,抬电极观察炉内化渣情况,之后测温、取样,加入石灰3.0~5.0kg/t钢、电石0.4~0.8 kg/t钢、铝丸0.2~0.6 kg/t钢进行调渣,控制钢水氧含量≤0.0005wt%,按1.60~2.90kg/t钢的量,加入下列质量比的钛铁:Ti 31.5wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物;下电极将钢水温度加热至1570~1590℃,然后加入石英砂180~250kg,下电极将石英砂化透,渣子碱度按0.8~1.2控制;与此同时,根据钢样检验结果,补加合金同步调整钢水成份;渣子化好、成份调整完毕后,将钢水温度加热至1600~1610℃进行软吹氩处理,采用流量为20~30NL/min的小氩气量对钢水软吹氩5分钟;D、钢水VD炉真空精炼:将C步骤软吹氩完毕后的钢水吊入VD炉真空罐内,接通吹氩管,合上真空罐盖,进行预抽真空7分钟;真空抽至67Pa时,开始进行真空脱气处理,同时进行底吹氩处理,流量控制为70~90NL/min,时间控制为15分钟;之后关闭真空主阀、复压、提升罐盖,对钢水取样、定碳、定氧、定氢;之后将钢水进行软吹氩处理,采用流量为20~30NL/min的小氩气量对钢水软吹氩5分钟;之后对钢水喂入硅钙线进行变性处理,喂入具有下列质量比的硅钙线:Si 56.5wt%、Ca 29.5 wt%、其余为Fe及不可避免的不纯物,喂线速度为3.0m/s,喂线量100m;之后加入钢水覆盖剂,加入量控制为1.0 kg/t钢,然后将钢水吊至浇铸工位;E、钢水浇铸:在中间包钢水温度为1485~1495℃,拉速为1.7~1.9m/min,结晶器冷却水流量为115~125m<sup>3</sup>/h,二冷比水量为0.8~1.0L/kg,结晶器电磁搅拌电流强度为300A、运行频率为2.5Hz的条件下,将D步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯,铸坯定尺长度为11.8m;F、钢坯加热:将E步骤所得钢坯热送至加热炉,钢坯入炉温度500~600℃,加热炉预热段炉温820~950℃,以4~5℃/min的速度缓慢升温至780℃;之后以10℃/min的速度快速升温至880℃,随后进入温度为1040~1160℃的强加热段,以8℃/min钢坯加热至1040℃;到温后钢坯进入1180~1220℃的均热段均热,均热时间为25~30min,钢坯均热至1100~1120℃后出炉轧制;G、钢坯控轧控冷:将E步骤制备得到的钢坯送入棒材轧机轧制,以0.4~0.6m/s速度对钢坯进行第一、二道次粗轧除鳞预冷,粗轧除鳞预冷后钢坯以1040℃温度进入后四道次粗轧,轧制速度0.76~2.25m/s,粗轧共轧制6个道次,轧制时间20s;再以2.74~5.12m/s的轧制速度进行中轧,轧制6个道次,轧制时间20~22s;之后通过水槽预冷,将钢从1020~1050℃预冷至1000~1020℃,以6.8~14.2m/s的轧制速度进行精轧,轧制2~4个道次,轧制时间32~36s,精轧后温度控制为890~940℃;H、钢材后处理:将G步骤轧制得到的精轧钢材,在水量360~480m<sup>3</sup>/h、冷却水压力1.4~1.8MPa的冷却槽中快速冷却,冷却时间1.5~2.1s,冷却后由辊道快速送给至冷床,使出辊道的温度为480~520℃,上冷床后冷却至350~380℃进行剪切、收集、打捆,成捆钢筋在钢槽中堆放,使用简易保温罩于340~360℃保温24小时后,将钢吊出保温罩外,自然冷却至室温,即获得一种1080MPa级高强度耐腐蚀预应力结构用螺纹钢筋,该钢筋的化学成分为:C: 0.50~0.60 wt%,Si: 1.25~1.50 wt%,Mn: 1.20~1.40wt%,Cr: 0.40~0.60wt%,Mo: 0.040~0.070 wt%,Ti: 0.040~0.070 wt%,Ni: 0.15~0.30 wt%,S: ≤0.010wt%, P: ≤0.015wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物,其工艺力学性能见表1所示,表1  1080MPa级高强度耐腐蚀预应力结构用螺纹钢筋工艺力学性能<img file="dest_path_image002.GIF" wi="553" he="107" />。
地址 650300 云南省昆明市安宁市郎家庄昆钢科技创新部