用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋及加工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋及加工方法，鋼坯組成按重量百分比計為C：0.25～0.30wt％，Si：0.90～1.10wt％，Mn：0.50～0.70wt％，Nb：0.015～0.030wt％，B：0.0020～0.0040wt％，S≤0.020wt%，P≤0.020wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；鋼坯通過加熱、控軋控冷工序制得公稱直徑為8.0～14.0mm的光圓盤條鋼筋，光圓盤條鋼筋具有以下特性：抗拉強度(Rm)：630～660MPa，斷面收縮率≥65%，鐵素體晶粒度10.0～11.5級。本發(fā)明通過對轉(zhuǎn)爐冶煉、LF爐精煉、鋼坯加熱及高線“標準+延遲”型控軋控冷等多工藝集成創(chuàng)新，提供一種用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋的生產(chǎn)方法，產(chǎn)品淬透性高、顯微組織均勻。本發(fā)明方法具有質(zhì)量優(yōu)異、生產(chǎn)成本低、加工性能好、推廣性強等優(yōu)點。
【專利說明】用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋及加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬材料加工與成型【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋及加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒(亦稱PC鋼棒)是一種高效、節(jié)能的新型建筑材料，開發(fā)和推廣使用最早見于上世紀八、九十年代的日本，它以熱軋盤條為原料，采用“拉拔減徑一刻痕—淬火一回火”工藝生產(chǎn)，產(chǎn)品具有高強韌性、低松弛性、良好的可焊性、良好的鐓鍛性、良好的混凝土粘結(jié)性等特點，廣泛應(yīng)用于各類建筑工程的高預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中，如:高強度預(yù)應(yīng)力混凝土尚心管粧、電桿、聞架橋壤、鐵路軌枕聞預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中。由于強度和性能的提聞，可以顯著減少鋼材使用量，提高鋼材使用效率，有利于創(chuàng)建節(jié)約型社會。隨著預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒產(chǎn)品高效、節(jié)能的優(yōu)點被國內(nèi)越來越多的建筑工程投資方以及設(shè)計部門所認知，使用預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒的建筑工程越來越多。
[0003]隨著預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒的市場需求量上升、鋼棒生產(chǎn)線的增多，生產(chǎn)PC鋼棒的特種光圓盤條鋼筋越來越成為了一個限制性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由于特種光圓盤條鋼筋的質(zhì)量問題，導致生產(chǎn)、使用預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒出現(xiàn)了一系列的問題，如:鋼材在拉拔減徑過程中頻繁斷裂，鋼棒強度波動大、伸長率偏低，鋼棒在使用過程中發(fā)生滯后斷裂等等。這些問題的產(chǎn)生，一是影響了使用預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒的建筑工程的施工進度，影響了工程投資方使用新型高效節(jié)能材料的積極性，導致預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒的推廣應(yīng)用受到了延阻；二是鋼棒生產(chǎn)企業(yè)的積極性受 到影響、經(jīng)濟利益受到損失。因此，研究開發(fā)一種質(zhì)量穩(wěn)定且滿足預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒加工要求的熱軋光圓盤條鋼筋是建筑行業(yè)全面推廣應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒這一高效、節(jié)能新型材料的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋及加工方法。
[0005]本發(fā)明的第一目的在于提供一種用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋，具有氧化皮少、易加工、模具損耗低、淬透性高、顯微組織均勻等優(yōu)點，該產(chǎn)品所生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒具有強度易調(diào)控、無滯后斷裂、無鐓頭開裂、金屬收得率高等優(yōu)點，實現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的經(jīng)濟生產(chǎn)及推廣使用;第二目的在于提供一種冶煉、軋制這種用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋的加工方法。
[0006]本發(fā)明的第一目的是這樣實現(xiàn)的，所述的鋼坯組成按重量百分比計C:0.25~0.30wt %，Si:0.90 ~1.10 wt%, Mn:0.50 ~0.70 wt%, Nb:0.015 ~0.030 wt %, B:
0.0020~0.0040 wt%, S≤0.020 wt%, P≤0.020wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；所述的鋼坯通過加熱、控軋控冷工序制得公稱直徑為8.0~14.0mm的光圓盤條鋼筋。
[0007]本發(fā)明的第二目的是這樣實現(xiàn)的，包括鋼水冶煉及脫氧合金化、鋼水LF爐精煉、鋼水澆鑄、鋼坯加熱、控軋控冷工序，其特征是:具體包括下列工序步驟:
A、鋼水冶煉及脫氧合金化:將鐵水≤化學成分C4.0-5.5wt%、Si 0.30-0.80wt%、Mn0.25-0.70wt%、P 0.110-0.170wt%、S ≤ 0.015wt%，其余為 Fe 及不可避免的不純物)、廢鋼≤化學成分 C 0.20-0.35wt%, Si 0.25-0.55 wt%、Mn 0.30-1.00 wt%、P 0.030-0.055wt%,S 0.020-0.040wt%，其余為Fe及不可避免的不純物)及生鐵≤化學成分C 3.2-4.0 wt%、Si0.40-0.70 wt%、Mn 0.25-0.60 wt%、P 0.070-0.110wt%、S 0.010-0.020wt%，其余為 Fe 及不可避免的不純物)加入LD轉(zhuǎn)爐中，進行常規(guī)頂?shù)讖?fù)合吹煉，按常規(guī)量加入石灰、白云石、菱鎂球造渣，控制終點碳含量為0.06~0.10 wt%，出鋼溫度為1655~1675°C ;出鋼前向鋼包底部加入石灰進行渣洗，石灰加入量為:4.0kg/t鋼，出鋼過程采用全程底吹氬工藝，IS氣流量控制為15~30NL/min,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(zhì):按6.1~9.0kg/t鋼的量,加入下列質(zhì)量比的高碳猛鐵:Mn 75.6wt%, C 16.7wt%,其余為Fe及不可避免的不純物；按14.5~17.5kg/t鋼的量,加入下列質(zhì)量比的娃鐵合金:Si73.5wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；按0.25~0.50 kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的銀鐵:Nb 64.5wt%,其余為Fe及不可避免的不純物；按1.5~1.9kg/1鋼的量,加入下列質(zhì)量比的增碳劑:C 92.53wt%, S 0.085wt%，灰份 4.15wt%，揮發(fā)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時加完上述合金和增碳劑；出鋼完畢后，將鋼水吊送至LF爐精煉工位；
B、鋼水LF爐精煉:將鋼水吊至LF爐精煉工位接好氬氣帶，開啟氬氣采用小氬量≤15~25NL/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(nèi)化渣情況，之后測溫、取樣；若渣況較稀，補加石灰2.0~4.0kg/t鋼，然后加入電石
0.5 kg/t鋼調(diào)渣，控制渣堿度為5.0~7.0 ;按0.3kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的硼鐵:B16.5wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；之后將鋼水溫度加熱至1580~1595°C后進行喂線處理，喂入具有下列質(zhì)量比的硅鈣線:Si 56.5wt%、Ca 29.5 wt%、其余為Fe及不可避免的不純物，喂線速度為3.0m/s，喂線量150m ;喂線結(jié)束采用流量為20~30NL/min的小氬氣量對鋼水進行軟吹気，軟吹時間為10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；
C、鋼水澆鑄:在中間包溫度為1520~1535°C，拉速為1.8~2.0m/min，二冷比水量為
1.4~1.6L/kg，結(jié)晶器電磁攪拌電流強度為250A、運行頻率為2.5HZ的條件下，采用小方坯鑄機將B步驟的鋼水連鑄成斷面150_X 150mm的鋼坯；
D、鋼坯加熱:將鋼坯送入均熱段爐溫為1100~1150°C的加熱爐中，加熱60~80分鐘，鋼坯出鋼溫度為980~1020°C，后經(jīng)高壓水出鱗，推送至軋機入口前的5坯位待溫區(qū)進行3~5分鐘的自然冷卻，最終以910~930°C的開軋溫度進入軋機軋制；
E、控軋控冷:將加熱后的鋼坯送入高速線材軋機進行軋制，進精軋溫度控制為820~840°C，吐絲溫度控制為825~835°C ;吐絲后進入斯太爾摩線風冷線進行“標準+延遲”型控制冷卻≤即快速冷卻+緩慢冷卻)。軋制時，風機開啟前I~3臺，同時開啟對應(yīng)風機上方保溫蓋，風量100%，佳靈3檔；其余風機全部關(guān)閉，同時關(guān)閉對應(yīng)風機上方保溫蓋，首末段輥道速度控制為0.30~0.40m/s ;斯太爾摩風冷結(jié)束后集卷溫度控制為450~550°C，然后將盤卷自然空冷至室溫，即獲得一種用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋。
[0008]本發(fā)明通過對轉(zhuǎn)爐冶煉、LF爐精煉、鋼坯加熱及高線“標準+延遲”型控冷等多工藝集成創(chuàng)新，提供了一種用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋，具有氧化皮少、易加工、模具損耗低、淬透性高、顯微組織均勻等優(yōu)點，該產(chǎn)品所生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒具有強度易調(diào)控、無滯后斷裂、無鐓頭開裂、金屬收得率高等優(yōu)點，實現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的經(jīng)濟生產(chǎn)及推廣使用。采用此工藝生產(chǎn)的用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋，其抗拉強度(Rm):630~660MPa，斷面收縮率≥65%，鐵素體晶粒度10.0~11.5級。本發(fā)明方法具有質(zhì)量優(yōu)異、生產(chǎn)成本低、加工性能好、推廣性強等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但不以任何方式對本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導所作的任何變更或改進，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0011]所述的鋼坯組成按重量百分比計為C:0.25~0.30wt%, S1:0.90~1.10 wt%,Mn:0.50 ~0.70 wt%, Nb:0.015 ~0.030 wt%, B:0.0020 ~0.0040 wt%, S ≤ 0.020wt%,P ≤0.020wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；所述的鋼坯通過加熱、控軋控冷工序制得公稱直徑為8.0~14.0mm的光圓盤條鋼筋。
[0012]所述的光圓盤條鋼筋具有以下特性:抗拉強度(Rm):630~660MPa，斷面收縮率≥65%，鐵素體晶粒度10.0~11.5級。
[0013]本發(fā)明方法包括鋼水冶煉及脫氧合金化、鋼水LF爐精煉、鋼水澆鑄、鋼坯加熱、控軋控冷工序，其特征是:具體包括下列工序步驟:
所述的鋼水冶煉及脫氧合金化是將鐵水(化學成分C 4.0-5.5wt%、Si 0.30-0.80wt%,Mn 0.25-0.70wt%、P 0.110-0.170wt%、S ≤ 0.015wt%,其余為 Fe 及不可避免的不純物)、廢鋼(化學成分 C 0.20-0.35wt%、Si 0.25-0.55 wt%、Mn 0.30-1.00 wt%、P 0.030-0.055wt%、S 0.020-0.040wt%,其余為Fe及不可避免的不純物)及生鐵(化學成分 C 3.2-4.0 wt%、Si 0.40-0.70 wt%、Mn 0.25-0.60 wt%、P 0.070-0.110wt%、S
0.010-0.020wt%，其余為Fe及不可避免的不純物)加入LD轉(zhuǎn)爐中，進行常規(guī)頂?shù)讖?fù)合吹煉，按常規(guī)量加入石灰、白云石、菱鎂球造渣，控制終點碳含量為0.06~0.10 wt%,出鋼溫度為1655~1675°C ;出鋼前向鋼包底部加入石灰進行渣洗，石灰加入量為:4.0kg/t鋼，出鋼過程采用全程底吹氬工藝，氬氣流量控制為15~30NL/min，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(zhì):按6.1~9.0kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的高碳錳鐵:Mn 75.6wt%, C 16.7wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；按14.5~17.5kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的硅鐵合金=Si 73.5wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；按0.25~0.50 kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的銀鐵:Nb 64.5wt%,其余為Fe及不可避免的不純物；按1.5~
1.9kg/1鋼的量，加入下列質(zhì)量比的增碳劑=C 92.53wt%，S 0.085wt%，灰份4.15wt%，揮發(fā)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時加完上述合金和增碳劑；出鋼完畢后，將鋼水吊送至LF爐精煉工位；
所述的鋼水LF爐精煉是將鋼水吊至LF爐精煉工位接好氬氣帶，開啟氬氣采用小氬量(15~25NL/min)吹気2分鐘,然 后下電極采用檔位7~9檔化洛；通電3分鐘后,抬電極觀察爐內(nèi)化渣情況，之后測溫、取樣；若渣況較稀，補加石灰2.0~4.0kg/t鋼，然后加入電石0.5 kg/t鋼調(diào)渣，控制渣堿度為5.0~7.0 ;按0.3kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的硼鐵:B 16.5wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；之后將鋼水溫度加熱至1580~1595°C后進行喂線處理，喂入具有下列質(zhì)量比的硅鈣線:Si 56.5wt%、Ca 29.5 wt%、其余為Fe及不可避免的不純物，喂線速度為3.0m/s,喂線量150m ;喂線結(jié)束采用流量為20~30NL/min的小氬氣量對鋼水進行軟吹気，軟吹時間為10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；
所述的鋼水澆鑄是在中間包溫度為1520~1535°C，拉速為1.8~2.0m/min，二冷比水量為1.4~1.6L/kg，結(jié)晶器電磁攪拌電流強度為250A、運行頻率為2.5HZ的條件下，采用小方坯鑄機將B步驟的鋼水連鑄成斷面150mmX 150mm的鋼坯；
所述的鋼坯加熱是將鋼坯送入均熱段爐溫為1100~1150°C的加熱爐中，加熱60~80分鐘，鋼坯出鋼溫度為980~1020°C，后經(jīng)高壓水出鱗，推送至軋機入口前的5坯位待溫區(qū)進行3~5分鐘的自然冷卻，最終以910~930°C的開軋溫度進入軋機軋制；
所述的控軋控冷是將加熱后的鋼坯送入高速線材軋機進行軋制，進精軋溫度控制為820~840°C，吐絲溫度控制為825~835°C ;吐絲后進入斯太爾摩線風冷線進行“標準+延遲”型控制冷卻(即快速冷卻+緩慢冷卻)。軋制時，風機開啟前I~3臺，同時開啟對應(yīng)風機上方保溫蓋，風量100%，佳靈3檔；其余風機全部關(guān)閉，同時關(guān)閉對應(yīng)風機上方保溫蓋，首末段輥道速度控制為0.30~0.40m/s ;斯太爾摩風冷結(jié)束后集卷溫度控制為450~550°C，然后將盤卷自然空冷至室溫，即獲得一種用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋。
[0014]所述的小方坯鑄機 為R9m，5機5流。
[0015]所述的鋼坯加熱通過側(cè)進側(cè)出步進梁雙蓄熱式加熱爐來完成。
[0016]所述的除鱗高壓水箱的長度為1.1-1.5m。
[0017]所述的斯太爾摩線風冷線全長93m，沿軋制方向均勻排布12臺風機。
[0018]所述的鋼坯溫度控制、風機及保溫蓋開啟數(shù)、輥道速度視不同規(guī)格要求具體確定。
[0019]所述的高速線材軋機設(shè)置28個機架。
[0020]實施例1
所述的用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋具有下列重量百分比的化學成分:C 0.25wt%、Si 0.90wt%、Mn 0.50wt%、Nb 0.015wt%、B 0.0020 wt%、P 0.020 wt%、S 0.020wt%,其余為Fe及不可避免的不純物。經(jīng)下列工序加工，獲得直徑為8.0mm的光圓盤條鋼筋:
所述的鋼水冶煉及脫氧合金化是將鐵水(化學成分C 4.0wt%, Si 0.30wt%, Mn0.25wt%、P 0.170wt%、S 0.015wt%，其余為Fe及不可避免的不純物)、廢鋼(化學成分C 0.20wt%、Si 0.25 wt%、Mn 0.30 wt%、P 0.055 wt%、S 0.040 wt%，其余為 Fe 及不可避免的不純物)及生鐵(化學成分 C 3.2 wt%、Si 0.40 wt%、Mn 0.25 wt%、P 0.110wt%、S0.020wt%，其余為Fe及不可避免的不純物)加入LD轉(zhuǎn)爐中，進行常規(guī)頂?shù)讖?fù)合吹煉，按常規(guī)量加入石灰、白云石、菱鎂球造渣，控制終點碳含量為0.06 wt%,出鋼溫度為1675°C ;出鋼前向鋼包底部加入石灰進行渣洗，石灰加入量為:4.0kg/t鋼，出鋼過程采用全程底吹氬工藝，IS氣流量控制為15NL/min,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(zhì):按6.1 kg/t鋼的量,加入下列質(zhì)量比的高碳猛鐵:Mn 75.6wt%, C 16.7wt%,其余為Fe及不可避免的不純物；按14.5kg/1鋼的量,加入下列質(zhì)量比的娃鐵合金:Si 73.5wt%,其余為Fe及不可避免的不純物；按0.25 kg/t鋼的量,加入下列質(zhì)量比的銀鐵:Nb 64.5wt%,其余為Fe及不可避免的不純物；按1.5kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的增碳劑:C 92.53wt%, S
0.085wt%，灰份4.15wt%，揮發(fā)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時加完上述合金和增碳劑；出鋼完畢后，將鋼水吊送至LF爐精煉工位；所述的鋼水LF爐精煉是將鋼水吊至LF爐精煉工位接好氬氣帶，開啟氬氣采用小氬量(15NL/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(nèi)化渣情況，之后測溫、取樣；若渣況較稀，補加石灰2.0kg/t鋼，然后加入電石0.5 kg/t鋼調(diào)渣，控制渣堿度為5.0 ;按0.3kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的硼鐵:B 16.5wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；之后將鋼水溫度加熱至1595°C后進行喂線處理，喂入具有下列質(zhì)量比的硅鈣線:Si 56.5wt%、Ca 29.5 wt%、其余為Fe及不可避免的不純物，喂線速度為
3.0m/s,喂線量150m ;喂線結(jié)束采用流量為20NL/min的小氬氣量對鋼水進行軟吹氬，軟吹時間為10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；
所述的鋼水澆鑄是在中間包溫度為1535°c，拉速為2.0m/min，二冷比水量為1.6L/kg，結(jié)晶器電磁攪拌電流強度為250A、運行頻率為2.5HZ的條件下，采用R9m 5機5流小方坯鑄機將B步驟的鋼水連鑄成斷面150_X 150mm的鋼坯； 所述的鋼坯加熱是將鋼坯送入均熱段爐溫為1100°C的蓄熱式步進梁加熱爐中，加熱80分鐘，鋼坯出鋼溫度為980°C，后經(jīng)高壓水出鱗，推送至軋機入口前的5坯位待溫區(qū)進行3分鐘的自然冷卻，最終以910°C的開軋溫度進入軋機軋制；
所述的控軋控冷是將加熱后的鋼坯送入有28個機架高速線材軋機進行軋制，進精軋溫度控制為820°C，吐絲溫度控制為825°C ;軋制時，風機開啟前面第一臺(1#)，開啟1#風機上方保溫蓋，風量100%，佳靈3檔；其余風機全部關(guān)閉，同時關(guān)閉對應(yīng)風機上方保溫蓋，首末段輥道速度控制為0.30~0.40m/s ;斯太爾摩風冷結(jié)束后集卷溫度控制為450°C，然后將盤卷自然空冷至室溫，即獲得一種用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的公稱直徑8.0mm光圓盤條鋼筋。
[0021]其抗拉強度Rm為660 MPa,斷面收縮率70%，鐵素體晶粒度11.5級。
[0022]實施例2
所述的用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋具有下列重量百分比的化學成分:C 0.28wt%、Si 1.00wt%、Mn 0.60wt%、Nb 0.023wt%、B 0.0030 wt%、P 0.017 wt%、S 0.016wt%，其余為Fe及不可避免的不純物。經(jīng)下列工序加工，獲得直徑為12.0mm的光圓盤條鋼筋:
所述的鋼水冶煉及脫氧合金化是將鐵水(化學成分C 5.0wt%, Si 0.60wt%, Mn
0.55wt%、P 0.145wt%、S 0.012wt%，其余為Fe及不可避免的不純物)、廢鋼(化學成分C
0.30wt%、Si 0.40wt%、Mn 0.65 wt%、P 0.045 wt%、S 0.030wt%，其余為 Fe 及不可避免的不純物)及生鐵(化學成分 C 3.6 wt%、Si 0.55 wt%、Mn 0.45 wt%、P 0.090 wt%、S 0.016wt%，其余為Fe及不可避免的不純物)加入LD轉(zhuǎn)爐中，進行常規(guī)頂?shù)讖?fù)合吹煉，按常規(guī)量加入石灰、白云石、菱鎂球造渣，控制終點碳含量為0.08wt%,出鋼溫度為1660°C ;出鋼前向鋼包底部加入石灰進行渣洗，石灰加入量為:4.0kg/t鋼，出鋼過程采用全程底吹氬工藝，IS氣流量控制為28NL/min,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(zhì):按8.0 kg/t鋼的量,加入下列質(zhì)量比的高碳猛鐵:Mn 75.6wt%, C 16.7wt%,其余為Fe及不可避免的不純物；按16.0 kg/t鋼的量,加入下列質(zhì)量比的娃鐵合金:Si 73.5wt%,其余為Fe及不可避免的不純物；按0.40 kg/t鋼的量,加入下列質(zhì)量比的銀鐵:Nb 64.5wt%,其余為Fe及不可避免的不純物；按1.7 kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的增碳劑:C 92.53wt%, S
0.085wt%，灰份4.15wt%，揮發(fā)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時加完上述合金和增碳劑；出鋼完畢后，將鋼水吊送至LF爐精煉工位；所述的鋼水LF爐精煉是將出鋼完畢鋼水吊至LF爐精煉工位接好氬氣帶，開啟氬氣采用小IS量(20NL/min)吹気2分鐘,然后下電極采用檔位7~9檔化洛；通電3分鐘后，抬電極觀察爐內(nèi)化渣情況，之后測溫、取樣；若渣況較稀，補加石灰3.5kg/t鋼，然后加入電石0.5 kg/t鋼調(diào)渣，控制渣堿度為6.0 ;按0.3kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的硼鐵:B16.5wt%,其余為Fe及不可避免的不純物；之后將鋼水溫度加熱至1590°C后進行喂線處理，喂入具有下列質(zhì)量比的硅鈣線=Si 56.5wt%、Ca 29.5 wt%、其余為Fe及不可避免的不純物，喂線速度為3.0m/s,喂線量150m ;喂線結(jié)束采用流量為25NL/min的小氬氣量對鋼水進行軟吹気，軟吹時間為10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；
所述的鋼水澆鑄是在中間包溫度為1530°C，拉速為1.9m/min，二冷比水量為1.5L/kg，結(jié)晶器電磁攪拌電流強度為250A、運行頻率為2.5HZ的條件下，采用R9m 5機5流小方坯鑄機將B步驟的鋼水連鑄成斷面150_X 150mm的鋼坯；
所述的鋼坯加熱是將鋼坯送入均熱段爐溫為1125°C的蓄熱式步進梁加熱爐中，加熱70分鐘，鋼坯出鋼溫度為1000°C，后經(jīng)高壓水出鱗，推送至有5坯位的待溫區(qū)進行4分鐘的自然冷卻，最終以920°C的開軋溫度進入軋機軋制；
所述的控軋控冷是將鋼坯送入有28個機架高速線材軋機進行軋制，進精軋溫度控制為830°C，吐絲溫度控制為830°C;軋制時，風機開啟前面兩臺(1#、2#)，開啟1#、2#風機上方保溫蓋，風量100%，佳靈3檔；其余風機全部關(guān)閉，同時關(guān)閉對應(yīng)風機上方保溫蓋，首末段輥道速度控制為0.30~0.40m/s ;斯太爾摩風冷結(jié)束后集卷溫度控制為490°C，然后將盤卷自然空冷至室溫，即獲得一種用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的公稱直徑12.0mm光圓盤條鋼筋。
[0023]其抗拉強度Rm為645 MPa,斷面收縮率69%，鐵素體晶粒度10.5級。
[0024]實施例3
所述的用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋具有下列重量百分比的化學成分:C 0.30wt%, Si 1.10wt%、Mn 0.70wt%、Nb 0.030wt%、B 0.0040 wt%、P 0.012wt%、S 0.013wt%，其余為Fe及不可避免的不純物。經(jīng)下列工序加工，獲得直徑為14.0mm的光圓盤條鋼筋:
所述的鋼水冶煉及脫氧合金化是將鐵水(化學成分C 5.5wt%、Si 0.80wt%, Mn
0.70wt%、P 0.110 wt%、S 0.010wt%，其余為Fe及不可避免的不純物)、廢鋼(化學成分C 0.35wt%, Si 0.55 wt%、Mn 1.00 wt%、P 0.030 wt%、S 0.020 wt%，其余為 Fe 及不可避免的不純物)及生鐵(化學成分 C 3.6 wt%、Si 0.55 wt%、Mn 0.40 wt%、P 0.070 wt%、S
0.010wt%，其余為Fe及不可避免的不純物)加入LD轉(zhuǎn)爐中，進行常規(guī)頂?shù)讖?fù)合吹煉，按常規(guī)量加入石灰、白云石、菱鎂球 造渣，控制終點碳含量為0.10 wt%,出鋼溫度為1655°C ;出鋼前向鋼包底部加入石灰進行渣洗，石灰加入量為:4.0kg/t鋼，出鋼過程采用全程底吹氬工藝，氬氣流量控制為30NL/min，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(zhì):按9.0kg/t鋼的量,加入下列質(zhì)量比的高碳猛鐵:Mn 75.6wt%,C 16.7wt%,其余為Fe及不可避免的不純物；按17.5kg/1鋼的量,加入下列質(zhì)量比的娃鐵合金:Si 73.5wt%,其余為Fe及不可避免的不純物；按0.50 kg/t鋼的量,加入下列質(zhì)量比的銀鐵:Nb 64.5wt%,其余為Fe及不可避免的不純物；按1.9kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的增碳劑:C 92.53wt%, S
0.085wt%，灰份4.15wt%，揮發(fā)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時加完上述合金和增碳劑；出鋼完畢后，將鋼水吊送至LF爐精煉工位；所述的鋼水LF爐精煉是將出鋼完畢鋼水吊至LF爐精煉工位接好氬氣帶，開啟氬氣采用小IS量(25NL/min)吹気2分鐘,然后下電極采用檔位7~9檔化洛；通電3分鐘后，抬電極觀察爐內(nèi)化渣情況，之后測溫、取樣；若渣況較稀，補加石灰4.0kg/t鋼，然后加入電石0.5 kg/t鋼調(diào)渣，控制渣堿度為7.0 ;按0.3kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的硼鐵:B
16.5wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；之后將鋼水溫度加熱至1580°C后進行喂線處理，喂入具有下列質(zhì)量比的硅鈣線=Si 56.5wt%、Ca 29.5 wt%、其余為Fe及不可避免的不純物，喂線速度為3.0m/s,喂線量150m ;喂線結(jié)束采用流量為20~30NL/min的小氬氣量對鋼水進行軟吹気，軟吹時間為10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；
所述的鋼水澆鑄是在中間包溫度為1520°C，拉速為1.8m/min，二冷比水量為1.4L/kg，結(jié)晶器電磁攪拌電流強度為250A、運行頻率為2.5HZ的條件下，采用R9m 5機5流小方坯鑄機將B步驟的鋼水連鑄成斷面150_X 150mm的鋼坯；
所述的鋼坯加熱是將鋼坯送入均熱段爐溫為1150°C的蓄熱式步進梁加熱爐中，加熱60分鐘，鋼坯出鋼溫度為1020°C，后經(jīng)高壓水出鱗，推送至有5坯位的待溫區(qū)進行5分鐘的自然冷卻，最終以930°C的開軋溫度進入軋機軋制；
所述的控軋控冷是將鋼坯送入有28個機架高速線材軋機進行軋制，進精軋溫度控制為8401:，吐絲溫度控制為8351:;軋制時，風機開啟前面三臺(1#、2#、3#)，開啟1#、2#、3#風機上方保溫蓋，風量100%，佳靈3檔；其余風機全部關(guān)閉，同時關(guān)閉對應(yīng)風機上方保溫蓋，首末段輥道速度控制為0.30~0.40m/s ;斯太爾摩風冷結(jié)束后集卷溫度控制為550°C，然后將盤卷自然空冷至室溫，即獲得一種用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的14.0mm光圓盤條鋼筋。
[0025]其抗拉強度Rm為630MPa，斷面收縮率65.0%，鐵素體晶粒度10.0級。
[0026]本發(fā)明的工作原理和工作過程:
本發(fā)明通過對轉(zhuǎn)爐冶煉、LF爐精煉、鋼坯加熱及高線“標準+延遲”型控冷等多工藝集成創(chuàng)新，提供了一種用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋，具有氧化皮少、易加工、模具損耗低、淬透性高、顯微組織均勻等優(yōu)點，該產(chǎn)品所生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒具有強度易調(diào)控、無滯后斷裂、無鐓頭開裂、金屬收得率高等優(yōu)點，實現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的經(jīng)濟生產(chǎn)及推廣使用。采用此工藝生產(chǎn)的用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋，其抗拉強度(Rm):630~660MPa，斷面收縮率≥65%，鐵素體晶粒度10.0~11.5級。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋，其特征是:所述的鋼坯組成按重量百分比計為 C:0.25 ~0.30wt%，S1:0.90 ~1.10 wt %，Mn:0.50 ~0.70 wt %, Nb:0.015 ~0.030 wt%，B:0.0020 ~0.0040 wt%,S ^ 0.020 wt%，P ≤ 0.020wt%，其余為 Fe及不可避免的不純物；所述的鋼坯通過加熱、控軋控冷工序制得公稱直徑為8.0~14.0mm的光圓盤條鋼筋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋，其特征是:所述的光圓盤條鋼筋具有以下特性:抗拉強度(Rm):630~660MPa，斷面收縮率> 65%，鐵素體晶粒度10.0~11.5級。
3.—種權(quán)利要求1或2中所述的用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋的加工方法，包括鋼水冶煉及脫氧合金化、鋼水LF爐精煉、鋼水澆鑄、鋼坯加熱、控軋控冷工序，其特征是:具體包括下列工序步驟: A、鋼水冶煉及脫氧合金化:將鐵水(化學成分C4.0-5.5wt%、Si 0.30-0.80wt%、Mn0.25-0.70wt%、P 0.110-0.170wt%、S ( 0.015wt%，其余為 Fe 及不可避免的不純物)、廢鋼(化學成分 C 0.20-0.35wt%, Si 0.25-0.55 wt%、Mn 0.30-1.00 wt%、P 0.030-0.055wt%,S 0.020-0.040wt%，其余為Fe及不可避免的不純物)及生鐵(化學成分C 3.2-4.0 wt%、Si0.40-0.70 wt%、Mn 0.25-0.60 wt%、P 0.070-0.110wt%、S 0.010-0.020wt%，其余為 Fe 及不可避免的不純物)加入LD轉(zhuǎn)爐中，進行常規(guī)頂?shù)讖?fù)合吹煉，按常規(guī)量加入石灰、白云石、菱鎂球造渣，控制終點碳含量為0.06~0.10 wt%，出鋼溫度為1655~1675°C ;出鋼前向鋼包底部加入石灰進行渣洗，石灰加入量為:4.0kg/t鋼，出鋼過程采用全程底吹氬工藝，IS氣流量控制為15~30NL/min,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(zhì):按6.1~9.0kg/t鋼的量,加入下列質(zhì)量比的高碳猛鐵:Mn 75.6wt%, C 16.7wt%,其余為Fe及不可避免的不純物；按14.5~17.5kg/t鋼的量,加入下列質(zhì)量比的娃鐵合金:Si73.5wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；按0.25~0.50 kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的銀鐵:Nb 64.5wt%,其余為Fe及不可避免的不純物；按1.5~1.9kg/1鋼的量,加入下列質(zhì)量比的增碳劑:C 92.53wt%, S 0.085wt%，灰份 4.15wt%，揮發(fā)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時加完上述合金和增碳劑；出鋼完畢后，將鋼水吊送至LF爐精煉工位； B、鋼水LF爐精煉:將鋼水吊至LF爐精煉工位接好氬氣帶，開啟氬氣采用小氬量(15~25NL/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(nèi)化渣情況，之后測溫、取樣；若渣況較稀，補加石灰2.0~4.0kg/t鋼，然后加入電石0.5 kg/t鋼調(diào)渣，控制渣堿度為5.0~7.0 ;按0.3kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的硼鐵:B16.5wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；之后將鋼水溫度加熱至1580~1595°C后進行喂線處理，喂入具有下列質(zhì)量比的硅鈣線:Si 56.5wt%、Ca 29.5 wt%、其余為Fe及不可避免的不純物，喂線速度為3.0m/s,喂線量150m ;喂線結(jié)束采用流量為20~30NL/min的小氬氣量對鋼水進行軟吹気，軟吹時間為10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； C、鋼水澆鑄:在中間包溫度為1520~1535°C，拉速為1.8~2.0m/min，二冷比水量為1.4~1.6L/kg，結(jié)晶器電磁攪拌電流強度為250A、運行頻率為2.5HZ的條件下，采用小方坯鑄機將B步驟的鋼水連鑄成斷面150_X 150mm的鋼坯；D、鋼坯加熱:將鋼坯送入均熱段爐溫為1100~1150°C的加熱爐中，加熱60~80分鐘，鋼坯出鋼溫度為980~1020°C，后經(jīng)高壓水出鱗，推送至軋機入口前的5坯位待溫區(qū)進行3~5分鐘的自然冷卻，最終以910~930°C的開軋溫度進入軋機軋制； E、控軋控冷:將加熱后的鋼坯送入高速線材軋機進行軋制，進精軋溫度控制為820~840°C，吐絲溫度控制為825~835°C ;吐絲后進入斯太爾摩線風冷線進行“標準+延遲”型控制冷卻(即快速冷卻+緩慢冷卻)；軋制時，冷卻風機開啟前I~3臺，同時開啟對應(yīng)風機上方保溫蓋，風量100%，佳靈3檔；其余風機全部關(guān)閉，同時關(guān)閉對應(yīng)風機上方保溫蓋，首末段輥道速度控制為0.30~0.40m/s ;斯太爾摩風冷結(jié)束后集卷溫度控制為450~550°C，然后將盤卷自然空冷至室溫，即獲得一種用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋。
4.如權(quán)利要求3所述的用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋的加工方法，其特征是:所述的小方坯鑄機為R9m，5機5流。
5.如權(quán)利要求3所述的用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋的加工方法，其特征是:所述的鋼坯加熱通過側(cè)進側(cè)出步進梁雙蓄熱式加熱爐來完成。
6.如權(quán)利要求3所述的用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋的加工方法，其特征是:所述的除鱗高壓水箱的長度為1.1~1.5m。
7.如權(quán)利要求3所述的用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋的加工方法，其特征是:所述的斯太爾摩線風冷線全長93m，沿軋制方向均勻排布12臺風機。
8.如權(quán)利要求3所述的用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋的加工方法，其特征是:所述的鋼筋溫度控制、風機及保溫蓋開啟數(shù)、輥道速度視不同規(guī)格要求具體確定。
9.如權(quán)利要求3所述的用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒的光圓盤條鋼筋的加工方法，其特征是:所述的高速線材軋機設(shè)置28個機架。
【文檔編號】C21C7/072GK103805847SQ201410082260
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】王衛(wèi)東, 陳偉, 李金柱, 王錳, 鄧家木, 劉紅兵 申請人:武鋼集團昆明鋼鐵股份有限公司