一種840MPa級熱軋錨桿鋼筋及其生產工藝的制作方法

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本發明涉及一種鋼筋及其生產工藝，特別是涉及一種840MPa級熱軋錨桿鋼筋及其生產工藝。

背景技術：

錨桿支護可顯著提高圍巖的穩定性，是一種結構簡單的主動支護；其具有成本低、支護效果好、操作簡便、占用施工空間小等優點，廣泛用于煤礦巷道、隧道、邊坡和深基坑等重要工程。

錨桿鋼筋用于制作金屬錨桿桿體，是一種橫截面為圓形，表面無縱肋，帶有連續分布橫肋的特殊用途鋼材。

高韌性840MPa級熱軋錨桿鋼筋是一種高韌性錨桿鋼筋，其性能要求為屈服強度≥600MPa，抗拉強度≥840MPa，沖擊吸收功（20℃）≥40J，斷后伸長率（A5）≥20%。

開發此品種，難度較大，主要體現在：隨著強度提高，韌性和塑性逐漸降低；需研制一種組分和工藝生產方法，最終生產出符合要求的高強高韌錨桿鋼筋。

技術實現要素：

本發明提供了一種840MPa級熱軋錨桿鋼筋及其生產工藝,其解決技術問題的技術方案是：

1、設計組分及重量百分比含量：C元素是最廉價的合金元素，能大幅度提高鋼筋強度，但是對延伸率降低較明顯；Cr元素對抗拉強度提高較多，能改善強屈比，提高沖擊吸收功，但會降低鋼筋延伸率；V元素會改善低溫沖擊韌性。為保證延伸率、沖擊吸收功達標，設計840MPa級熱軋錨桿鋼筋鋼坯化學成份為：C元素含量為：0.24-0.32%，Cr元素含量為：0.15-0.40%，V元素含量為：0.080-0.160%，余量為Fe。

2、為保證840MPa級熱軋錨桿鋼筋表面質量達標，設計煉鋼工藝為，采用55噸轉爐粗煉、LF精煉爐電磁攪拌、小方坯連鑄工序；。

3、為保證沖擊吸收功、延伸率、性能合格，設計軋鋼工藝為：采用鋼坯冷裝入加熱爐、雙蓄熱式加熱爐對鋼坯加熱、全程流低溫控軋、低速軋制、軋后控冷工序；執行工藝參數為：開軋溫度950±50℃，控軋溫度為900±50℃，控冷溫度為850±50℃，將軋制速度由16m/s降至8m/s。

本發明進一步限定的技術方案是：

前述的840MPa級熱軋錨桿鋼筋重量百分比化學成分為：C：0.24%，Cr：0.25%，V：0.080%，余量為Fe。

前述的840MPa級熱軋錨桿鋼筋重量百分比化學成分為：C：0.32%，Cr：0.40%，V： 0.160%，余量為Fe。

前述的840MPa級熱軋錨桿鋼筋重量百分比化學成分為：C：0.28%，Cr：0.15%，V：0.100%，余量為Fe。

本發明具有以下有益效果：

本發明實現840MPa級熱軋錨桿鋼筋性能達標及穩定生產：屈服強度為620-700MPa，抗拉強度為850-900MPa，延伸率為20%-22%，沖擊吸收功為40-80J，滿足高強高韌840MPa級熱軋錨桿鋼筋的要求。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明作進一步說明，但本發明并不限于此；

通過軋鋼相關書籍了解各合金元素對鋼筋性能的影響，最優配比合金元素組分及重量百分比：C元素是最廉價的合金元素，能大幅度提高鋼筋強度，但是對延伸率降低較明顯；Cr元素對抗拉強度提高較多，能改善強屈比，提高沖擊吸收功，但會降低鋼筋延伸率；V元素會改善低溫沖擊韌性;為保證延伸率、沖擊吸收功達標，設計C元素含量為：0.24%-0.32%，Cr元素含量為：0.15%-0.40%，V元素含量為：0.080%-0.160%。

最終確定煉鋼工藝為：V元素采取氮化釩鐵實現添加，上游工序不經鐵水預處理和真空精煉，只需經55噸轉爐粗煉、LF精煉爐電磁攪拌、小方坯連鑄工序，即可滿足軋鋼對鋼坯的質量要求。

設計軋鋼工藝為：經鋼坯冷裝入加熱爐、雙蓄熱式加熱爐對鋼坯加熱、全程流低溫控軋、低速軋制、控軋控冷工藝路線；最終確定執行工藝參數為：開軋溫度950±50℃，控軋溫度為900±50℃，控冷溫度為850±50℃，將軋制速度由16m/s降至8m/s。

下面列舉幾個實施例。

實施例1

一種840MPa級熱軋錨桿鋼筋的生產工藝，包括：

①煉鋼工藝：采用55噸轉爐粗煉、LF精煉爐電磁攪拌、小方坯連鑄工序；

②軋鋼工藝：采用鋼坯冷裝入加熱爐、雙蓄熱式加熱爐對鋼坯加熱、全程流低溫控軋、低速軋制、軋后控冷工序；

開軋溫度950±50℃，控軋溫度為900±50℃，控冷溫度為850±50℃，將軋制速度由16m/s降至8m/s。

生產的840MPa級熱軋鋼筋的重量百分比化學成分為：C：0.24%，Cr：0.25%，V：0.080%，余量為Fe。

上述鋼筋的力學性能參數為：屈服強度為680MPa，抗拉強度為890MPa，延伸率為21%，沖擊吸收功為60J。

實施例2

一種840MPa級熱軋錨桿鋼筋的生產工藝，包括：