專(zhuān)利名稱(chēng)：一種熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼鐵冶金領(lǐng)域，尤其是涉及一種屈服強(qiáng)度在600Mpa以上的熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋主要應(yīng)用于煤礦井巷和隧道的錨桿支護(hù)。目前，應(yīng)用于煤礦井巷和隧道支護(hù)的錨桿鋼筋的屈服強(qiáng)度多數(shù)為335Mpa和400Mpa級(jí)，屈服強(qiáng)度最高的為 500Mpa。在這種情況下，支護(hù)密度大，工人勞動(dòng)強(qiáng)度高、作業(yè)率低。此外，錨桿鋼筋可以經(jīng)過(guò)熱處理，從而得到高強(qiáng)度錨桿鋼筋，但是經(jīng)過(guò)熱處理得到的高強(qiáng)度錨桿鋼筋的延伸率較低
15% )，從而不適合于在復(fù)雜的地礦條件下使用。因此，當(dāng)前生產(chǎn)的500Mpa級(jí)鋼筋的性能屈服強(qiáng)度σ s為540 580Mpa，抗拉強(qiáng)度 σ b為680 735Mpa。按照此強(qiáng)屈比計(jì)算得知，很難生產(chǎn)出屈服強(qiáng)度σ s彡600Mpa，抗拉強(qiáng)度σ b彡840Mpa,同時(shí)延伸率δ 5彡18%的高強(qiáng)度熱軋錨桿鋼筋。因此，在本領(lǐng)域中，需要一種具有高屈服強(qiáng)度和適當(dāng)延伸率的熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋，以降低井巷支護(hù)密度、提高安全性、降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度和提高作業(yè)率。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋，所述熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋以重量計(jì)包含如下成分c :0. 22% 0. 28% ；Si 0. 40% 0. 60% ；Mn :1. 30% 1. 60% ；Cr :0. 10% 0. 20% ；V :0. 10 0. 120% ； P ^ 0. 025% ；S ^ 0. 025% ；Cu ^ 0. 15% ；其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。其中，所述熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋的屈服強(qiáng)度Os > 600Mpa、抗拉強(qiáng)度 σ b彡840Mpa、延伸率δ 5彡18%以及常溫沖擊功Akw彡20J。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種生產(chǎn)熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋的方法，所述方法包括煉鋼工序、連鑄工序和軋鋼工序。在所述煉鋼工序中，采用釩氮合金和鉻鐵合金對(duì)鋼包中的鋼水進(jìn)行脫氧合金化，以使最終獲得的熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋中包含以重量計(jì) 0. 10% 0. 120% 的 V 和 0. 10% 0. 20% 的 Cr。所述熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋還可以包括如下成分，以重量計(jì)C :0. 22^-0. %; Si :0. 40 % 0. 60 % ；Mn :1. 30 % 1. 60 % ；Cr :0. 10 % 0. 20 % ;P 彡 0. 025 % ；S ^ 0. 025% ；Cu ^ 0. 15% ；其余為!^e和不可避免的雜質(zhì)。在所述軋鋼工序中，可以將成型的鋼在1100°C 1200°C的開(kāi)軋溫度進(jìn)行軋制，并在950°C 1030°C的終軋溫度進(jìn)行軋制。所述方法還可以包括冷卻工序，在所述冷卻工序中，可以使經(jīng)過(guò)軋制的鋼送至冷床自然空冷至室溫。所述熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋的屈服強(qiáng)度σ s彡600Mpa、抗拉強(qiáng)度σ b彡840Mpa、延伸率δ 5彡18%以及常溫沖擊功Akw彡20J。
本發(fā)明提供的熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋具有高屈服強(qiáng)度、高抗拉強(qiáng)度和高延伸率， 從而能夠大大降低井巷支護(hù)密度、提高安全性、降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度以及提高作業(yè)率。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋的表面及截面形狀為無(wú)縱肋、橫肋為單向螺旋 (一般為左旋)，肋型為月牙肋，橫肋面積與鋼筋表面夾角α不小于45°，橫肋與鋼筋軸向夾角β不小于45°，相對(duì)兩面上橫肋末端之間的間隙總和不小于鋼筋公稱(chēng)周長(zhǎng)的20%。此外，本發(fā)明的熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋以重量計(jì)包含如下成分C :0. 22% 0. 28 % ；Si 0. 40 % 0. 60 % ；Mn :1. 30 % 1. 60 % ；Cr :0. 10 % 0. 20 % ；V :0. 10 0. 120% ；P ^ 0. 025% ；S ^ 0. 025% ；Cu ^ 0. 15% ；其余為！^e 和不可避免的雜質(zhì)。并且，本發(fā)明的熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋的屈服強(qiáng)度σ s ^ 600Mpa，抗拉強(qiáng)度σ b ^ 840Mpa，常溫沖擊功Akw彡20J。在本發(fā)明中，Cr的微量加入，旨在提高釩在奧氏體中的溶解度，這種作用使碳氮化釩的析出最大量所對(duì)應(yīng)的溫度降低，這增加了釩的固溶強(qiáng)化效果，并減輕了釩的析出強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化的作用，從而能夠在提高鋼的屈服強(qiáng)度的同時(shí)，大幅地提高其抗拉強(qiáng)度；此外， Cr的少量加入，使鋼筋淬透性提高，鋼筋的珠光體含量得以提高，這進(jìn)一步提高了鋼筋的抗拉強(qiáng)度，同時(shí)避免了鋼筋軋后余熱導(dǎo)致的晶粒粗化現(xiàn)象的產(chǎn)生，使鋼筋的性能更加穩(wěn)定。下面將結(jié)合具體的示例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行說(shuō)明。示例 1在示例1中，生產(chǎn)熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋的方法包括煉鋼工序、連鑄工序和軋鋼工序。下面將對(duì)各個(gè)工序的具體步驟進(jìn)行描述。在煉鋼工序中，采用常規(guī)煉鋼工藝進(jìn)行冶煉，鋼水出鋼至四分之一時(shí)，依次加入釩氮合金和鉻鐵合金，并可選地加入硅錳合金和硅鐵合金，鋼水出鋼至四分之三時(shí)加完，出鋼溫度控制在1635 °C。在連鑄工序中，鋼水經(jīng)過(guò)LF爐進(jìn)行精煉，并經(jīng)由連鑄機(jī)進(jìn)行拉坯成型，從而成型為150mmX 150mm方坯，拉坯速度為1. 77m/s。在軋鋼工序中，將成型的鋼在開(kāi)軋溫度1100°C進(jìn)行軋制，并在終軋溫度950°C進(jìn)行軋制。軋制后禁止進(jìn)行穿水冷卻，這是因?yàn)榇┧髸?huì)出現(xiàn)馬氏體、貝氏體等不期望出現(xiàn)的組織，從而影響鋼的性能。所以，在冷卻工序中，使經(jīng)過(guò)以上軋制的精軋鋼送至冷床自然空冷至室溫，從而獲得 600MPa級(jí)熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋，其具體成分和性能參數(shù)分別示出在下面的表1和表2中。示例 2在示例2中，生產(chǎn)熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋的方法包括煉鋼工序、連鑄工序和軋鋼工序。下面將對(duì)各個(gè)工序的具體步驟進(jìn)行描述。在煉鋼工序中，采用常規(guī)煉鋼工藝進(jìn)行冶煉，鋼水出鋼至四分之一時(shí)，依次加入釩氮合金和鉻鐵合金，并可選地加入硅錳合金和硅鐵合金，鋼水出鋼至四分之三時(shí)加完，出鋼溫度控制在1635 °C。在連鑄工序中，鋼水經(jīng)過(guò)LF爐進(jìn)行精煉，并經(jīng)由連鑄機(jī)進(jìn)行拉坯成型，從而成型為150mmX 150mm方坯，拉坯速度為1. 82m/s。
在軋鋼工序中，將成型的鋼在開(kāi)軋溫度1162°C進(jìn)行軋制，并在終軋溫度980°C進(jìn)行軋制。軋制后禁止進(jìn)行穿水冷卻。在冷卻工序中，使經(jīng)過(guò)以上軋制的精軋鋼送至冷床自然空冷至室溫，從而獲得 600MPa級(jí)熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋，其具體成分和性能參數(shù)分別示出在下面的表1和表2中。示例 3在示例3中，生產(chǎn)熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋的方法包括煉鋼工序、連鑄工序和軋鋼工序。下面將對(duì)各個(gè)工序的具體步驟進(jìn)行描述。在煉鋼工序中，采用常規(guī)煉鋼工藝進(jìn)行冶煉，鋼水出鋼至四分之一時(shí)，依次加入釩氮合金和鉻鐵合金，并可選地加入硅錳合金和硅鐵合金，鋼水出鋼至四分之三時(shí)加完，出鋼溫度控制在1642 °C。在連鑄工序中，鋼水經(jīng)過(guò)LF爐進(jìn)行精煉，并經(jīng)由連鑄機(jī)進(jìn)行拉坯成型，從而成型為150mmX 150mm方坯，拉坯速度為1. 80m/s。在軋鋼工序中，將成型的鋼在開(kāi)軋溫度1170°C進(jìn)行軋制，并在終軋溫度1000°C進(jìn)行軋制。軋制后禁止進(jìn)行穿水冷卻。在冷卻工序中，使經(jīng)過(guò)以上軋制的精軋鋼送至冷床自然空冷至室溫，從而獲得 600MPa級(jí)熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋，其具體成分和性能參數(shù)分別示出在下面的表1和表2中。示例 4在示例4中，生產(chǎn)熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋的方法包括煉鋼工序、連鑄工序和軋鋼工序。下面將對(duì)各個(gè)工序的具體步驟進(jìn)行描述。在煉鋼工序中，采用常規(guī)煉鋼工藝進(jìn)行冶煉，鋼水出鋼至四分之一時(shí)，依次加入釩氮合金和鉻鐵合金，并可選地加入硅錳合金和硅鐵合金，鋼水出鋼至四分之三時(shí)加完，出鋼溫度控制在1630°C。在連鑄工序中，鋼水經(jīng)過(guò)LF爐進(jìn)行精煉，并經(jīng)由連鑄機(jī)進(jìn)行拉坯成型，從而成型為150mmX 150mm方坯，拉坯速度為1. 82m/s。在軋鋼工序中，將成型的鋼在開(kāi)軋溫度1200°C進(jìn)行軋制，并在終軋溫度1030°C進(jìn)行軋制。軋制后禁止進(jìn)行穿水冷卻。在冷卻工序中，使經(jīng)過(guò)以上軋制的精軋鋼送至冷床自然空冷至室溫，從而獲得 600MPa級(jí)熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋，其具體成分和性能參數(shù)分別示出在下面的表1和表2中。表 1
示例CSiMnVCrCuPS10. 250. 501. 450. 1050. 120. 070. 0180. 02220. 240. 481. 470. 1090. 140. 060. 0200. 01930. 260. 521. 500. 1070. 150. 050. 0160. 01840. 240. 511. 480. 1130. 130. 060. 0210. 020 下面的表2示出了上面的示例1至示例5的示例性熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋的屈服
5強(qiáng)度。s、抗拉強(qiáng)度。b、延伸率δ5和常溫沖擊功Akw。表權(quán)利要求
1.一種熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋，其特征在于，所述熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋包含如下成分，以重量計(jì)C 0. 22% 0. 28% ；Si :0. 40% 0. 60% ；Mn :1. 30% 1. 60% ；Cr :0. 10% 0. 20% ； V 0. 10% 0. 120% ；P 彡 0. 025% ；S ^ 0. 025% ；Cu 彡 0. 15% ；其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋，其特征在于，所述熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋的屈服強(qiáng)度σ s彡600Mpa、抗拉強(qiáng)度σ b彡840Mpa、延伸率δ 5彡18%以及常溫沖擊功 Akw ^ 20 J。
3.—種生產(chǎn)熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋的方法，所述方法包括煉鋼工序、連鑄工序和軋鋼工序，其特征在于，在所述煉鋼工序中，采用釩氮合金和鉻鐵合金對(duì)鋼包中的鋼水進(jìn)行脫氧合金化，以使最終獲得的熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋中包含以重量計(jì)0. 10% 0. 120%的V和 0. 10% 0. 20%的 Cr。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋還包括如下成分，以重量計(jì)C 0. 22% 0. 28% ；Si :0. 40% 0. 60% ；Mn :1. 30% 1. 60% ；Cr :0. 10% 0. 20% ； P ^ 0. 025% ；S ^ 0. 025% ；Cu ^ 0. 15% ；其余為!^e 和不可避免的雜質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述軋鋼工序中，將成型的鋼在 1100°C 1200°C的開(kāi)軋溫度進(jìn)行軋制，并在950°C 1030°C的終軋溫度進(jìn)行軋制。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括冷卻工序，在所述冷卻工序中，使經(jīng)過(guò)軋制的鋼送至冷床自然空冷至室溫。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋的屈服強(qiáng)度 σ s彡600Mpa、抗拉強(qiáng)度σ b彡840Mpa、延伸率δ 5彡18%以及常溫沖擊功Akw彡20J。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋及其生產(chǎn)方法，所述熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋以重量計(jì)包含如下成分C0.22％～0.28％；Si0.40％～0.60％；Mn1.30％～1.60％；Cr0.10％～0.20％；V0.10％～0.120％；P≤0.025％；S≤0.025％；Cu≤0.15％；其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明提供的熱軋礦用樹(shù)脂錨桿鋼筋具有高屈服強(qiáng)度、高抗拉強(qiáng)度和高延伸率，從而能夠大大降低井巷支護(hù)密度、提高安全性、降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度以及提高作業(yè)率。
文檔編號(hào)C22C38/38GK102383048SQ201110339079
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者劉艷林, 孫道清, 李雪峰, 杜傳治, 梁輝, 江洪廣, 王建軍, 王淑華 申請(qǐng)人:萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司