一種1080MPa級高強度耐腐蝕預應(yīng)力結(jié)構(gòu)用螺紋鋼筋及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種1080MPa級高強度耐腐蝕預應(yīng) 力結(jié)構(gòu)用螺紋鋼筋及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 預應(yīng)力結(jié)構(gòu)用高強度精軋螺紋鋼筋簡稱精軋螺紋鋼筋，它具有強度高，連接、張 拉、錨固方便可靠，施工時無需進行冷拉與焊接，施工簡便等優(yōu)點。精軋螺紋鋼廣泛應(yīng)用于 大型水利、工業(yè)和民用建筑的連續(xù)梁和大型框架結(jié)構(gòu)，公路、鐵路大中跨橋梁，核電站等預 應(yīng)力混凝士結(jié)構(gòu)和巖土錨固等工程。
[0003] 精軋螺紋鋼筋化學成分目前國內(nèi)沒有統(tǒng)一的成分要求，各鋼廠采用V、Ti、Nb微合 金強化技術(shù)進行成分控制。由于設(shè)計成分、加工設(shè)備及生產(chǎn)加工工藝不同，所生產(chǎn)預應(yīng)力螺 紋鋼筋表面組織為回火索氏體，心部易出現(xiàn)鐵素體網(wǎng)狀組織，導致表層至心部硬度變化快， 產(chǎn)品導致性能波動大，只能生產(chǎn)785MPa、830MPa、930MPa級的預應(yīng)力鋼筋，難以生產(chǎn)出力 學性能和應(yīng)力松弛性能優(yōu)異且具有耐腐蝕性能的1080MPa級高強度預應(yīng)力螺紋鋼筋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的第一目的在于提供一種1080MPa級高強度耐腐蝕預應(yīng)力結(jié)構(gòu)用螺紋鋼 筋；第二目的在于提供所述1080MPa級高強度耐腐蝕預應(yīng)力結(jié)構(gòu)用螺紋鋼筋的制備方法。
[0005] 本發(fā)明的第一目的是這樣實現(xiàn)的，包含重量百分比C: 0.50~0.60wt%，Si: 1.25-1.50wt°/〇,Mn: 1. 20~1. 40wt°/〇,Cr: 0. 40~0. 60wt°/〇,Mo: 0.040-0.070wt°/〇,Ti: 0? 040~0. 070wt%，Ni: 0? 15~0. 30wt%，S:彡 0?OlOwt%，P:彡 0? 015wt%，其余為Fe及不 可避免的不純物。
[0006] 本發(fā)明所述的1080MPa級高強度耐腐蝕預應(yīng)力結(jié)構(gòu)用螺紋鋼筋的制備方法，包括 鐵水轉(zhuǎn)爐冶煉、鋼水脫氧合金化、LF爐精煉、VD真空精煉、鋼水澆鑄、鋼坯加熱、鋼坯控軋控 冷、鋼材后處理步驟，具體包括： A鐵水轉(zhuǎn)爐冶煉：按1060kg/t鋼的量，向LD轉(zhuǎn)爐加入下列質(zhì)量比的低硫磷鐵水：C4. 5~5.Owt%,Si0. 30~0. 50wt°/〇,Mn0. 25~0. 50wt°/〇,P0. 060-0. 090wt°/〇,S^ 0. 015wt°/〇, 其余為Fe及不可避免的不純物；按45kg/t鋼的量，向LD轉(zhuǎn)爐加入下列質(zhì)量比的精 廢鋼：C0? 17~0. 25wt%、Si0? 30~0. 55wt%、Mn1. 15~1. 50wt%、P0? 020~0. 040wt%、S 0. 015~0. 030wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；按1. 30~2. 80kg/t鋼的量，向LD轉(zhuǎn)爐加 入下列質(zhì)量比的鎳鐵合金：Ni99. 3wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；低硫磷鐵水、精廢 鋼、鎳鐵加入LD轉(zhuǎn)爐后，進行常規(guī)頂?shù)讖秃洗禑?，加入常?guī)石灰、白云石、菱鎂球造渣，石灰 加入量為45~55kg/t鋼，白云石加入量為10~20kg/t鋼，菱鎂球加入量為5. 0~7. 0kg/t鋼， 控制終點碳含量多〇. 12wt%，出鋼溫度為1625~1645°C;出鋼前向鋼包底部加入活性石灰和 精煉渣進行渣洗，石灰加入量為3. 0kg/t鋼，精煉渣加入量為1. 0kg/t鋼，出鋼過程采用全 程底吹氬工藝，氬氣流量控制為30~50NL/min。
[0007]B鋼水脫氧合金化:A步驟鋼水出鋼，當鋼包中的鋼水量大于1/5時，依次向鋼包 中加入下列物質(zhì)：按20. 10~24. 20kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的硅鐵：Si73. 5wt%，其 余為Fe及不可避免的不純物；按15. 50~18. 50kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的高碳猛 鐵合金：Mn75. 8wt%，C7. 2wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；按6. 70~10. 30kg/t鋼 的量，加入下列質(zhì)量比的高碳鉻鐵：Cr57. 5wt%，C7.6wt%，其余為Fe及不可避免的不 純物；按〇? 50~0? 95kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的鉬鐵合金：Mo72. 5wt%，Si1. 5wt%， 其余為Fe及不可避免的不純物；按2. 60~3. 30kg/tw的量，加入下列質(zhì)量比的增碳劑：C 92.35wt%，S0.085wt%，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4/5時加完上述合金及增碳劑；出鋼完畢后，將鋼水吊送至精煉 工位進行LF爐精煉處理及VD真空精煉處理。
[0008]C鋼水LF爐精煉：將B步驟出鋼完畢鋼水吊至LF爐精煉工位接好底吹氬氣帶，開 啟氬氣采用小氬量（10~20NL/min)吹氬2分鐘，使鋼液面呈懦動狀；之后下電極采用檔位 6~8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，加入石灰3. 0~ 5.Okg/t鋼、電石0. 4~0. 8kg/t鋼、錯丸0. 2~0. 6kg/t鋼進行調(diào)澄，控制鋼水氧含量 彡0? 0005wt%，按1. 60~2. 90kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的鈦鐵：Ti31. 5wt%，其余為 Fe及不可避免的不純物；下電極將鋼水溫度加熱至1570~1590°C，然后加入石英砂180~ 250kg，下電極將石英砂化透，渣子堿度按0. 8~1. 2控制；與此同時，根據(jù)鋼樣檢驗結(jié)果，補 加合金同步調(diào)整鋼水成份；渣子化好、成份調(diào)整完畢后，將鋼水溫度加熱至1600~1610°C 進行軟吹氬處理，采用流量為20~30NL/min的小氬氣量對鋼水軟吹氬5分鐘。
[0009]D鋼水VD爐真空精煉：將C步驟軟吹氬完畢后的鋼水吊入VD爐真空罐內(nèi)，接通吹 氬管，合上真空罐蓋，進行預抽真空7分鐘；真空抽至67Pa時，開始進行真空脫氣處理，同 時進行底吹氬處理，流量控制為70~90NL/min，時間控制為15分鐘；之后關(guān)閉真空主閥、 復壓、提升罐蓋，對鋼水取樣、定碳、定氧、定氫；之后將鋼水進行軟吹氬處理，采用流量為 20~30NL/min的小氬氣量對鋼水軟吹氬5分鐘；之后對鋼水喂入硅鈣線進行變性處理，喂 入具有下列質(zhì)量比的硅鈣線：Si56. 5wt%、Ca29. 5wt%、其余為Fe及不可避免的不純物， 喂線速度為3.Om/s，喂線量100m;之后加入鋼水覆蓋劑，加入量控制為1. 0kg/t鋼，然后將 鋼水吊至澆鑄工位。
[0010]E鋼水澆鑄：在中間包鋼水溫度為1485~1495°C，拉速為1. 7~1. 9m/min，結(jié)晶器冷 卻水流量為115~125m3/h，二冷比水量為0. 8~1. 0L/kg，結(jié)晶器電磁攪拌電流強度為300A、 運行頻率為2. 5HZ的條件下，將D步驟的鋼水澆鑄成斷面150_X150_的鋼坯，鑄坯定尺 長度為11.8m。
[0011] F鋼坯加熱：將E步驟所得鋼坯熱送至加熱爐，鋼坯入爐溫度500~600°C，加熱爐 預熱段爐溫820~950°C，以4~5°C/min的速度緩慢升溫至780°C;之后以10°C/min的速 度快速升溫至880°C，隨后進入溫度為1040~1160°C的強加熱段，以8°C/min將鋼坯加熱 至1040°C;之后鋼坯進入1180~1220°C的均熱段均熱，均熱時間為25~30min，鋼坯均熱至 1100~1120°C后出爐軋制。
[0012] G鋼坯控軋控冷：將E步驟制備得到的鋼坯送入棒材軋機軋制，以0. 4~0. 6m/s速 度對鋼坯進行第一、二道次粗軋除鱗預冷，粗軋除鱗預冷后鋼坯以1040°C溫度進入后四道 次粗軋，乳制速度0. 76~2. 25m/s，粗軋共軋制6個道次，乳制時間20s;再以2. 74~5. 12m/s的軋制速度進進行中軋，乳制8個道次，乳制時間20~22s;之后通過水槽預冷，將鋼從 1020~1050°C預冷至1000~1020°C，以6. 8~14. 2m/s的軋制速度進行精軋，乳制2~4個道次， 軋制時間32~36s，精軋后溫度控制為890~940°C。
[0013]H鋼材后處理：將G步驟軋制得到的精軋鋼材，在水量360~480m3/h、冷卻水壓力 1. 4~1. 8MPa的冷卻槽中快速冷卻，快速冷卻時間1. 5~2.Is。冷卻后由輥道快速送給至冷 床，使鋼上冷床的溫度為480~520°C，上冷床后鋼筋空冷，冷卻至350~380°C進行剪切、收 集、打擁，成擁鋼筋在鋼槽中堆放，使用間易保溫罩于340~360C保溫24小時后，將鋼吊出 保溫罩外，自然冷卻至室溫，即獲得一種1080MPa級高強度耐腐蝕預應(yīng)力結(jié)構(gòu)用螺紋鋼筋， 該鋼筋的化學成分為：C: 0? 50~0. 60wt%，Si: 1. 25~1. 50wt%，Mn: 1. 20~1. 40wt%，，Cr: 0. 40~0. 60wt°/〇,Mo: 0.040-0.070wt%,Ti: 0.040-0.070wt%,Ni: 0.15-0.30wt%,S: <0.OlOwt%，P: <0. 015wt%，其余為Fe及不可避免的不純物，其工藝力學性能見表1所 不〇
[0014] 表1 1080MPa級高強度耐腐蝕預應(yīng)力結(jié)構(gòu)用螺紋鋼筋工藝力學性能
【主權(quán)項】
1. 一種IOSOMPa級高強度耐腐蝕預應(yīng)