一種930MPa高強度精軋螺紋鋼及其制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及冶金行業(yè)螺紋鋼筋生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種930MPa高強度精乳 螺紋鋼及其制備工藝。 (二）
【背景技術(shù)】
[0002] 930MPa精乳螺紋鋼筋目前在國內(nèi)外普遍采用調(diào)質(zhì)熱處理方式進行生產(chǎn)。在對這類 長材產(chǎn)品熱處理時，國內(nèi)外選用較多的是感應(yīng)加熱的加熱方式。感應(yīng)加熱是利用電磁感應(yīng) 原理使交變磁場中工件內(nèi)部產(chǎn)生渦流，工件依靠這些電流的焦耳熱達到預(yù)計溫度的方法。 在國內(nèi)，對大規(guī)格鋼筋進行感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)曾有人做過研究，我國鞍鋼930MPa級鋼筋的研發(fā) 專利就是采用的感應(yīng)加熱進行熱處理。
[0003] 目前，國內(nèi)外大部分企業(yè)采取離線熱處理工藝路線生產(chǎn)930MPa高強度精乳螺紋 鋼產(chǎn)品，生產(chǎn)工藝流程為：上料臺架+逐根撥鋼器撥鋼+運輸輥道+1#感應(yīng)爐（加熱至 820°C) +恢復(fù)段+2#感應(yīng)爐（加熱至920°C) +恢復(fù)段+淬火箱處理（水冷至400°C) +恢 復(fù)段+3#感應(yīng)爐（回火處理至580-600°C) +輸出輥道+下料臺架+自然冷卻+鋸頭、切定 尺。這種工藝路線流程長、成本高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性有限，其工藝中冷卻采用一次連續(xù)強冷， 表面馬氏體過厚，易導(dǎo)致伸長率不合格等諸多問題。
[0004] 本發(fā)明提出了一種不同于余熱處理工藝和離線調(diào)質(zhì)熱處理工藝的新的工藝技術(shù) 路線，該工藝路線生產(chǎn)的930MPa高強度精乳螺紋鋼產(chǎn)品不經(jīng)離線熱處理即實現(xiàn)質(zhì)量指標(biāo) 穩(wěn)定合格，產(chǎn)品品質(zhì)高，成本比離線熱處理工藝低300元/t-500元/t，經(jīng)濟效益顯著。 (三）

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種生產(chǎn)成本低、質(zhì)量穩(wěn)定性高的 930MPa高強度精乳螺紋鋼，同時也提供了一種用于制備該930MPa高強度精乳螺紋鋼的流 程短、精乳效果優(yōu)異、乳后冷卻效果顯著且不損害或降低鋼筋品質(zhì)、經(jīng)濟效益顯著的工藝， 解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
[0006] 本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0007] -種930MPa高強度精乳螺紋鋼，由以下重量百分比的成分制成：C:0. 40-0. 50%、 Μη:0· 80-1. 20%、Si:1· 45-1. 85%、V:0· 120-0. 220%、S彡 0· 030%、P彡 0· 030%，余量為 Fe〇
[0008] 該930MPa高強度精乳螺紋鋼的制備工藝，包括如下操作步驟：
[0009] A鋼坯制備：
[0010] ⑴轉(zhuǎn)爐粗煉：將鐵水（主要成分為c、Si、Mn、P、S，其余為Fe元素，元素含量控 制要求Si彡0. 70%，P彡0. 13%，S彡0.055%，其它無具體要求）和廢鋼按照9:1的重量 比加入轉(zhuǎn)爐吹煉13-15分鐘；吹煉完畢，控制終點碳含量多0. 06%，終點溫度彡1680°C;出 鋼過程中添加硅錳合金和氮化釩鐵合金元素（元素添加量根據(jù)C、Si、Μη實際含量進行相 應(yīng)調(diào)整），確保終點鐵水的C的重量含量彡0. 35%，Si的重量含量彡1. 3%，Μη的重量含量 ^ 0. 70% ；
[0011] (2)LF爐精煉：將步驟（1)出鋼的鋼水吊至LF爐精煉，精煉爐使用碳化硅和 娃鐵粉進行造白渣操作，待精煉渣調(diào)白后再進行成分微調(diào)操作，保證成分都在上述元素 成分的范圍內(nèi)；要求精煉時間多30分鐘，白渣保持時間多20分鐘，完成精煉操作后按 2±0.1m/t進行喂線操作。保證線外軟吹時間多15分鐘。精煉爐出鋼時出鋼溫度控制在 1555°C-1565°C;精煉爐出鋼前進行定氧操作，將自由氧含量控制在12ppm以內(nèi)；
[0012] (3)小方坯連鑄：將步驟⑵經(jīng)LF爐精煉的鋼水吊至澆注工位。連鑄中間包 使用塞棒包生產(chǎn)，全程保護澆注，中間包溫度控制在1505°C-1525°C，拉速控制在1. 3m/ min-1. 6m/min,要求整個拉鋼過程連鑄拉速波動小于±0.Olm/min，結(jié)晶器液面波動小于 ±3mm;連鑄成小方坯，根據(jù)不同乳制規(guī)格切割成不同長度的鋼坯定尺；
[0013] B乳制：
[0014] 將步驟A澆注的小方坯冷裝入加熱爐加熱，加熱爐爐溫1080 ±30°C，小方坯在加 熱爐中加熱至960-1000°C，加熱時間多1. 5小時后出爐乳制；采用全程流低溫控乳：將出爐 的小方坯送入乳機乳制，先對鋼坯進行一次除鱗用來除去小方坯表面的氧化鐵皮，然后進 入粗乳機，共乳制6個道次，乳制速度：0. 34m/s-l. 75m/s;乳制時間46-48s;之后進入中乳 機，共乳制4個道次，乳制速度：2.40m/s-4. 32m/s;乳制時間46-48s;最后進入精乳機，共 乳制4個道次，乳制速度：5. 50m/s-8. 50m/s;乳制時間46-48s;
[0015] C后處理：
[0016] 將步驟B乳制的精乳鋼材采用間斷式控冷的方式進行冷卻處理，冷卻后由輥道供 給至冷床，然后倍尺飛剪分段、冷床回火冷卻、室內(nèi)碼垛堆冷，即得；
[0017] 步驟C所述間斷式控冷為先穿水后恢復(fù)的間斷式控冷；
[0018] 步驟C所述間斷式控冷為三次先穿水后恢復(fù)的間斷式控冷；
[0019] 所述三次先穿水后恢復(fù)的間斷式控冷為：
[0020] 第一次穿水冷卻后恢復(fù)段：控乳"4米+4米"兩穿水冷卻后進入一 "60-80米"恢 復(fù)段；該段穿水冷卻進口的溫度為800 ±20°C，水壓控制為0. 40 ±0. 30MPa;
[0021] 第二次穿水冷卻后恢復(fù)段：控乳4米穿水冷卻后進入一 4米恢復(fù)段再進入一 4米 恢復(fù)段；該段穿水冷卻的冷卻水壓< 〇. 60MPa;
[0022] 第三次穿水冷卻后恢復(fù)段：控乳2米穿水冷卻后進入一 2米恢復(fù)段再進入一 4米 恢復(fù)段；該段穿水冷卻進口的溫度為550 ±10°C，水壓控制為0. 20MPa±0. 02。
[0023] 步驟B乳制中采用"K4橢圓孔+K3立乳孔+K2帶槽底凸度的橢圓孔+K1成品孔" 的精乳孔型系統(tǒng)進行精乳。
[0024] 步驟C倍尺飛剪分段為"5#飛剪"分段。
[0025] 步驟B乳制中采用"K4橢圓孔+K3立乳孔+K2帶槽底凸度的橢圓孔+K1成品孔" 的精乳孔型系統(tǒng)進行精乳。
[0026] 步驟C冷床回火溫度為650-670 °C。
[0027] 本發(fā)明的有益效果是：
[0028] 本發(fā)明制備工藝既不同于國內(nèi)外高成本技術(shù)路線的感應(yīng)加熱離線熱處理技術(shù)路 線，也不同于：乳后余熱處理的低質(zhì)量技術(shù)路線，通過上述全新的工藝技術(shù)路線，采取了一 系列工藝和裝備技術(shù)創(chuàng)新措施，成本比感應(yīng)加熱離線熱處理低300-500元/噸，質(zhì)量穩(wěn)定性 遠高于乳后余熱處理工藝技術(shù)路線，并在新的低成本工藝技術(shù)路線條件下實現(xiàn)930MPa高 強度精乳螺紋鋼筋的穩(wěn)定生產(chǎn)和質(zhì)量穩(wěn)定。主要優(yōu)點及效果如下：
[0029] 1、后處理步驟中實施三次先穿水后恢復(fù)的間斷式控冷，避免了一次連續(xù)強冷、表 面馬氏體過厚（超過1.5_)導(dǎo)致的伸長率不合問題，通過對水壓及水量的控制保證了間斷 式控冷降溫梯度的緩和，避免控乳冷卻速度過快產(chǎn)生異常組織。
[0030] 2、將原倍尺飛剪的4#飛剪，采用5#飛剪替代，專用于930MPa精乳螺紋的倍尺分 段，克服了原倍尺飛剪剪切能力不足、尾鋼上冷床困難、因尾鋼輸送速度波動導(dǎo)致性能不穩(wěn) 定的問題。
[0031] 3、在新上倍尺飛剪入口設(shè)夾送輥，實施尾鋼夾送工藝，實現(xiàn)了乳后鋼筋全長恒速 車L制、恒速控冷，從而確保了鋼筋全長性能的一致性。
[0032] 4、"K4橢圓孔+K3立乳孔+K2帶槽底凸度的橢圓孔+K1成品孔"的精乳孔型系統(tǒng)， 實現(xiàn)了鋼筋基圓高、寬和橫肋高度的高精度控制，滿足鋼筋與連接器之間的高精度連接；設(shè) 計孔型剪，使鋼筋在定尺剪剪切過程中、承受三向壓應(yīng)力，解決了鋼筋剪切碎裂問題。
[0033] 5、該制備工藝制得的930Mpa精乳螺紋鋼的屈服強度較國標(biāo)930MPa高50-120MPa， 抗拉強度較國標(biāo)1080MPa高50-170MPa，延伸率較國標(biāo)6. 0%高1. 0% -