一種930MPa高強度精軋螺紋鋼及其制備工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及冶金行業(yè)螺紋鋼筋生產技術領域，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】
[0002] 930MPa精乳螺紋鋼筋目前在國內外普遍采用調質熱處理方式進行生產。在對這類 長材產品熱處理時，國內外選用較多的是感應加熱的加熱方式。感應加熱是利用電磁感應 原理使交變磁場中工件內部產生渦流，工件依靠這些電流的焦耳熱達到預計溫度的方法。 在國內，對大規(guī)格鋼筋進行感應加熱調質曾有人做過研究，我國鞍鋼930MPa級鋼筋的研發(fā) 專利就是采用的感應加熱進行熱處理。
[0003] 目前，國內外大部分企業(yè)采取離線熱處理工藝路線生產930MPa高強度精乳螺紋 鋼產品，生產工藝流程為：上料臺架+逐根撥鋼器撥鋼+運輸輥道+1#感應爐（加熱至 820°C) +恢復段+2#感應爐（加熱至920°C) +恢復段+淬火箱處理（水冷至400°C) +恢 復段+3#感應爐（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、產品質量穩(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質熱處理工藝的新的工藝技術 路線，該工藝路線生產的930MPa高強度精乳螺紋鋼產品不經離線熱處理即實現質量指標 穩(wěn)定合格，產品品質高，成本比離線熱處理工藝低300元/t-500元/t，經濟效益顯著。 (三）

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明為了彌補現有技術的不足，提供了一種生產成本低、質量穩(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、經濟效益顯著的工藝， 解決了現有技術中存在的問題。
[0006] 本發(fā)明是通過如下技術方案實現的：
[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C、Si、Μη實際含量進行相 應調整），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，待精煉渣調白后再進行成分微調操作，保證成分都在上述元素 成分的范圍內；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；
[0012] (3)小方坯連鑄：將步驟⑵經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，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，結晶器液面波動小于 ±3mm;連鑄成小方坯，根據不同乳制規(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、室內碼垛堆冷，即得；
[0017] 步驟C所述間斷式控冷為先穿水后恢復的間斷式控冷；
[0018] 步驟C所述間斷式控冷為三次先穿水后恢復的間斷式控冷；
[0019] 所述三次先穿水后恢復的間斷式控冷為：
[0020] 第一次穿水冷卻后恢復段：控乳"4米+4米"兩穿水冷卻后進入一 "60-80米"恢 復段；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段：控乳4米穿水冷卻后進入一 4米恢復段再進入一 4米 恢復段；該段穿水冷卻的冷卻水壓< 〇. 60MPa;
[0022] 第三次穿水冷卻后恢復段：控乳2米穿水冷卻后進入一 2米恢復段再進入一 4米 恢復段；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外高成本技術路線的感應加熱離線熱處理技術路 線，也不同于：乳后余熱處理的低質量技術路線，通過上述全新的工藝技術路線，采取了一 系列工藝和裝備技術創(chuàng)新措施，成本比感應加熱離線熱處理低300-500元/噸，質量穩(wěn)定性 遠高于乳后余熱處理工藝技術路線，并在新的低成本工藝技術路線條件下實現930MPa高 強度精乳螺紋鋼筋的穩(wěn)定生產和質量穩(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致性能不穩(wěn) 定的問題。
[0031] 3、在新上倍尺飛剪入口設夾送輥，實施尾鋼夾送工藝，實現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 計孔型剪，使鋼筋在定尺剪剪切過程中、承受三向壓應力，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930MPa高50-120MPa， 抗拉強度較國標1080MPa高50-170MPa，延伸率較國標6. 0%高1. 0% -