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1、(10)申请公布号 CN 102851624 A (43)申请公布日 2013.01.02 CN 102851624 A *CN102851624A* (21)申请号 201210376645.6 (22)申请日 2012.09.29 C22C 38/58(2006.01) C22C 38/38(2006.01) C22C 38/16(2006.01) (71)申请人 莱芜钢铁集团有限公司 地址 271104 山东省莱芜市钢城区府前大街 99 号 (72)发明人 梁辉 杜传治 刘艳林 牛冬梅 (74)专利代理机构 北京五洲洋和知识产权代理 事务所 ( 普通合伙 ) 11387 代理人 刘春成 。
2、温泉 (54) 发明名称 超高强度热轧树脂锚杆钢筋及其生产方法 (57) 摘要 本 发 明 公 开 了 一 种 超 高 强 度 热 轧 树 脂 锚杆钢筋, 按重量百分比由以下元素组成 C : 0.260.30% ; Mn : 1.601.80% ; Si : 0.650.85% ; V : 0.110.14% ; N : 0.0200.040% ; S 0.020% ; P 0.0255 ; 残余元素 : Cr 0.10%、 Cu 0.10%、 Ni 0.10%, 且 Cr+Cu+Ni 0.20% ; 其余为 Fe 和 不可避免的杂质。其生产方法包括冶炼工序、 精 炼工序、 连铸工序和轧制工序。
3、, 在冶炼工序中采用 钒氮微合金化, 以使钢筋中含有 0.110.14wt% 的 V 和 0.0200.040wt% 的 N。该钢筋的屈服强度 700MPa 而且生产成本低。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 1/1 页 2 1. 一种超高强度热轧树脂锚杆钢筋, 其特征在于, 所述钢筋按重量百分比由以下元素 组 成 : C : 0.260.30% ; Mn : 1.601.80% ; Si : 0.650.85% ; V : 0.110.14% ; N : 0.0200.0。
4、40% ; S 0.020% ; P 0.025% ;残 余 元 素 : Cr 0.10%、 Cu 0.10%、 Ni 0.10%,且 Cr+Cu+Ni 0.20% ; 其余为 Fe 和不可避免的杂质。 2. 根据权利要求 1 所述的超高强度热轧树脂锚杆钢筋, 其特征在于, 所述钢筋按重量 百分比由以下元素组成 : C:0.270.30% ; Mn : 1.651.80% ; Si : 0.700.85% ; V : 0.120.14% ; N : 0.0200.040% ; S 0.020% ; P 0.020% ;残 余 元 素 : Cr 0.10%、 Cu 0.10%、 Ni 0.10%。
5、, 且 Cr+Cu+Ni 0.20% ; 其余为 Fe 和不可避免的杂质。 3.权利要求1或2所述的超高强度热轧树脂锚杆钢筋的生产方法, 包括冶炼工序、 精炼 工序、 连铸工序和轧制工序, 其特征在于, 在所述冶炼工序中采用钒氮微合金化, 从而使最 终获得的钢筋中按重量百分比含有 0.110.14% 的 V 和 0.0200.040% 的 N。 4. 根据权利要求 3 所述的超高强度热轧树脂锚杆钢筋的生产方法, 其特征在于, 在所 述冶炼工序中, 控制炉渣碱度为 2.8-3.2, 终点碳含量 0.10wt%-0.16wt%。 5.根据权利要求3所述的HRB600钢筋的生产方法, 其特征在于, 。
6、在所述精炼工序中, 软 吹时间为 8-20min。 6.根据权利要求3所述的HRB600钢筋的生产方法, 其特征在于, 在所述精炼工序中, 脱 氧剂采用碳化硅或复合脱氧剂。 7.根据权利要求3所述的HRB600钢筋的生产方法, 其特征在于, 在所述精炼工序中, 钢 水进站温度为 1560-1570, 钢水出站温度为 1600-1620, 精炼时间为 20-30min。 8.根据权利要求3所述的HRB600钢筋的生产方法, 其特征在于, 在所述连铸工序中, 中 包钢水温度为 1515-1530 ; 正常拉速为 2.0-2.5m/min ; 中包液面高度为 700-800mm ; 连铸 机实行全保。
7、护浇铸。 9.根据权利要求3所述的HRB600钢筋的生产方法, 其特征在于, 在所述轧制工序中, 开 轧温度为 10001050控制, 终轧温度为 800-900。 权 利 要 求 书 CN 102851624 A 2 1/4 页 3 超高强度热轧树脂锚杆钢筋及其生产方法 技术领域 0001 本发明涉及一种钢筋及其生产方法, 特别是涉及到一种超高强度热轧树脂锚杆钢 筋及其生产方法, 其可作为煤矿巷道支护用杆体材料, 其屈服强度 700MPa。 背景技术 0002 热轧树脂锚杆钢筋主要应用于煤矿井巷和隧道的锚杆支护, 锚杆支护是广泛应用 的一项重要支护技术, 煤巷锚杆支护技术近年来发展极为迅速,。
8、 而且高强度、 高刚度和高可 靠性成为一种发展趋势。 这种支护系统在提高巷道支护效果, 保证巷道安全, 减轻工人劳动 强度, 简化采煤工作面端头区维护工艺等方面具有明显的优越性, 十分有利于采煤工作面 的快速推进, 实现矿井的高产高效。树脂锚杆的杆体 ( 锚杆钢筋 ) 按力学性能分为 3 类 : 普 通锚杆(Re1600MPa)。 目前国 内绝大多数井巷使用 335MPa 级的普通锚杆, 使用锚杆强度最高的为 600MPa 级, 延伸率 (A) 一般要求大于 18。随着国内矿井开采深度的不断增加, 对锚杆钢筋的强度要求也越来越 高, 为了进一步提高煤炭开采效率及生产的安全性, 煤炭行业提出使用。
9、超高强韧树脂锚杆 钢筋的要求。 发明内容 0003 本发明的目的在于解决现有技术的问题, 提供一种超高强度热轧树脂锚杆钢筋及 其生产方法, 其可作为煤矿巷道支护用杆体材料, 其屈服强度 700MPa。 0004 本发明的另一目的在于提供上述超高强度热轧树脂锚杆钢筋的生产方法。 0005 本发明为保证锚杆钢筋高强度、 高韧性的要求, 对产品钢种成分进行了优化设计。 一方面对钢中碳、 硅、 锰主要元素进行合理调整, 实现优化配置, 另一方面采用微合金化技 术, 向钢中加入适量钒氮合金, 充分利用钒的沉淀强化作用提高钢筋的强度和韧性。 同时降 低钢中磷、 硫杂质及其它杂质含量, 使钢水洁净度高。 0。
10、006 为了实现本发明的目的, 本发明提供的超高强度热轧树脂锚杆钢筋按重量百分 比由以下元素组成 : C : 0.260.30% ; Mn : 1.601.80% ; Si : 0.650.85% ; V : 0.110.14% ; N : 0.0200.040% ; S 0.020% ; P 0.0255 ; 残余元素 : Cr 0.10%、 Cu 0.10%、 Ni 0.10%, 且 Cr+Cu+Ni 0.20% ; 其余为 Fe 和不可避免的杂质。 0007 优 选 地, 所 述 钢 筋 按 重 量 百 分 比 由 以 下 元 素 组 成 : C : 0.270.30% ; Mn : 1。
11、.651.80% ; Si : 0.700.85% ; V : 0.120.14% ; N : 0.0200.040% ; S 0.020% ; P 0.020% ; 残余元素 : Cr 0.10%、 Cu 0.10%、 Ni 0.10%, 且 Cr+Cu+Ni 0.20% ; 其余为 Fe 和不可 避免的杂质。 0008 本发明提供的超高强度热轧树脂锚杆钢筋的生产方法的技术方案如下 : 0009 包括冶炼工序、 精炼工序、 连铸工序和轧制工序, 其中, 在所述冶炼工序中采用钒 氮微合金化, 从而使最终获得的钢筋中按重量百分比含有0.110.14%的V和0.0200.040% 的 N。 说 明。
12、 书 CN 102851624 A 3 2/4 页 4 0010 优 选 地, 在 所 述 冶 炼 工 序 中, 控 制 炉 渣 碱 度 为 2.8-3.2, 终 点 碳 含 量 0.10wt%-0.16wt%。 0011 优选地, 在所述精炼工序中, 软吹时间为 8-20min, 脱氧剂采用碳化硅或复合脱氧 剂, 钢水进站温度为 1560-1570, 钢水出站温度为 1600-1620, 精炼时间为 20-30min。 0012 优选地, 在所述连铸工序中, 中包钢水温度为1515-1530; 正常拉速为2.0-2.5m/ min ; 中包液面高度为 700-800mm ; 连铸机实行全保护。
13、浇铸。 0013 优选地, 在所述轧制工序中, 开轧温度为 10001050控制, 终轧温度为 800-900。 0014 本发明的有益效果 : 本发明的热轧树脂锚杆钢筋的屈服强度Rel700MPa, 抗拉强 度Rm900MPa, 延伸率A18%。 采用本发明的树脂锚杆钢筋可以节省矿用锚杆使用量, 提 高安全性, 减少劳动强度, 实现矿井的高效高产。此外, 本发明的微合金元素 V 的用量少, 大 幅度的降低了生产成本, 因此为市场推广应用奠定了坚实的基础。另外, 本发明方法简单, 容易实现大规模生产。 具体实施方式 0015 下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明, 但本发明并不限于此。以下。
14、百分 比均为重量百分比。 0016 本发明提供的超高强度热轧树脂锚杆钢筋按重量百分比由以下元素组成 : C : 0.260.30% ; Mn : 1.601.80% ; Si : 0.650.85% ; V : 0.110.14% ; N : 0.0200.040% ; S 0.020% ; P 0.025% ;残 余 元 素 : Cr 0.10%、 Cu 0.10%、 Ni 0.10%,且 Cr+Cu+Ni 0.20% ; 其余为 Fe 和不可避免的杂质。 0017 上述超高强度热轧树脂锚杆钢筋优选按重量百分比由以下元素组成 : C:0.270.30% ; Mn : 1.651.80% ; 。
15、Si : 0.700.85% ; V : 0.120.14% ; N : 0.0200.040 ; S 0.020% ; P 0.020% ;残 余 元 素 : Cr 0.10%、 Cu 0.10%、 Ni 0.10%,且 Cr+Cu+Ni 0.20% ; 其余为 Fe 和不可避免的杂质。 0018 所述的超高强度热轧树脂锚杆钢筋, 其屈服强度 Rel 700MPa, 抗拉强度 Rm 900MPa, 延伸率 A 18%(以上力学性能参数均基于 GB/T228.1 来测定) 。 0019 本发明提供的超高强度热轧树脂锚杆钢筋的生产方法的具体技术方案如下 : 包括 冶炼工序、 精炼工序、 连铸工序。
16、和轧制工序 ; 其中 : 0020 冶炼工序包括采用转炉或电炉初炼钢水、 钢包合金化和钢包底吹氩, 在钢包合金 化步骤中, 使钢水的 N 含量达到 0.0200.040%, V 的含量达到 0.110.14%, 比如可加入钒氮 合金来进行合金化 ; 优选地, 转炉控制炉渣碱度为 2.8-3.2, 以保证过程渣化好, 终渣化透 ; 优选地, 终点碳含量 0.10%-0.16%。 0021 在精炼工序中, 软吹时间优选为 8-20min ; 优选地, 脱氧剂采用碳化硅或复合脱 氧剂 (购自山东章丘市川达有限责任公司或甘肃泰盛物资集团有限责任公司龙泉碳化硅 分公司) ; 优选地, 钢水进站温度为 1。
17、560-1570, 钢水出站温度为 1600-1620, 精炼时间 20-30min。 0022 优选地, 在连铸工序中, 中包钢水温度 : 1515-1530 ; 正常拉速 : 2.0-2.5m/min ; 中包液面高度 700mm, 更优选为 700-800mm ; 连铸机实行全保护浇铸。 说 明 书 CN 102851624 A 4 3/4 页 5 0023 在轧制工序中, 开轧温度为 10001050, 终轧温度不高于 900, 终轧温度优选 为 800-900, 轧后禁止进行穿水冷却, 优选为上冷床自然冷却。 0024 本发明得到的数值锚杆钢筋的规格为 18-25mm。 0025 下。
18、面列举几个实施例。 0026 实施例 1 0027 所述的超高强度热轧树脂锚杆钢筋的生产方法包括冶炼工序、 精炼工序、 连铸工 序和轧制工序, 其中, 0028 在转炉冶炼工序中, 该炉原料铁水加入量为90吨, 废钢加入量为4.8吨 ; 供氧时间 为 15.5 分钟, 造渣料石灰加入量为 4988 千克, 萤石加入量为 156 千克, 烧结块为 769 千克, 合金化过程中, 硅铁和锰铁加入量为2300千克, 钒氮合金为145千克, 炉渣碱度为2.8-3.2。 0029 在 LF 精炼工序中 : 钢包到精炼位后, 根据温度、 渣况进行造渣、 脱氧, 其中, 钢水进 站温度 1570, 出站温度。
19、 1602, 精炼时间 25 分钟, 复合脱氧剂加入量为 180 千克, 白渣保 持 20min, 成分温度合适后, 进行 “软吹” 操作, 软吹时间 10 分钟。 0030 在连铸工序中 : 5 号连铸是六机六流的方坯连铸机, 在整个过程中间包液面稳定, 中包钢水温度 1522, 拉速稳定在 2.1m/min, 中包液面高度 : 700mm, 连铸机实行全保护浇 铸。得到的方坯的规格为 150mm150mm。 0031 在轧制工序中, 开轧温度 1040, 终轧温度 890, 轧制节奏稳定, 上冷床空冷。从 而得到满足性能要求的 HRB600 钢筋。该钢筋的成分及力学性能分别参见表 1 和表。
20、 2。 0032 实施例 2 0033 所述的超高强度热轧树脂锚杆钢筋的生产方法包括冶炼工序、 精炼工序、 连铸工 序和轧制工序, 其中, 0034 在转炉冶炼工序中, 该炉原料铁水加入量为89.7吨, 废钢加入量为4.9吨 ; 供氧时 间为 15 分钟, 造渣料石灰加入量为 4970 千克, 萤石加入量 159 千克, 烧结块 755 千克, 在合 金化过程中, 硅铁和锰铁加入量为 2450 千克, 钒氮合金为 148 千克, 炉渣碱度为 2.8-3.2。 0035 在 LF 精炼工序中 : 钢包到精炼位后, 根据温度、 渣况进行造渣、 脱氧, 其中, 钢水进 站温度 1560, 出站温度 。
21、1610, 精炼时间 25 分钟, 复合脱氧剂加入量为 160 千克, 白渣保 持 20min, 成分温度合适后, 进行 “软吹” 操作, 软吹时间 15 分钟。 0036 在连铸工序中 : 5 号连铸是六机六流的方坯连铸机, 在整个过程中间包液面稳定, 中包钢水温度 1520, 拉速稳定在 2.1m/min, 连铸机实行全保护浇铸。得到的方坯的规格 为 150mm150mm。 0037 在轧制工序中, 开轧温度 1030, 终轧温度 880, 轧制节奏稳定, 上冷床空冷。从 而得到满足性能要求的 HRB600 钢筋。该钢筋的成分及力学性能分别参见表 1 和表 2。 0038 实施例 3 00。
22、39 所述的超高强度热轧树脂锚杆钢筋的生产方法包括冶炼工序、 精炼工序、 连铸工 序和轧制工序, 其中, 0040 在转炉冶炼工序中, 该炉原料铁水加入量为90.3吨, 废钢加入量为4.7吨 ; 供氧时 间为 15 分钟, 造渣料石灰加入量为 4788 千克, 萤石加入量为 145 千克, 烧结块为 830 千克, 在合金化过程中, 硅铁和锰铁加入量为 2430 千克, 钒氮合金为 155 千克。 0041 在 LF 精炼工序中 : 钢包到精炼位后, 根据温度、 渣况进行造渣、 脱氧, 其中, 钢水进 说 明 书 CN 102851624 A 5 4/4 页 6 站温度 1560, 出站温度 。
23、1620, 精炼时间 29 分钟, 复合脱氧剂加入量为 175 千克, 白渣保 持 20min, 成分温度合适后, 进行 “软吹” 操作, 软吹时间 15 分钟。 0042 在连铸工序中 : 5 号连铸是六机六流的方坯连铸机, 在整个过程中间包液面稳定, 中包钢水温度 1523, 拉速稳定在 2.2m/min, 连铸机实行全保护浇铸。得到的方坯的规格 为 150mm150mm。 0043 在轧制工序中, 开轧温度 1050, 终轧温度 880, 轧制节奏稳定, 上冷床空冷。从 而得到满足性能要求的 HRB600 钢筋。该钢筋的成分及力学性能分别参见表 1 和表 2。 0044 表 1 本发明的钢筋的成分 (wt%) 0045 0046 表 2 本发明钢筋的力学性能参数 0047 0048 通过以上实施例可以看出, 根据本发明的方法生产出的超高强度热轧树脂锚杆钢 筋具有优异的屈服强度、 抗拉强度和延伸率。 说 明 书 CN 102851624 A 6 。