一种960MPa级高强度预应力结构用螺纹钢筋及其制备方法

一种960MPa级高强度预应力结构用螺纹钢筋及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种960MPa级高强度预应力结构用螺纹钢筋及其制备方法，960MPa级高强度预应力结构用螺纹钢筋，包含重量百分比0.35~0.40%的C、1.00~1.20%的Si、1.10~1.30%的Mn、0.20~0.40%的Cr、0.080~0.110%的V、0.020~0.040%的Mo、0.010~0.020%Nb、0.001~0.020%的S和0.001~0.025%的P，其余为Fe及不可避免的不纯物。方法包括钢坯制备、轧制、后处理步骤。本发明在保证一定的碳含量前提下，通过加入提高钢材淬透性合金元素Mo、V，采用控制轧制、冷却技术，细化奥氏体晶粒，产生沉淀强化。钢材组织晶粒细化显著，减少钢材心部的网状铁素体组织。钢材强度高，硬度变化缓慢，具有工艺力学性能稳定，预应力松弛性良好。
【专利说明】一种960MPa级高强度预应力结构用螺纹钢筋及其制备方 法

【技术领域】
[0001] 本发明属于金属材料加工【技术领域】，具体涉及一种960MPa级高强度预应力结构 用螺纹钢筋及其制备方法。

【背景技术】
[0002] 预应力结构用高强度精轧螺纹钢筋简称精轧螺纹钢筋，它具有强度高，连接、张 拉、锚固方便可靠，施工时无需进行冷拉与焊接，施工简便等优点。精轧螺纹钢广泛应用于 大型水利、工业和民用建筑的连续梁和大型框架结构，公路、铁路大中跨桥梁，核电站等预 应力混凝士结构和岩土锚固等工程。
[0003] 精轧螺纹钢筋化学成分目前国内没有统一的成分要求，各钢厂采用V、Ti、Nb微合 金强化技术进行成分控制。常规V、Ti、Nb微合金强化技术+控冷工艺生产预应力螺纹钢 筋，由于表面组织为回火所素体，且心部易出现铁素体网状组织，导致表层至心部硬度变化 快，产品导致性能波动大，生产强度级别较高的960MPa级预应力螺纹钢筋难度较大。因此， 各生产厂不断的研制新工艺上产960MPa级预应力螺纹钢筋，提高性能合格率。由于工艺技 术不同，微合金元素 V、Ti、Nb加入后的强化效果存在较大差异，常规微合金强化技术+控冷 工艺生产精轧螺纹钢，微合金元素的大量加入，使得生产成本较高。因此，开发一种能解决 上述技术问题且生产成本较低的精轧螺纹钢筋的制备方法是非常必要的。


【发明内容】

[0004] 本发明的第一目的在于提供一种960MPa级高强度预应力结构用螺纹钢筋；第二 目的在于提供所述960MPa级高强度预应力结构用螺纹钢筋的制备方法。
[0005] 本发明的第一目的是这样实现的，包含重量百分比0· 35?0· 40%的C、L 0(Γ?· 20% 的 Si、l.l(TL30% 的 Μη、0·20?0·40% 的 Cr、0.08(T0.110% 的 ν、0·020?0·040% 的 Mo、 0. 01(Γ〇. 020%Nb、0. 001?0. 020%的S和0. 001?0. 025%的P，其余为Fe及不可避免的不纯物。
[0006] 本发明的第二目的是这样实现的，包括钢坯制备、乳制、后处理步骤，具体包括： A、钢坯制备： 1)铁水转炉冶炼：将化学成分 C 4· (Γ4. 5wt%、Si 0· 25?0· 50wt%、Mn 0· 25?0· 50wt%、 P 0. 08(T〇. 120wt%、S < 0. 025wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的铁水、化学成 分 C 0· 20?0· 30wt%、Si 0· 25?0· 60wt%、Mn 1. 15?I. 65wt%、P 0· 025?0· 045wt%、S 0. 02(H). 045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的废钢及化学成分C 3. 2?3. 6 wt%、 Si 0·30?0·60 wt%、Mn 0·30?0·55 wt%、P 0.060?0.090wt%、S 0.020?0.035wt%，其余为 Fe及不可避免的不纯物的生铁加入LD转炉中，进行顶底复合吹炼，加入石灰、白云石、菱 镁球造渣，石灰加入量为3(T40kg/t钢，白云石加入量为15~20kg/t钢，菱镁球加入量为 4. (Γ6. Okg/t钢，控制终点碳含量彡0. 10wt%，出钢温度为1620?1640°C ;出钢前向钢包底 部加入活性石灰进行渣洗，石灰加入量为2. 0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气 流量控制为25?35NL/min ; 2) 钢水脱氧合金化：1)步骤钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，依次向钢包中 加入下列物质：按16. OO?19. 20kg/t钢的量，加入下列质量比的娃铁：Si 73. 5wt%，其余 为Fe及不可避免的不纯物；按14. 50?17. 40kg/t钢的量,加入下列质量比的高碳猛铁合 金：Mn 75. 3wt%，C 6. 8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按3. 10?6. 70kg/t钢的量， 加入下列质量比的高碳铬铁：Cr 57. 5 wt%，C 7.6 wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按 L 05?L 45kg/t钢的量，加入下列质量比的钒氮合金：V 78. Owt%，N 14. 5wt%，C 3. 2wt%， 其余为Fe及不可避免的不纯物；按0. 15?0. 33kg/t钢的量,加入下列质量比的银铁合 金：Nb 66. 2wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0. 25?0. 55kg/t钢的量，加入下列 质量比的钥铁合金：Mo 72. lwt%，Si I. 5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按1. 50? I. 90kg/t钢的量，加入下列质量比的增碳剂：C 92. 15wt%，S 0. 085wt%，灰份4. 15wt%，挥发 份I. 64wt%，水份0. 75wt%，其余为不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述 合金及增碳剂；出钢完毕后，将钢水吊送至氩站进行精炼处理； 3) 钢水LF炉精炼：将2)步骤出钢完毕钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩 气采用20?30NL/min的小氩量吹氩2分钟，然后下电极采用档位7?9档化渣；通电3 分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；之后加入石灰3. 0?5. Okg/t钢、电 石0. 5?0. 8 kg/t钢进行调渣，控制渣碱度为5. 0?7. 0 ;之后将钢水温度加热至1560? 1570°C进行软吹氩处理，采用流量为20?30NL/min的小氩气量对钢水软吹氩8分钟，之后 加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位； 4) 钢水浇铸：在中间包钢水温度为1505~1520°C，拉速为I. 8~2. Om/min，结晶器冷却水 流量为12(Tl30m3/h，二冷比水量为I. (Tl. 2L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为250A、运行 频率为3. OHZ的条件下，将步骤3)的钢水浇铸成断面150mmX 150mm的钢坯，铸坯定尺长度 为11. 8m，钢坯下线堆冷至30(T400°C ; B、 轧制：将A步骤制备得到的钢坯经吊运、翻转冷床、装炉辊道送入加热炉中经预热、 加热、均热后出钢，以I. 1~1. 3m/s的轧制速度进行第一、二道次除磷预冷粗轧，除鳞预冷初 轧后钢坯温度95(T980°C进入后四道次粗轧，乳制速度I. 4(T2. 65m/s，粗轧共轧制6个道 次，共轧制3(T36s ;再以3. (Γ4. 8m/s的轧制速度进行中轧，乳制6个道次，共轧制32~38s ; 预冷，以8. 2~16. 5m/s的轧制速度进行精轧，乳制2~4个道次，共轧制36~42s得到精轧钢 材； C、 后处理：将B步骤轧制得到的精轧钢材快速冷却0. 4~ls，冷却后由辊道快速送给至 冷床，使钢上冷床的温度为52(T580°C，上冷床后钢筋自然空冷，冷却至32(T360°C进行剪 切、打捆、收集、堆冷至室温，即获得目标物。
[0007] 本发明在钢中C含量较低的前提下，通过加入微合金元素 V、Nb,采用较低的精轧 温度和轧后控冷工艺，增加了微合金碳化物V(C，N)、Nb(C，N)沉淀析出的驱动力，在低温铁 素体区基体、晶界及位错线上析出了大量细小弥散的第二相，析出强化和细化晶粒作用显 著提高，钢的强度明显提高；通过钢中加入适量提高淬透性合金元素 Mo、Cr、V、Nb,采用合 适的加热制度，保证Cr、Mo、V、Nb等强化元素在加热奥氏体化过程中充分固溶，采用控轧控 冷技术控制相转变前后的奥氏体的晶粒尺寸和形态，抑制动态再结晶和静态再结晶过程。 利用细化奥氏体晶粒，沉淀强化作用。细化了奥氏体晶粒，使钢材组织晶粒细化作用显著增 强，减少了钢材芯部的网状铁素体组织。本发明专利生产的960MPa级高强度预应力结构用 螺纹钢筋具有强度高、塑韧性优异、硬度变化缓慢、具有工艺力学性能稳定，预应力松弛性 良好。

【具体实施方式】
[0008] 下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制， 基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
[0009] 本发明所述的960MPa级高强度预应力结构用螺纹钢筋，包含重量百分比 0· 35?0· 40% 的 C、l. 00?1· 20% 的 Si、l. 1(Γ?· 30% 的 Μη、0· 20?0· 40% 的 Cr、0. 080?0· 110% 的 V、0. 020?0· 040% 的 Μο、0· 01(Γ〇· 020%Nb、0. 001 ?0· 020% 的 S 和 0· 001 ?0· 025% 的 P，其余为 Fe及不可避免的不纯物。
[0010] 本发明所述的960MPa级高强度预应力结构用螺纹钢筋的制备方法，包括钢坯制 备、乳制、后处理步骤，具体包括： A、钢坯制备： 1) 铁水转炉冶炼：将化学成分 C 4· (Γ4. 5wt%、Si 0· 25?0· 50wt%、Mn 0· 25?0· 50wt%、 P 0. 08(T〇. 120wt%、S < 0. 025wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的铁水、化学成 分 C 0· 20?0· 30wt%、Si 0· 25?0· 60wt%、Mn 1. 15?I. 65wt%、P 0· 025?0· 045wt%、S 0. 02(H). 045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的废钢及化学成分C 3. 2?3. 6 wt%、 Si 0·30?0·60 wt%、Mn 0·30?0·55 wt%、P 0.060?0.090wt%、S 0.020?0.035wt%，其余为 Fe及不可避免的不纯物的生铁加入LD转炉中，进行顶底复合吹炼，加入石灰、白云石、菱 镁球造渣，石灰加入量为3(T40kg/t钢，白云石加入量为15~20kg/t钢，菱镁球加入量为 4. (Γ6. Okg/t钢，控制终点碳含量彡0. 10wt%，出钢温度为1620?1640°C ;出钢前向钢包底 部加入活性石灰进行渣洗，石灰加入量为2. Okg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气 流量控制为25?35NL/min ; 2) 钢水脱氧合金化：1)步骤钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，依次向钢包中 加入下列物质：按16. 00?19. 20kg/t钢的量，加入下列质量比的娃铁：Si 73. 5wt%，其余 为Fe及不可避免的不纯物；按14. 50?17. 40kg/t钢的量,加入下列质量比的高碳猛铁合 金：Mn 75. 3wt%，C 6. 8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按3. 10?6. 70kg/t钢的量， 加入下列质量比的高碳铬铁：Cr 57. 5 wt%，C 7.6 wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按 L 05?L 45kg/t钢的量，加入下列质量比的钒氮合金：V 78. Owt%，N 14. 5wt%，C 3. 2wt%， 其余为Fe及不可避免的不纯物；按0. 15?0. 33kg/t钢的量,加入下列质量比的银铁合 金：Nb 66. 2wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0. 25?0. 55kg/t钢的量，加入下列 质量比的钥铁合金：Mo 72. lwt%，Si I. 5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按1. 50? 1. 90kg/t钢的量，加入下列质量比的增碳剂：C 92. 15wt%，S 0. 085wt%，灰份4. 15wt%，挥发 份I. 64wt%，水份0. 75wt%，其余为不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述 合金及增碳剂；出钢完毕后，将钢水吊送至氩站进行精炼处理； 3) 钢水LF炉精炼：将2)步骤出钢完毕钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩 气采用20?30NL/min的小氩量吹氩2分钟，然后下电极采用档位7?9档化渣；通电3 分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；之后加入石灰3. 0?5. 0kg/t钢、电 石0. 5?0. 8 kg/t钢进行调渣，控制渣碱度为5. O?7. O ;之后将钢水温度加热至1560? 1570°C进行软吹氩处理，采用流量为20?30NL/min的小氩气量对钢水软吹氩8分钟，之后 加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位； 4)钢水浇铸：在中间包钢水温度为1505~1520°C，拉速为I. 8~2. Om/min，结晶器冷却水 流量为12(Tl30m3/h，二冷比水量为I. (Tl. 2L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为250A、运行 频率为3. OHZ的条件下，将步骤3)的钢水浇铸成断面150mmX 150mm的钢坯，铸坯定尺长度 为11. 8m，钢坯下线堆冷至30(T400°C ; B、 轧制：将A步骤制备得到的钢坯经吊运、翻转冷床、装炉辊道送入加热炉中经预热、 加热、均热后出钢，以I. 1~1. 3m/s的轧制速度进行第一、二道次除磷预冷粗轧，除鳞预冷初 轧后钢坯温度95(T980°C进入后四道次粗轧，乳制速度I. 4(T2. 65m/s，粗轧共轧制6个道 次，共轧制3(T36s ;再以3. (Γ4. 8m/s的轧制速度进行中轧，乳制6个道次，共轧制32~38s ; 预冷，以8. 2~16. 5m/s的轧制速度进行精轧，乳制2~4个道次，共轧制36~42s得到精轧钢 材； C、 后处理：将B步骤轧制得到的精轧钢材快速冷却0. 4~ls，冷却后由辊道快速送给至 冷床，使钢上冷床的温度为52(T580°C，上冷床后钢筋自然空冷，冷却至32(T360°C进行剪 切、打捆、收集、堆冷至室温，即获得目标物。
[0011] B步骤中所述的预热温度为70(T980°C，预热时间为3(T40min。
[0012] B步骤中所述的加热是使钢坯在加热炉内缓慢升温至82(T840°C;钢坯经缓慢升温 后进入温度为104(Tll60°C的强加热段，经25?30min加热，钢坯快速加热至94(T990°C。
[0013] B步骤中所述的均热温度为108(Tll80°C，均热时间为25?30min。
[0014] B步骤中所述的出钢的温度为97(Tl010°C。
[0015] B步骤中所述的预冷是通过水槽将钢从96(Tl000°C预冷却至94(T970°C。
[0016] B步骤中所述的精轧的温度为94(T970°C。
[0017] C步骤中所述的快速冷却是将精轧钢材在水量28(T420m3/h、冷却水压力 I. 4~2. 4MPa的冷却槽中快速冷却，快速冷却时间0. 4~ls。
[0018] 本发明所述的960MPa级高强度预应力结构用螺纹钢筋的制备方法，包括铁水转 炉冶炼、钢水脱氧合金化、钢水LF炉精炼、钢水浇铸、钢坯加热、钢坯控轧控冷、钢材后处理 步骤，具体包括： A、铁水转炉冶炼：将铁水（化学成分C 4. (Γ4. 5wt%、Si 0. 25?0. 50wt%、Mn 0· 25?(λ 50wt%、P (λ 08(Γ(λ 120wt%、S彡0· 025wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物）、废钢 (化学成分 C 0· 20?0· 30wt%、Si 0· 25?0· 60wt%、Mn 1. 15?I. 65wt%、P 0· 025?0· 045wt%、 S 0.02(T0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物）及生铁（化学成分C 3.2?3.6 wt%、 Si 0·30?0·60 wt%、Mn 0·30?0·55 wt%、P 0.060?0.090wt%、S 0.020?0.035wt%，其余为 Fe及不可避免的不纯物）加入LD转炉中，进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、白云石、 菱镁球造渣，石灰加入量为3(T40kg/t钢，白云石加入量为15~20kg/t钢，菱镁球加入量为 4. (Γ6. Okg/t钢，控制终点碳含量彡0. 10wt%，出钢温度为1620?1640°C ;出钢前向钢包底 部加入活性石灰进行渣洗，石灰加入量为2. Okg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气 流量控制为25?35NL/min。
[0019] B、钢水脱氧合金化：A步骤钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，依次向钢包 中加入下列物质：按16. OO?19. 20kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si 73. 5wt%，其 余为Fe及不可避免的不纯物；按14. 50?17. 40kg/t钢的量,加入下列质量比的高碳猛 铁合金：Mn 75. 3wt%，C 6. 8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按3. 10?6. 70kg/t钢 的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr 57. 5 wt%，C 7.6 wt%，其余为Fe及不可避免的不 纯物；按L 05?I. 45kg/t钢的量，加入下列质量比的钒氮合金：V 78. Owt%，N 14. 5wt%，C 3. 2wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0. 15?0. 33kg/t钢的量，加入下列质量比的铌 铁合金：Nb 66. 2wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0. 25?0. 55kg/t钢的量，加入下 列质量比的钥铁合金：Mo 72. lwt%，Si I. 5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按1. 50? 1.90kg/t钢的量，加入下列质量比的增碳剂：C 92.15wt%，S (X 085wt%，灰份4.15wt%，挥发 份I. 64wt%，水份0. 75wt%，其余为不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述 合金及增碳剂；出钢完毕后，将钢水吊送至氩站进行精炼处理。
[0020] C、钢水LF炉精炼：将B步骤出钢完毕钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启 氩气采用小氩量（20?30NL/min)吹氩2分钟，然后下电极采用档位7?9档化渣；通电 3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；之后加入石灰3. 0?5. Okg/t钢、电 石0. 5?0. 8 kg/t钢进行调渣，控制渣碱度为5. 0?7. 0 ;之后将钢水温度加热至1560? 1570°C进行软吹氩处理，采用流量为20?30NL/min的小氩气量对钢水软吹氩8分钟，之后 加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位。
[0021] D、钢水浇铸：在中间包钢水温度为1505~1520°C，拉速为I. 8~2. Om/min，结晶器冷 却水流量为12(Tl30m3/h，二冷比水量为I. (Tl. 2L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为250A、运 行频率为3. OHZ的条件下，将步骤C的钢水浇铸成断面150mmX 150mm的钢坯，铸坯定尺长 度为11.8m。钢坯下线堆冷。
[0022] E、钢坯加热：将D步骤所得钢坯堆冷至300°C ~400°C后，经吊运、翻转冷床、装炉辊 道将钢坯送入加热炉加热，加热炉预热段炉温为70(T98(rC，钢坯在预热段预热3(T40min， 使钢坯在加热炉内缓慢升温至82(T840°C ;钢坯经缓慢升温后进入温度为104(Tll6(rC 的强加热段，经25?30min加热，钢坯快速加热至94(T990°C ;到温后钢坯进入均热温度为 108(Tll80°C的均热段均热，均热时间为25?30min，钢坯均热至97(Tl010°C后出炉轧制。
[0023] F、钢坯控轧控冷：将E步骤制备得到的钢坯送入轧机轧制，以I. 1~1. 30m/s速度 对钢坯进行第一、二道次除鳞预冷粗轧，除鳞预冷初轧后钢坯温度95(T980°C进入后四道次 粗轧，乳制速度I. 4(T2. 65m/s，粗轧共轧制6个道次，乳制时间30?36s ;再以3. (Γ4. 8m/s的 轧制速度进行中轧，乳制6个道次，共轧制32~38s ;通过水槽预冷，将钢从96(Tl00(rC预冷 至94(T970°C。以8. 4?16. 5m/s的轧制速度进行精轧，乳制2?4个道次，共轧制36?42s得到 精轧钢材； G:钢材后处理：将F步骤轧制得到的精轧钢材，在水量28(T420m3/h、冷却水压力 I. 4~2. 4MPa的冷却槽中快速冷却，快速冷却时间0. 4~ls。冷却后由辊道快速送给至冷床， 使钢上冷床的温度为52(T580°C，上冷床后钢筋自然空冷，冷却至32(T360°C进行剪切、打 捆、收集、堆冷至室温，即获得一种960MPa级高强度预应力结构用螺纹钢筋。该钢筋的化 学成分为： C: 0.35^0.40 wt%, Si: 1.00^1.20 wt%, Mn: 1.10^1.30 wt%, Cr: 0.20^0.40 wt%, V: 0.080^0.110 wt%, Mo: 0.020^0.040 wt%, Nb: 0.010^0.020 wt%, S: ^ 0. 020wt°/〇, P: < 0. 025wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
[0024] 本发明提供的960MPa级高强度预应力结构用螺纹钢筋工艺力学性能见表1所示。
[0025] 表I 960MPa级高强度预应力结构用螺纹钢筋工艺力学性能

【权利要求】
1. 一种960MPa级高强度预应力结构用螺纹钢筋，其特征在于包含重量百分比 0? 35?0? 40% 的 C、l. 00?1. 20% 的 Si、l. 10?1. 30% 的 Mn、0. 20?0. 40% 的 Cr、0. 080?0. 110% 的 V、0. 020?0. 040% 的 Mo、0. 01(T〇. 020%Nb、0. 001 ?0? 020% 的 S 和 0? 001 ?0? 025% 的 P，其余为 Fe及不可避免的不纯物。
2. -种权利要求1所述的960MPa级高强度预应力结构用螺纹钢筋的制备方法，其特征 在于包括钢坯制备、乳制、后处理步骤，具体包括： A、钢坯制备： 1) 铁水转炉冶炼：将化学成分C 4. 0?4. 5wt%、Si 0? 25?0? 50wt%、Mn 0? 25?0? 50wt%、 P 0. 080?0. 120wt%、S < 0. 025wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的铁水、化学成 分 C 0? 20?0. 30wt%、Si 0? 25?0? 60wt%、Mn 1. 15?1. 65wt%、P 0? 025?0? 045wt%、S 0. 02(H). 045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的废钢及化学成分C 3. 2?3.6 wt%、 Si 0.30?0.60 wt%、Mn 0.30?0.55 wt%、P 0.060?0.090wt%、S 0.020?0.035wt%，其余为 Fe及不可避免的不纯物的生铁加入LD转炉中，进行顶底复合吹炼，加入石灰、白云石、菱 镁球造渣，石灰加入量为3(T40kg/t钢，白云石加入量为15?20kg/t钢，菱镁球加入量为 4. 0?6. Okg/t钢，控制终点碳含量彡0. 10wt%，出钢温度为1620?1640°C ;出钢前向钢包底 部加入活性石灰进行渣洗，石灰加入量为2. Okg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气 流量控制为25?35NL/min ; 2) 钢水脱氧合金化：1)步骤钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，依次向钢包中 加入下列物质：按16. 00?19. 20kg/t钢的量，加入下列质量比的娃铁：Si 73. 5wt%，其余 为Fe及不可避免的不纯物；按14. 50?17. 40kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳猛铁合 金：Mn 75. 3wt%，C 6. 8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按3. 10?6. 70kg/t钢的量， 加入下列质量比的高碳铬铁：Cr 57. 5 wt%，C 7.6 wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按 1. 05?1. 45kg/t钢的量，加入下列质量比的钒氮合金：V 78. Owt%，N 14. 5wt%，C 3. 2wt%， 其余为Fe及不可避免的不纯物；按0. 15?0. 33kg/t钢的量，加入下列质量比的银铁合 金：Nb 66. 2wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0. 25?0. 55kg/t钢的量，加入下列 质量比的钥铁合金：Mo 72. lwt%，Si 1. 5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按1. 50? 1. 90kg/t钢的量，加入下列质量比的增碳剂：C 92. 15wt%，S 0. 085wt%，灰份4. 15wt%，挥发 份1. 64wt%，水份0. 75wt%，其余为不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述 合金及增碳剂；出钢完毕后，将钢水吊送至氩站进行精炼处理； 3) 钢水LF炉精炼：将2)步骤出钢完毕钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩 气采用20?30NL/min的小氩量吹氩2分钟，然后下电极采用档位7?9档化渣；通电3 分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；之后加入石灰3. 0?5. 0kg/t钢、电 石0. 5?0. 8 kg/t钢进行调渣，控制渣碱度为5. 0?7. 0 ;之后将钢水温度加热至1560? 1570°C进行软吹氩处理，采用流量为20?30NL/min的小氩气量对钢水软吹氩8分钟，之后 加入钢水覆盖剂，加入量控制为1. 〇 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位； 4) 钢水浇铸：在中间包钢水温度为1505~1520°C，拉速为1. 8~2. 0m/min，结晶器冷却水 流量为12(Tl30m3/h，二冷比水量为1. (Tl. 2L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为250A、运行 频率为3. 0HZ的条件下，将步骤3)的钢水浇铸成断面150mmX 150mm的钢坯，铸坯定尺长度 为11. 8m，钢坯下线堆冷至30(T400°C ; B、 轧制：将A步骤制备得到的钢坯经吊运、翻转冷床、装炉辊道送入加热炉中经预热、 加热、均热后出钢，以1. 1~1. 3m/s的轧制速度进行第一、二道次除磷预冷粗轧，除鳞预冷初 轧后钢坯温度95(T98(TC进入后四道次粗轧，乳制速度1. 4(T2. 65m/s，粗轧共轧制6个道 次，共轧制3(T36s ;再以3. 0~4. 8m/s的轧制速度进行中轧，乳制6个道次，共轧制32~38s ; 预冷，以8. 2~16. 5m/s的轧制速度进行精轧，乳制2~4个道次，共轧制36~42s得到精轧钢 材； C、 后处理：将B步骤轧制得到的精轧钢材快速冷却0. 4~ls，冷却后由辊道快速送给至 冷床，使钢上冷床的温度为52(T580°C，上冷床后钢筋自然空冷，冷却至32(T360°C进行剪 切、打捆、收集、堆冷至室温，即获得目标物。
3. 根据权利要求2所述的960MPa级高强度预应力结构用螺纹钢筋的制备方法，其特征 在于B步骤中所述的预热温度为70(T980°C，预热时间为3(T40min。
4. 根据权利要求2所述的960MPa级高强度预应力结构用螺纹钢筋的制备方法，其特征 在于B步骤中所述的加热是使钢坯在加热炉内缓慢升温至82(T840°C ;钢坯经缓慢升温后 进入温度为104(ni60°C的强加热段，经25?30min加热，钢坯快速加热至94(T990°C。
5. 根据权利要求2所述的960MPa级高强度预应力结构用螺纹钢筋的制备方法，其特征 在于B步骤中所述的均热温度为108(Tll80°C，均热时间为25~30min。
6. 根据权利要求2所述的960MPa级高强度预应力结构用螺纹钢筋的制备方法，其特征 在于B步骤中所述的出钢的温度为97(Tl010°C。
7. 根据权利要求2所述的960MPa级高强度预应力结构用螺纹钢筋的制备方法，其特征 在于B步骤中所述的预冷是通过水槽将钢从96(Tl000°C预冷却至94(T970°C。
8. 根据权利要求2所述的960MPa级高强度预应力结构用螺纹钢筋的制备方法，其特征 在于B步骤中所述的精轧的温度为94(T970°C。
9. 根据权利要求2所述的960MPa级高强度预应力结构用螺纹钢筋的制备方法，其特征 在于C步骤中所述的快速冷却是将精轧钢材在水量28(T420m3/h、冷却水压力1. 4~2. 4MPa 的冷却槽中快速冷却，快速冷却时间〇. 4~ls。
【文档编号】C22C33/06GK104372249SQ201410611054
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月4日 优先权日:2014年11月4日
【发明者】张瑜, 陈伟, 王洁, 李金柱, 张志波, 冯再武, 房业坤, 曹云, 赵卫东, 张红斌, 毛宁锰 申请人:武钢集团昆明钢铁股份有限公司