一种锚杆钢的生产方法
【专利摘要】本发明公开了一种锚杆钢的生产方法，属于钢筋生产【技术领域】，包括转炉冶炼、连铸、精整、熔炼成品检测和控轧控冷步骤。本技术方案通过采用的工艺上区别对待，对右旋锚杆钢采取穿水冷却，以提高其表面硬度和钢筋强度，而对左旋锚杆钢采用自然冷却，以确保其良好的加工性能；同时，通过对热轧机K1孔、K2孔和相位调整机构进行准确设计和改进，以降低锚杆钢外形尺寸误差，提高其标准化程度，从而提高锚杆钢与螺母组合使用时更加稳定、可靠，装配连接更加稳固，并提高支护结构安装效率。
【专利说明】一种描杆钢的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于钢筋生产【技术领域】，涉及热轧直条螺纹钢筋的生产方法，尤其是涉及 一种锚杆钢的生产方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着煤炭工业的发展及安全管理的不断加强，煤矿迫切需要价格低、质量 好、安全性能可靠的井下支护材料，而热轧矿用锚杆钢正好适应了这种要求。热轧矿用锚杆 钢主要应用于煤矿井下巷道支护工程，对保证巷道畅通、井下安全作业具有重要作用，因此 被大量应用于煤矿行业的建设与生产中。
[0003] 锚杆钢是煤矿企业用来制作锚杆的原料，主要用在煤矿巷道、斜坡中，起支护和锚 固作用。另外，锚杆钢还可用于矿山、桥梁、隧道、建筑物抗震加固及设备基础的锚固等。锚 杆钢材质是20MnSi，锚杆钢根据螺纹转向不同可分为左旋锚杆钢、右旋锚杆钢，根据屈服强 度不同可分为335MPa、400MPa和500MPa级别，根据长度可分为8米、9米、10米，根据直径 可分为16mm，18mm，20mm，22mm，25mm。右旋锚杆钢可直接连接螺母使用，左旋锚杆钢则必须 攻丝后才能使用。煤矿建设需要大量的锚杆钢，用来作为巷道支护材料，以保证生产安全。
[0004] 在生产实践中，右旋锚杆钢是不需要单独加工螺纹的，理论上，乳制矿用锚杆钢只 须上下轧辊铣出同样的螺纹槽，便可轧出合格的产品，与螺母配合即可使用，但实际上由于 铣槽时，乳辊装机是随机的，铣槽也是随机的，两辊就容易形成转角；且轧辊连接件的随机 性、温度的变化以及连接齿轮与轧辊之间连接键的间隙，也会导致两轧辊之间产生误差角， 所有这些转角误差之和形成总转角误差，这将导致上下辊螺纹不在同一螺旋线上，从而导 致锚杆钢与螺母连接出现难以配合的情况，影响安装效率，也影响了锚杆钢与其他部件连 接时的稳固性和安全性。故开发新的锚杆钢钢种，以进一步提高锚杆钢质量，对煤矿企业来 说，具有重要意义。
【发明内容】
[0005] 为解决上述问题，本发明提供了一种锚杆钢的生产方法，通过制定比国家标准更 加严格的锚杆钢的企业标准，并通过转炉冶炼、连铸、铸坯加热、控轧控冷等工序改进，实现 了标准化生产，达到了提高锚杆钢的综合性能，降低钢筋中有害元素含量，提高钢筋质量的 效果。
[0006] 本发明是通过如下技术方案予以实现的。
[0007] -种锚杆钢的生产方法，包括如下步骤：
[0008] (1)转炉冶炼：
[0009] a.控制出钢温度在1650?1690°C，出吹氩站温度在1565?1605°C ;吹氩时钢 水裸露部分直径100-200mm，吹氩时间> 5. 5min ;出钢过程采用双挡渣出钢工艺，出钢时间 ^ 2. 5min ；
[0010] b.出钢时做C、P、S、Mn分析，控制转炉冶炼终点C、P、S的含量达到锚杆钢的内控 化学成分标准；
[0011] C.脱氧合金化：准确计算各种合金的加入量，加入顺序为SiMn、增碳剂、SiFe、 SiAlCaBa，终脱氧剂使用硅铝钙钡，每吨钢加入量0. 8Kg ;
[0012] (2)连铸：采用全保护浇铸，中间包使用Al-C质水口，大包、中间包采用保温覆 盖剂，在浇铸过程中，中间包液面不低于400_，铸坯拉速为2. 0-3. Om/min，铸坯矫直温度 950-1050°C，锚杆钢的液相线温度1502°C，在第一包开浇5min时的中间包钢水温度不低于 1540°C，连浇温度 1515-1530°C ;
[0013] (3)精整：钢坯分炉号堆放，不得与其它钢种混堆，集中发轧钢轧制，铸坯实行自 然冷却，严禁打水强冷；
[0014] (4)熔炼成品检测：检测锚杆钢的熔炼成品中C、Si、Mn各成分的平均含量，以及有 害元素 P、S各自的平均含量；
[0015] (5)控轧控冷：
[0016] a.热轧控制：设计热轧机Kl孔、K2孔和相位调整机构，其中，Kl孔扩张圆弧及扩 张角与圆钢孔设计相同，Kl孔横肋高h采用正公差设计；K2孔宽度方向为负公差，孔型设 计为纺锤形；相位调整机构的设计，在组合式轧辊的端部加装一对斜齿轮，齿轮直径相同， 模数相同，齿斜角相同，方向相反，其节圆与轧制线相同，被动齿轮与轴带键联接，为过渡配 合，主动齿轮与轴带键连接，为间隙配合，齿轮可通过丝杆调整在轴上滑移；
[0017] b.钢坯加热温度控制：按炉组批，加热段1100-1150°C，均热段1080-1130°C，出坯 温度950-1030°C ;钢坯加热应均匀，钢坯头、中、尾温差< 50°C，加热过程中防止钢坯出现 过热、过烧等现象，炉内为微还原性气氛，若停轧时间在30min以上，需立即降温到900°C保 温；
[0018] C.轧后冷却控制：各规格左旋锚杆上冷床温度为800±15°C，冷床最高温度点为 800?830°C ;各规格右旋锚杆上冷床温度为700±15°C，冷床最高温度点为720?760°C。
[0019] 进一步的，所述转炉冶炼步骤中，每一阶段的出钢温度和出吹氩站温度控制如下 表所示：
[0020] 表2出钢温度和出吹氩站温度
[0021]
【权利要求】
1. 一种锚杆钢的生产方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 转炉冶炼： a. 控制出钢温度在1650?1690°C，出吹氩站温度在1565?1605°C;吹氩时钢水 裸露部分直径100-200mm，吹氩时间> 5. 5min;出钢过程采用双挡渣出钢工艺，出钢时间 ^ 2. 5min； b. 出钢时做C、P、S、Mn分析，控制转炉冶炼终点C、P、S的含量达到锚杆钢的内控化学 成分标准； c. 脱氧合金化：准确计算各种合金的加入量，加入顺序为SiMn、增碳 剂-SiFe-SiAlCaBa，终脱氧剂使用硅铝钙钡，每吨钢加入量0. 8Kg; (2) 连铸：采用全保护浇铸，中间包使用A1-C质水口，大包、中间包采用保温覆盖 齐[J，在浇铸过程中，中间包液面不低于400mm，铸坯拉速为2. 0-3.Om/min，铸坯矫直温度 950-1050°C，锚杆钢的液相线温度1502°C，在第一包开浇5min时的中间包钢水温度不低于 1540°C，连浇温度 1515-1530°C; (3) 精整：钢坯分炉号堆放，不得与其它钢种混堆，集中发轧钢轧制，铸坯实行自然冷 却，严禁打水强冷； (4) 熔炼成品检测：检测锚杆钢的熔炼成品中C、Si、Mn各成分的平均含量，以及有害元 素P、S各自的平均含量； (5) 控轧控冷： a. 热轧控制：设计热轧机K1孔、K2孔和相位调整机构，其中，K1孔扩张圆弧及扩张角 与圆钢孔设计相同，K1孔横肋高h采用正公差设计；K2孔宽度方向为负公差，孔型设计为纺 锤形；相位调整机构的设计，在组合式轧辊的端部加装一对斜齿轮，齿轮直径相同，模数相 同，齿斜角相同，方向相反，其节圆与轧制线相同，被动齿轮与轴带键联接，为过渡配合，主 动齿轮与轴带键连接，为间隙配合，齿轮可通过丝杆调整在轴上滑移； b. 钢坯加热温度控制：按炉组批，加热段1100-1150°C，均热段1080-1130°C，出坯温度 950-1030°C;钢坯加热应均匀，钢坯头、中、尾温差< 50°C，加热过程中防止钢坯出现过热、 过烧等现象，炉内为微还原性气氛，若停轧时间在30min以上，需立即降温到900°C保温； c. 轧后冷却控制：各规格左旋锚杆上冷床温度为800±15°C，冷床最高温度点为800? 830°C;各规格右旋锚杆上冷床温度为700±15°C，冷床最高温度点为720?760°C。
2. 根据权利要求1所述的一种锚杆钢的生产方法，其特征在于：所述转炉冶炼步骤中， 每一阶段的出钢温度和出吹氩站温度控制如下表所示： 表2出钢温度和出吹氩站温度
3. 根据权利要求2所述的一种锚杆钢的生产方法，其特征在于：所述转炉冶炼步骤中， 在铸机五流浇铸时，吹氩后温度按中上限控制，出钢温度为连铸第一包1690?1700°C，第 二至五包1680?1690°C，第五包后1660?1670°C。
4.根据权利要求1所述的一种锚杆钢的生产方法，其特征在于：所述转炉冶炼步骤中， 双挡渣出钢工艺为，开始出钢时用挡渣塞堵好出钢口，防止出钢时涌渣；出钢至4/5时加入 挡渣锥挡渣，出钢过程中专人压渣，严禁出钢口下渣。
【文档编号】B21B1/16GK104404192SQ201410626433
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】张新建, 郑家良, 龙国荣, 李正嵩, 李鸿荣, 高长益, 江金东, 吴华, 李全熙, 毛锐, 刘立德, 刘欣, 张东升, 王晓萍, 赵光凤 申请人:首钢水城钢铁（集团）有限责任公司