用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋及加工方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋及加工方法，钢坯组成按重量百分比计为C：0.25～0.30wt％，Si：0.90～1.10wt％，Mn：0.50～0.70wt％，Nb：0.015～0.030wt％，B：0.0020～0.0040wt％，S≤0.020wt%，P≤0.020wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；钢坯通过加热、控轧控冷工序制得公称直径为8.0～14.0mm的光圆盘条钢筋，光圆盘条钢筋具有以下特性：抗拉强度(Rm)：630～660MPa，断面收缩率≥65%，铁素体晶粒度10.0～11.5级。本发明通过对转炉冶炼、LF炉精炼、钢坯加热及高线“标准+延迟”型控轧控冷等多工艺集成创新，提供一种用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋的生产方法，产品淬透性高、显微组织均匀。本发明方法具有质量优异、生产成本低、加工性能好、推广性强等优点。
【专利说明】用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋及加工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属材料加工与成型【技术领域】，具体涉及一种用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋及加工方法。
【背景技术】
[0002]预应力混凝土用钢棒(亦称PC钢棒)是一种高效、节能的新型建筑材料，开发和推广使用最早见于上世纪八、九十年代的日本，它以热轧盘条为原料，采用“拉拔减径一刻痕—淬火一回火”工艺生产，产品具有高强韧性、低松弛性、良好的可焊性、良好的镦锻性、良好的混凝土粘结性等特点，广泛应用于各类建筑工程的高预应力构件中，如:高强度预应力混凝土尚心管粧、电杆、闻架桥壤、铁路轨枕闻预应力构件中。由于强度和性能的提闻，可以显著减少钢材使用量，提高钢材使用效率，有利于创建节约型社会。随着预应力混凝土用钢棒产品高效、节能的优点被国内越来越多的建筑工程投资方以及设计部门所认知，使用预应力混凝土用钢棒的建筑工程越来越多。
[0003]随着预应力混凝土用钢棒的市场需求量上升、钢棒生产线的增多，生产PC钢棒的特种光圆盘条钢筋越来越成为了一个限制性的关键环节，由于特种光圆盘条钢筋的质量问题，导致生产、使用预应力混凝土用钢棒出现了一系列的问题，如:钢材在拉拔减径过程中频繁断裂，钢棒强度波动大、伸长率偏低，钢棒在使用过程中发生滞后断裂等等。这些问题的产生，一是影响了使用预应力混凝土用钢棒的建筑工程的施工进度，影响了工程投资方使用新型高效节能材料的积极性，导致预应力混凝土用钢棒的推广应用受到了延阻；二是钢棒生产企业的积极性受 到影响、经济利益受到损失。因此，研究开发一种质量稳定且满足预应力混凝土用钢棒加工要求的热轧光圆盘条钢筋是建筑行业全面推广应用预应力混凝土用钢棒这一高效、节能新型材料的关键。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋及加工方法。
[0005]本发明的第一目的在于提供一种用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋，具有氧化皮少、易加工、模具损耗低、淬透性高、显微组织均匀等优点，该产品所生产的预应力混凝土钢棒具有强度易调控、无滞后断裂、无镦头开裂、金属收得率高等优点，实现了预应力混凝土钢棒的经济生产及推广使用;第二目的在于提供一种冶炼、轧制这种用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋的加工方法。
[0006]本发明的第一目的是这样实现的，所述的钢坯组成按重量百分比计C:0.25~0.30wt %，Si:0.90 ~1.10 wt%, Mn:0.50 ~0.70 wt%, Nb:0.015 ~0.030 wt %, B:
0.0020~0.0040 wt%, S≤0.020 wt%, P≤0.020wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述的钢坯通过加热、控轧控冷工序制得公称直径为8.0~14.0mm的光圆盘条钢筋。
[0007]本发明的第二目的是这样实现的，包括钢水冶炼及脱氧合金化、钢水LF炉精炼、钢水浇铸、钢坯加热、控轧控冷工序，其特征是:具体包括下列工序步骤:
A、钢水冶炼及脱氧合金化:将铁水≤化学成分C4.0-5.5wt%、Si 0.30-0.80wt%、Mn0.25-0.70wt%、P 0.110-0.170wt%、S ≤ 0.015wt%，其余为 Fe 及不可避免的不纯物)、废钢≤化学成分 C 0.20-0.35wt%, Si 0.25-0.55 wt%、Mn 0.30-1.00 wt%、P 0.030-0.055wt%,S 0.020-0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)及生铁≤化学成分C 3.2-4.0 wt%、Si0.40-0.70 wt%、Mn 0.25-0.60 wt%、P 0.070-0.110wt%、S 0.010-0.020wt%，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，按常规量加入石灰、白云石、菱镁球造渣，控制终点碳含量为0.06~0.10 wt%，出钢温度为1655~1675°C ;出钢前向钢包底部加入石灰进行渣洗，石灰加入量为:4.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，IS气流量控制为15~30NL/min,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6.1~9.0kg/t钢的量,加入下列质量比的高碳猛铁:Mn 75.6wt%, C 16.7wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物；按14.5~17.5kg/t钢的量,加入下列质量比的娃铁合金:Si73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.25~0.50 kg/t钢的量，加入下列质量比的银铁:Nb 64.5wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.5~1.9kg/1钢的量,加入下列质量比的增碳剂:C 92.53wt%, 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时加完上述合金和增碳剂；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉精炼工位；
B、钢水LF炉精炼:将钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩气采用小氩量≤15~25NL/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；若渣况较稀，补加石灰2.0~4.0kg/t钢，然后加入电石
0.5 kg/t钢调渣，控制渣碱度为5.0~7.0 ;按0.3kg/t钢的量，加入下列质量比的硼铁:B16.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；之后将钢水温度加热至1580~1595°C后进行喂线处理，喂入具有下列质量比的硅钙线:Si 56.5wt%、Ca 29.5 wt%、其余为Fe及不可避免的不纯物，喂线速度为3.0m/s，喂线量150m ;喂线结束采用流量为20~30NL/min的小氩气量对钢水进行软吹気，软吹时间为10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；
C、钢水浇铸:在中间包温度为1520~1535°C，拉速为1.8~2.0m/min，二冷比水量为
1.4~1.6L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为250A、运行频率为2.5HZ的条件下，采用小方坯铸机将B步骤的钢水连铸成断面150_X 150mm的钢坯；
D、钢坯加热:将钢坯送入均热段炉温为1100~1150°C的加热炉中，加热60~80分钟，钢坯出钢温度为980~1020°C，后经高压水出鳞，推送至轧机入口前的5坯位待温区进行3~5分钟的自然冷却，最终以910~930°C的开轧温度进入轧机轧制；
E、控轧控冷:将加热后的钢坯送入高速线材轧机进行轧制，进精轧温度控制为820~840°C，吐丝温度控制为825~835°C ;吐丝后进入斯太尔摩线风冷线进行“标准+延迟”型控制冷却≤即快速冷却+缓慢冷却)。轧制时，风机开启前I~3台，同时开启对应风机上方保温盖，风量100%，佳灵3档；其余风机全部关闭，同时关闭对应风机上方保温盖，首末段辊道速度控制为0.30~0.40m/s ;斯太尔摩风冷结束后集卷温度控制为450~550°C，然后将盘卷自然空冷至室温，即获得一种用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋。
[0008]本发明通过对转炉冶炼、LF炉精炼、钢坯加热及高线“标准+延迟”型控冷等多工艺集成创新，提供了一种用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋，具有氧化皮少、易加工、模具损耗低、淬透性高、显微组织均匀等优点，该产品所生产的预应力混凝土钢棒具有强度易调控、无滞后断裂、无镦头开裂、金属收得率高等优点，实现了预应力混凝土钢棒的经济生产及推广使用。采用此工艺生产的用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋，其抗拉强度(Rm):630~660MPa，断面收缩率≥65%，铁素体晶粒度10.0~11.5级。本发明方法具有质量优异、生产成本低、加工性能好、推广性强等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明的工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0010]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更或改进，均属于本发明的保护范围。
[0011]所述的钢坯组成按重量百分比计为C:0.25~0.30wt%, S1:0.90~1.10 wt%,Mn:0.50 ~0.70 wt%, Nb:0.015 ~0.030 wt%, B:0.0020 ~0.0040 wt%, S ≤ 0.020wt%,P ≤0.020wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述的钢坯通过加热、控轧控冷工序制得公称直径为8.0~14.0mm的光圆盘条钢筋。
[0012]所述的光圆盘条钢筋具有以下特性:抗拉强度(Rm):630~660MPa，断面收缩率≥65%，铁素体晶粒度10.0~11.5级。
[0013]本发明方法包括钢水冶炼及脱氧合金化、钢水LF炉精炼、钢水浇铸、钢坯加热、控轧控冷工序，其特征是:具体包括下列工序步骤:
所述的钢水冶炼及脱氧合金化是将铁水(化学成分C 4.0-5.5wt%、Si 0.30-0.80wt%,Mn 0.25-0.70wt%、P 0.110-0.170wt%、S ≤ 0.015wt%,其余为 Fe 及不可避免的不纯物)、废钢(化学成分 C 0.20-0.35wt%、Si 0.25-0.55 wt%、Mn 0.30-1.00 wt%、P 0.030-0.055wt%、S 0.020-0.040wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分 C 3.2-4.0 wt%、Si 0.40-0.70 wt%、Mn 0.25-0.60 wt%、P 0.070-0.110wt%、S
0.010-0.020wt%，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，按常规量加入石灰、白云石、菱镁球造渣，控制终点碳含量为0.06~0.10 wt%,出钢温度为1655~1675°C ;出钢前向钢包底部加入石灰进行渣洗，石灰加入量为:4.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为15~30NL/min，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6.1~9.0kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁:Mn 75.6wt%, C 16.7wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按14.5~17.5kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铁合金=Si 73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.25~0.50 kg/t钢的量，加入下列质量比的银铁:Nb 64.5wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.5~
1.9kg/1钢的量，加入下列质量比的增碳剂=C 92.53wt%，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时加完上述合金和增碳剂；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉精炼工位；
所述的钢水LF炉精炼是将钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩气采用小氩量(15~25NL/min)吹気2分钟,然 后下电极采用档位7~9档化洛；通电3分钟后,抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；若渣况较稀，补加石灰2.0~4.0kg/t钢，然后加入电石0.5 kg/t钢调渣，控制渣碱度为5.0~7.0 ;按0.3kg/t钢的量，加入下列质量比的硼铁:B 16.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；之后将钢水温度加热至1580~1595°C后进行喂线处理，喂入具有下列质量比的硅钙线:Si 56.5wt%、Ca 29.5 wt%、其余为Fe及不可避免的不纯物，喂线速度为3.0m/s,喂线量150m ;喂线结束采用流量为20~30NL/min的小氩气量对钢水进行软吹気，软吹时间为10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；
所述的钢水浇铸是在中间包温度为1520~1535°C，拉速为1.8~2.0m/min，二冷比水量为1.4~1.6L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为250A、运行频率为2.5HZ的条件下，采用小方坯铸机将B步骤的钢水连铸成断面150mmX 150mm的钢坯；
所述的钢坯加热是将钢坯送入均热段炉温为1100~1150°C的加热炉中，加热60~80分钟，钢坯出钢温度为980~1020°C，后经高压水出鳞，推送至轧机入口前的5坯位待温区进行3~5分钟的自然冷却，最终以910~930°C的开轧温度进入轧机轧制；
所述的控轧控冷是将加热后的钢坯送入高速线材轧机进行轧制，进精轧温度控制为820~840°C，吐丝温度控制为825~835°C ;吐丝后进入斯太尔摩线风冷线进行“标准+延迟”型控制冷却(即快速冷却+缓慢冷却)。轧制时，风机开启前I~3台，同时开启对应风机上方保温盖，风量100%，佳灵3档；其余风机全部关闭，同时关闭对应风机上方保温盖，首末段辊道速度控制为0.30~0.40m/s ;斯太尔摩风冷结束后集卷温度控制为450~550°C，然后将盘卷自然空冷至室温，即获得一种用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋。
[0014]所述的小方坯铸机 为R9m，5机5流。
[0015]所述的钢坯加热通过侧进侧出步进梁双蓄热式加热炉来完成。
[0016]所述的除鳞高压水箱的长度为1.1-1.5m。
[0017]所述的斯太尔摩线风冷线全长93m，沿轧制方向均匀排布12台风机。
[0018]所述的钢坯温度控制、风机及保温盖开启数、辊道速度视不同规格要求具体确定。
[0019]所述的高速线材轧机设置28个机架。
[0020]实施例1
所述的用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋具有下列重量百分比的化学成分:C 0.25wt%、Si 0.90wt%、Mn 0.50wt%、Nb 0.015wt%、B 0.0020 wt%、P 0.020 wt%、S 0.020wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物。经下列工序加工，获得直径为8.0mm的光圆盘条钢筋:
所述的钢水冶炼及脱氧合金化是将铁水(化学成分C 4.0wt%, Si 0.30wt%, Mn0.25wt%、P 0.170wt%、S 0.015wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、废钢(化学成分C 0.20wt%、Si 0.25 wt%、Mn 0.30 wt%、P 0.055 wt%、S 0.040 wt%，其余为 Fe 及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分 C 3.2 wt%、Si 0.40 wt%、Mn 0.25 wt%、P 0.110wt%、S0.020wt%，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，按常规量加入石灰、白云石、菱镁球造渣，控制终点碳含量为0.06 wt%,出钢温度为1675°C ;出钢前向钢包底部加入石灰进行渣洗，石灰加入量为:4.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，IS气流量控制为15NL/min,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6.1 kg/t钢的量,加入下列质量比的高碳猛铁:Mn 75.6wt%, C 16.7wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物；按14.5kg/1钢的量,加入下列质量比的娃铁合金:Si 73.5wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.25 kg/t钢的量,加入下列质量比的银铁:Nb 64.5wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.5kg/t钢的量，加入下列质量比的增碳剂:C 92.53wt%, 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时加完上述合金和增碳剂；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉精炼工位；所述的钢水LF炉精炼是将钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩气采用小氩量(15NL/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；若渣况较稀，补加石灰2.0kg/t钢，然后加入电石0.5 kg/t钢调渣，控制渣碱度为5.0 ;按0.3kg/t钢的量，加入下列质量比的硼铁:B 16.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；之后将钢水温度加热至1595°C后进行喂线处理，喂入具有下列质量比的硅钙线:Si 56.5wt%、Ca 29.5 wt%、其余为Fe及不可避免的不纯物，喂线速度为
3.0m/s,喂线量150m ;喂线结束采用流量为20NL/min的小氩气量对钢水进行软吹氩，软吹时间为10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；
所述的钢水浇铸是在中间包温度为1535°c，拉速为2.0m/min，二冷比水量为1.6L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为250A、运行频率为2.5HZ的条件下，采用R9m 5机5流小方坯铸机将B步骤的钢水连铸成断面150_X 150mm的钢坯； 所述的钢坯加热是将钢坯送入均热段炉温为1100°C的蓄热式步进梁加热炉中，加热80分钟，钢坯出钢温度为980°C，后经高压水出鳞，推送至轧机入口前的5坯位待温区进行3分钟的自然冷却，最终以910°C的开轧温度进入轧机轧制；
所述的控轧控冷是将加热后的钢坯送入有28个机架高速线材轧机进行轧制，进精轧温度控制为820°C，吐丝温度控制为825°C ;轧制时，风机开启前面第一台(1#)，开启1#风机上方保温盖，风量100%，佳灵3档；其余风机全部关闭，同时关闭对应风机上方保温盖，首末段辊道速度控制为0.30~0.40m/s ;斯太尔摩风冷结束后集卷温度控制为450°C，然后将盘卷自然空冷至室温，即获得一种用于制作预应力混凝土钢棒的公称直径8.0mm光圆盘条钢筋。
[0021]其抗拉强度Rm为660 MPa,断面收缩率70%，铁素体晶粒度11.5级。
[0022]实施例2
所述的用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋具有下列重量百分比的化学成分:C 0.28wt%、Si 1.00wt%、Mn 0.60wt%、Nb 0.023wt%、B 0.0030 wt%、P 0.017 wt%、S 0.016wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。经下列工序加工，获得直径为12.0mm的光圆盘条钢筋:
所述的钢水冶炼及脱氧合金化是将铁水(化学成分C 5.0wt%, Si 0.60wt%, Mn
0.55wt%、P 0.145wt%、S 0.012wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、废钢(化学成分C
0.30wt%、Si 0.40wt%、Mn 0.65 wt%、P 0.045 wt%、S 0.030wt%，其余为 Fe 及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分 C 3.6 wt%、Si 0.55 wt%、Mn 0.45 wt%、P 0.090 wt%、S 0.016wt%，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，按常规量加入石灰、白云石、菱镁球造渣，控制终点碳含量为0.08wt%,出钢温度为1660°C ;出钢前向钢包底部加入石灰进行渣洗，石灰加入量为:4.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，IS气流量控制为28NL/min,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8.0 kg/t钢的量,加入下列质量比的高碳猛铁:Mn 75.6wt%, C 16.7wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物；按16.0 kg/t钢的量,加入下列质量比的娃铁合金:Si 73.5wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.40 kg/t钢的量,加入下列质量比的银铁:Nb 64.5wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.7 kg/t钢的量，加入下列质量比的增碳剂:C 92.53wt%, 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时加完上述合金和增碳剂；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉精炼工位；所述的钢水LF炉精炼是将出钢完毕钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩气采用小IS量(20NL/min)吹気2分钟,然后下电极采用档位7~9档化洛；通电3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；若渣况较稀，补加石灰3.5kg/t钢，然后加入电石0.5 kg/t钢调渣，控制渣碱度为6.0 ;按0.3kg/t钢的量，加入下列质量比的硼铁:B16.5wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物；之后将钢水温度加热至1590°C后进行喂线处理，喂入具有下列质量比的硅钙线=Si 56.5wt%、Ca 29.5 wt%、其余为Fe及不可避免的不纯物，喂线速度为3.0m/s,喂线量150m ;喂线结束采用流量为25NL/min的小氩气量对钢水进行软吹気，软吹时间为10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；
所述的钢水浇铸是在中间包温度为1530°C，拉速为1.9m/min，二冷比水量为1.5L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为250A、运行频率为2.5HZ的条件下，采用R9m 5机5流小方坯铸机将B步骤的钢水连铸成断面150_X 150mm的钢坯；
所述的钢坯加热是将钢坯送入均热段炉温为1125°C的蓄热式步进梁加热炉中，加热70分钟，钢坯出钢温度为1000°C，后经高压水出鳞，推送至有5坯位的待温区进行4分钟的自然冷却，最终以920°C的开轧温度进入轧机轧制；
所述的控轧控冷是将钢坯送入有28个机架高速线材轧机进行轧制，进精轧温度控制为830°C，吐丝温度控制为830°C;轧制时，风机开启前面两台(1#、2#)，开启1#、2#风机上方保温盖，风量100%，佳灵3档；其余风机全部关闭，同时关闭对应风机上方保温盖，首末段辊道速度控制为0.30~0.40m/s ;斯太尔摩风冷结束后集卷温度控制为490°C，然后将盘卷自然空冷至室温，即获得一种用于制作预应力混凝土钢棒的公称直径12.0mm光圆盘条钢筋。
[0023]其抗拉强度Rm为645 MPa,断面收缩率69%，铁素体晶粒度10.5级。
[0024]实施例3
所述的用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋具有下列重量百分比的化学成分:C 0.30wt%, Si 1.10wt%、Mn 0.70wt%、Nb 0.030wt%、B 0.0040 wt%、P 0.012wt%、S 0.013wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。经下列工序加工，获得直径为14.0mm的光圆盘条钢筋:
所述的钢水冶炼及脱氧合金化是将铁水(化学成分C 5.5wt%、Si 0.80wt%, Mn
0.70wt%、P 0.110 wt%、S 0.010wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、废钢(化学成分C 0.35wt%, Si 0.55 wt%、Mn 1.00 wt%、P 0.030 wt%、S 0.020 wt%，其余为 Fe 及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分 C 3.6 wt%、Si 0.55 wt%、Mn 0.40 wt%、P 0.070 wt%、S
0.010wt%，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，按常规量加入石灰、白云石、菱镁球 造渣，控制终点碳含量为0.10 wt%,出钢温度为1655°C ;出钢前向钢包底部加入石灰进行渣洗，石灰加入量为:4.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为30NL/min，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9.0kg/t钢的量,加入下列质量比的高碳猛铁:Mn 75.6wt%,C 16.7wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物；按17.5kg/1钢的量,加入下列质量比的娃铁合金:Si 73.5wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.50 kg/t钢的量,加入下列质量比的银铁:Nb 64.5wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.9kg/t钢的量，加入下列质量比的增碳剂:C 92.53wt%, 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时加完上述合金和增碳剂；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉精炼工位；所述的钢水LF炉精炼是将出钢完毕钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩气采用小IS量(25NL/min)吹気2分钟,然后下电极采用档位7~9档化洛；通电3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；若渣况较稀，补加石灰4.0kg/t钢，然后加入电石0.5 kg/t钢调渣，控制渣碱度为7.0 ;按0.3kg/t钢的量，加入下列质量比的硼铁:B
16.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；之后将钢水温度加热至1580°C后进行喂线处理，喂入具有下列质量比的硅钙线=Si 56.5wt%、Ca 29.5 wt%、其余为Fe及不可避免的不纯物，喂线速度为3.0m/s,喂线量150m ;喂线结束采用流量为20~30NL/min的小氩气量对钢水进行软吹気，软吹时间为10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；
所述的钢水浇铸是在中间包温度为1520°C，拉速为1.8m/min，二冷比水量为1.4L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为250A、运行频率为2.5HZ的条件下，采用R9m 5机5流小方坯铸机将B步骤的钢水连铸成断面150_X 150mm的钢坯；
所述的钢坯加热是将钢坯送入均热段炉温为1150°C的蓄热式步进梁加热炉中，加热60分钟，钢坯出钢温度为1020°C，后经高压水出鳞，推送至有5坯位的待温区进行5分钟的自然冷却，最终以930°C的开轧温度进入轧机轧制；
所述的控轧控冷是将钢坯送入有28个机架高速线材轧机进行轧制，进精轧温度控制为8401:，吐丝温度控制为8351:;轧制时，风机开启前面三台(1#、2#、3#)，开启1#、2#、3#风机上方保温盖，风量100%，佳灵3档；其余风机全部关闭，同时关闭对应风机上方保温盖，首末段辊道速度控制为0.30~0.40m/s ;斯太尔摩风冷结束后集卷温度控制为550°C，然后将盘卷自然空冷至室温，即获得一种用于制作预应力混凝土钢棒的14.0mm光圆盘条钢筋。
[0025]其抗拉强度Rm为630MPa，断面收缩率65.0%，铁素体晶粒度10.0级。
[0026]本发明的工作原理和工作过程:
本发明通过对转炉冶炼、LF炉精炼、钢坯加热及高线“标准+延迟”型控冷等多工艺集成创新，提供了一种用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋，具有氧化皮少、易加工、模具损耗低、淬透性高、显微组织均匀等优点，该产品所生产的预应力混凝土钢棒具有强度易调控、无滞后断裂、无镦头开裂、金属收得率高等优点，实现了预应力混凝土钢棒的经济生产及推广使用。采用此工艺生产的用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋，其抗拉强度(Rm):630~660MPa，断面收缩率≥65%，铁素体晶粒度10.0~11.5级。
【权利要求】
1.一种用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋，其特征是:所述的钢坯组成按重量百分比计为 C:0.25 ~0.30wt%，S1:0.90 ~1.10 wt %，Mn:0.50 ~0.70 wt %, Nb:0.015 ~0.030 wt%，B:0.0020 ~0.0040 wt%,S ^ 0.020 wt%，P ≤ 0.020wt%，其余为 Fe及不可避免的不纯物；所述的钢坯通过加热、控轧控冷工序制得公称直径为8.0~14.0mm的光圆盘条钢筋。
2.根据权利要求1所述的用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋，其特征是:所述的光圆盘条钢筋具有以下特性:抗拉强度(Rm):630~660MPa，断面收缩率> 65%，铁素体晶粒度10.0~11.5级。
3.—种权利要求1或2中所述的用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋的加工方法，包括钢水冶炼及脱氧合金化、钢水LF炉精炼、钢水浇铸、钢坯加热、控轧控冷工序，其特征是:具体包括下列工序步骤: A、钢水冶炼及脱氧合金化:将铁水(化学成分C4.0-5.5wt%、Si 0.30-0.80wt%、Mn0.25-0.70wt%、P 0.110-0.170wt%、S ( 0.015wt%，其余为 Fe 及不可避免的不纯物)、废钢(化学成分 C 0.20-0.35wt%, Si 0.25-0.55 wt%、Mn 0.30-1.00 wt%、P 0.030-0.055wt%,S 0.020-0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分C 3.2-4.0 wt%、Si0.40-0.70 wt%、Mn 0.25-0.60 wt%、P 0.070-0.110wt%、S 0.010-0.020wt%，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，按常规量加入石灰、白云石、菱镁球造渣，控制终点碳含量为0.06~0.10 wt%，出钢温度为1655~1675°C ;出钢前向钢包底部加入石灰进行渣洗，石灰加入量为:4.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，IS气流量控制为15~30NL/min,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6.1~9.0kg/t钢的量,加入下列质量比的高碳猛铁:Mn 75.6wt%, C 16.7wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物；按14.5~17.5kg/t钢的量,加入下列质量比的娃铁合金:Si73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.25~0.50 kg/t钢的量，加入下列质量比的银铁:Nb 64.5wt%,其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.5~1.9kg/1钢的量,加入下列质量比的增碳剂:C 92.53wt%, 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时加完上述合金和增碳剂；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉精炼工位； B、钢水LF炉精炼:将钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩气采用小氩量(15~25NL/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；若渣况较稀，补加石灰2.0~4.0kg/t钢，然后加入电石0.5 kg/t钢调渣，控制渣碱度为5.0~7.0 ;按0.3kg/t钢的量，加入下列质量比的硼铁:B16.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；之后将钢水温度加热至1580~1595°C后进行喂线处理，喂入具有下列质量比的硅钙线:Si 56.5wt%、Ca 29.5 wt%、其余为Fe及不可避免的不纯物，喂线速度为3.0m/s,喂线量150m ;喂线结束采用流量为20~30NL/min的小氩气量对钢水进行软吹気，软吹时间为10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； C、钢水浇铸:在中间包温度为1520~1535°C，拉速为1.8~2.0m/min，二冷比水量为1.4~1.6L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为250A、运行频率为2.5HZ的条件下，采用小方坯铸机将B步骤的钢水连铸成断面150_X 150mm的钢坯；D、钢坯加热:将钢坯送入均热段炉温为1100~1150°C的加热炉中，加热60~80分钟，钢坯出钢温度为980~1020°C，后经高压水出鳞，推送至轧机入口前的5坯位待温区进行3~5分钟的自然冷却，最终以910~930°C的开轧温度进入轧机轧制； E、控轧控冷:将加热后的钢坯送入高速线材轧机进行轧制，进精轧温度控制为820~840°C，吐丝温度控制为825~835°C ;吐丝后进入斯太尔摩线风冷线进行“标准+延迟”型控制冷却(即快速冷却+缓慢冷却)；轧制时，冷却风机开启前I~3台，同时开启对应风机上方保温盖，风量100%，佳灵3档；其余风机全部关闭，同时关闭对应风机上方保温盖，首末段辊道速度控制为0.30~0.40m/s ;斯太尔摩风冷结束后集卷温度控制为450~550°C，然后将盘卷自然空冷至室温，即获得一种用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋。
4.如权利要求3所述的用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋的加工方法，其特征是:所述的小方坯铸机为R9m，5机5流。
5.如权利要求3所述的用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋的加工方法，其特征是:所述的钢坯加热通过侧进侧出步进梁双蓄热式加热炉来完成。
6.如权利要求3所述的用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋的加工方法，其特征是:所述的除鳞高压水箱的长度为1.1~1.5m。
7.如权利要求3所述的用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋的加工方法，其特征是:所述的斯太尔摩线风冷线全长93m，沿轧制方向均匀排布12台风机。
8.如权利要求3所述的用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋的加工方法，其特征是:所述的钢筋温度控制、风机及保温盖开启数、辊道速度视不同规格要求具体确定。
9.如权利要求3所述的用于制作预应力混凝土钢棒的光圆盘条钢筋的加工方法，其特征是:所述的高速线材轧机设置28个机架。
【文档编号】C21C7/072GK103805847SQ201410082260
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年3月7日 优先权日:2014年3月7日
【发明者】王卫东, 陈伟, 李金柱, 王锰, 邓家木, 刘红兵 申请人:武钢集团昆明钢铁股份有限公司