专利名称：一种热轧矿用树脂锚杆钢筋及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种钢铁冶金领域，尤其是涉及一种屈服强度在600Mpa以上的热轧矿用树脂锚杆钢筋及其生产方法。
背景技术：
热轧矿用树脂锚杆钢筋主要应用于煤矿井巷和隧道的锚杆支护。目前，应用于煤矿井巷和隧道支护的锚杆钢筋的屈服强度多数为335Mpa和400Mpa级，屈服强度最高的为 500Mpa。在这种情况下，支护密度大，工人劳动强度高、作业率低。此外，锚杆钢筋可以经过热处理，从而得到高强度锚杆钢筋，但是经过热处理得到的高强度锚杆钢筋的延伸率较低
15% )，从而不适合于在复杂的地矿条件下使用。因此，当前生产的500Mpa级钢筋的性能屈服强度σ s为540 580Mpa，抗拉强度 σ b为680 735Mpa。按照此强屈比计算得知，很难生产出屈服强度σ s彡600Mpa，抗拉强度σ b彡840Mpa,同时延伸率δ 5彡18%的高强度热轧锚杆钢筋。因此，在本领域中，需要一种具有高屈服强度和适当延伸率的热轧矿用树脂锚杆钢筋，以降低井巷支护密度、提高安全性、降低工人劳动强度和提高作业率。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述一个或多个问题，根据本发明的一方面，提供了一种热轧矿用树脂锚杆钢筋，所述热轧矿用树脂锚杆钢筋以重量计包含如下成分c :0. 22% 0. 28% ；Si 0. 40% 0. 60% ；Mn :1. 30% 1. 60% ；Cr :0. 10% 0. 20% ；V :0. 10 0. 120% ； P ^ 0. 025% ；S ^ 0. 025% ；Cu ^ 0. 15% ；其余为Fe和不可避免的杂质。其中，所述热轧矿用树脂锚杆钢筋的屈服强度Os > 600Mpa、抗拉强度 σ b彡840Mpa、延伸率δ 5彡18%以及常温冲击功Akw彡20J。根据本发明的另一方面，提供了一种生产热轧矿用树脂锚杆钢筋的方法，所述方法包括炼钢工序、连铸工序和轧钢工序。在所述炼钢工序中，采用钒氮合金和铬铁合金对钢包中的钢水进行脱氧合金化，以使最终获得的热轧矿用树脂锚杆钢筋中包含以重量计 0. 10% 0. 120% 的 V 和 0. 10% 0. 20% 的 Cr。所述热轧矿用树脂锚杆钢筋还可以包括如下成分，以重量计C :0. 22^-0. %; Si :0. 40 % 0. 60 % ；Mn :1. 30 % 1. 60 % ；Cr :0. 10 % 0. 20 % ;P 彡 0. 025 % ；S ^ 0. 025% ；Cu ^ 0. 15% ；其余为!^e和不可避免的杂质。在所述轧钢工序中，可以将成型的钢在1100°C 1200°C的开轧温度进行轧制，并在950°C 1030°C的终轧温度进行轧制。所述方法还可以包括冷却工序，在所述冷却工序中，可以使经过轧制的钢送至冷床自然空冷至室温。所述热轧矿用树脂锚杆钢筋的屈服强度σ s彡600Mpa、抗拉强度σ b彡840Mpa、延伸率δ 5彡18%以及常温冲击功Akw彡20J。
本发明提供的热轧矿用树脂锚杆钢筋具有高屈服强度、高抗拉强度和高延伸率， 从而能够大大降低井巷支护密度、提高安全性、降低工人劳动强度以及提高作业率。
具体实施例方式本发明的热轧矿用树脂锚杆钢筋的表面及截面形状为无纵肋、横肋为单向螺旋 (一般为左旋)，肋型为月牙肋，横肋面积与钢筋表面夹角α不小于45°，横肋与钢筋轴向夹角β不小于45°，相对两面上横肋末端之间的间隙总和不小于钢筋公称周长的20%。此外，本发明的热轧矿用树脂锚杆钢筋以重量计包含如下成分C :0. 22% 0. 28 % ；Si 0. 40 % 0. 60 % ；Mn :1. 30 % 1. 60 % ；Cr :0. 10 % 0. 20 % ；V :0. 10 0. 120% ；P ^ 0. 025% ；S ^ 0. 025% ；Cu ^ 0. 15% ；其余为！^e 和不可避免的杂质。并且，本发明的热轧矿用树脂锚杆钢筋的屈服强度σ s ^ 600Mpa，抗拉强度σ b ^ 840Mpa，常温冲击功Akw彡20J。在本发明中，Cr的微量加入，旨在提高钒在奥氏体中的溶解度，这种作用使碳氮化钒的析出最大量所对应的温度降低，这增加了钒的固溶强化效果，并减轻了钒的析出强化和细晶强化的作用，从而能够在提高钢的屈服强度的同时，大幅地提高其抗拉强度；此外， Cr的少量加入，使钢筋淬透性提高，钢筋的珠光体含量得以提高，这进一步提高了钢筋的抗拉强度，同时避免了钢筋轧后余热导致的晶粒粗化现象的产生，使钢筋的性能更加稳定。下面将结合具体的示例对本发明进一步进行说明。示例 1在示例1中，生产热轧矿用树脂锚杆钢筋的方法包括炼钢工序、连铸工序和轧钢工序。下面将对各个工序的具体步骤进行描述。在炼钢工序中，采用常规炼钢工艺进行冶炼，钢水出钢至四分之一时，依次加入钒氮合金和铬铁合金，并可选地加入硅锰合金和硅铁合金，钢水出钢至四分之三时加完，出钢温度控制在1635 °C。在连铸工序中，钢水经过LF炉进行精炼，并经由连铸机进行拉坯成型，从而成型为150mmX 150mm方坯，拉坯速度为1. 77m/s。在轧钢工序中，将成型的钢在开轧温度1100°C进行轧制，并在终轧温度950°C进行轧制。轧制后禁止进行穿水冷却，这是因为穿水后会出现马氏体、贝氏体等不期望出现的组织，从而影响钢的性能。所以，在冷却工序中，使经过以上轧制的精轧钢送至冷床自然空冷至室温，从而获得 600MPa级热轧矿用树脂锚杆钢筋，其具体成分和性能参数分别示出在下面的表1和表2中。示例 2在示例2中，生产热轧矿用树脂锚杆钢筋的方法包括炼钢工序、连铸工序和轧钢工序。下面将对各个工序的具体步骤进行描述。在炼钢工序中，采用常规炼钢工艺进行冶炼，钢水出钢至四分之一时，依次加入钒氮合金和铬铁合金，并可选地加入硅锰合金和硅铁合金，钢水出钢至四分之三时加完，出钢温度控制在1635 °C。在连铸工序中，钢水经过LF炉进行精炼，并经由连铸机进行拉坯成型，从而成型为150mmX 150mm方坯，拉坯速度为1. 82m/s。
在轧钢工序中，将成型的钢在开轧温度1162°C进行轧制，并在终轧温度980°C进行轧制。轧制后禁止进行穿水冷却。在冷却工序中，使经过以上轧制的精轧钢送至冷床自然空冷至室温，从而获得 600MPa级热轧矿用树脂锚杆钢筋，其具体成分和性能参数分别示出在下面的表1和表2中。示例 3在示例3中，生产热轧矿用树脂锚杆钢筋的方法包括炼钢工序、连铸工序和轧钢工序。下面将对各个工序的具体步骤进行描述。在炼钢工序中，采用常规炼钢工艺进行冶炼，钢水出钢至四分之一时，依次加入钒氮合金和铬铁合金，并可选地加入硅锰合金和硅铁合金，钢水出钢至四分之三时加完，出钢温度控制在1642 °C。在连铸工序中，钢水经过LF炉进行精炼，并经由连铸机进行拉坯成型，从而成型为150mmX 150mm方坯，拉坯速度为1. 80m/s。在轧钢工序中，将成型的钢在开轧温度1170°C进行轧制，并在终轧温度1000°C进行轧制。轧制后禁止进行穿水冷却。在冷却工序中，使经过以上轧制的精轧钢送至冷床自然空冷至室温，从而获得 600MPa级热轧矿用树脂锚杆钢筋，其具体成分和性能参数分别示出在下面的表1和表2中。示例 4在示例4中，生产热轧矿用树脂锚杆钢筋的方法包括炼钢工序、连铸工序和轧钢工序。下面将对各个工序的具体步骤进行描述。在炼钢工序中，采用常规炼钢工艺进行冶炼，钢水出钢至四分之一时，依次加入钒氮合金和铬铁合金，并可选地加入硅锰合金和硅铁合金，钢水出钢至四分之三时加完，出钢温度控制在1630°C。在连铸工序中，钢水经过LF炉进行精炼，并经由连铸机进行拉坯成型，从而成型为150mmX 150mm方坯，拉坯速度为1. 82m/s。在轧钢工序中，将成型的钢在开轧温度1200°C进行轧制，并在终轧温度1030°C进行轧制。轧制后禁止进行穿水冷却。在冷却工序中，使经过以上轧制的精轧钢送至冷床自然空冷至室温，从而获得 600MPa级热轧矿用树脂锚杆钢筋，其具体成分和性能参数分别示出在下面的表1和表2中。表 1
示例CSiMnVCrCuPS10. 250. 501. 450. 1050. 120. 070. 0180. 02220. 240. 481. 470. 1090. 140. 060. 0200. 01930. 260. 521. 500. 1070. 150. 050. 0160. 01840. 240. 511. 480. 1130. 130. 060. 0210. 020 下面的表2示出了上面的示例1至示例5的示例性热轧矿用树脂锚杆钢筋的屈服
5强度。s、抗拉强度。b、延伸率δ5和常温冲击功Akw。表权利要求
1.一种热轧矿用树脂锚杆钢筋，其特征在于，所述热轧矿用树脂锚杆钢筋包含如下成分，以重量计C 0. 22% 0. 28% ；Si :0. 40% 0. 60% ；Mn :1. 30% 1. 60% ；Cr :0. 10% 0. 20% ； V 0. 10% 0. 120% ；P 彡 0. 025% ；S ^ 0. 025% ；Cu 彡 0. 15% ；其余为 Fe 和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的热轧矿用树脂锚杆钢筋，其特征在于，所述热轧矿用树脂锚杆钢筋的屈服强度σ s彡600Mpa、抗拉强度σ b彡840Mpa、延伸率δ 5彡18%以及常温冲击功 Akw ^ 20 J。
3.—种生产热轧矿用树脂锚杆钢筋的方法，所述方法包括炼钢工序、连铸工序和轧钢工序，其特征在于，在所述炼钢工序中，采用钒氮合金和铬铁合金对钢包中的钢水进行脱氧合金化，以使最终获得的热轧矿用树脂锚杆钢筋中包含以重量计0. 10% 0. 120%的V和 0. 10% 0. 20%的 Cr。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述热轧矿用树脂锚杆钢筋还包括如下成分，以重量计C 0. 22% 0. 28% ；Si :0. 40% 0. 60% ；Mn :1. 30% 1. 60% ；Cr :0. 10% 0. 20% ； P ^ 0. 025% ；S ^ 0. 025% ；Cu ^ 0. 15% ；其余为!^e 和不可避免的杂质。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述轧钢工序中，将成型的钢在 1100°C 1200°C的开轧温度进行轧制，并在950°C 1030°C的终轧温度进行轧制。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括冷却工序，在所述冷却工序中，使经过轧制的钢送至冷床自然空冷至室温。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述热轧矿用树脂锚杆钢筋的屈服强度 σ s彡600Mpa、抗拉强度σ b彡840Mpa、延伸率δ 5彡18%以及常温冲击功Akw彡20J。
全文摘要
本发明提供了一种热轧矿用树脂锚杆钢筋及其生产方法，所述热轧矿用树脂锚杆钢筋以重量计包含如下成分C0.22％～0.28％；Si0.40％～0.60％；Mn1.30％～1.60％；Cr0.10％～0.20％；V0.10％～0.120％；P≤0.025％；S≤0.025％；Cu≤0.15％；其余为Fe和不可避免的杂质。本发明提供的热轧矿用树脂锚杆钢筋具有高屈服强度、高抗拉强度和高延伸率，从而能够大大降低井巷支护密度、提高安全性、降低工人劳动强度以及提高作业率。
文档编号C22C38/38GK102383048SQ201110339079
公开日2012年3月21日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日
发明者刘艳林, 孙道清, 李雪峰, 杜传治, 梁辉, 江洪广, 王建军, 王淑华 申请人:莱芜钢铁集团有限公司