一种930MPa高强度精轧螺纹钢及其制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及冶金行业螺纹钢筋生产技术领域，特别涉及一种930MPa高强度精乳 螺纹钢及其制备工艺。 (二）
【背景技术】
[0002] 930MPa精乳螺纹钢筋目前在国内外普遍采用调质热处理方式进行生产。在对这类 长材产品热处理时，国内外选用较多的是感应加热的加热方式。感应加热是利用电磁感应 原理使交变磁场中工件内部产生涡流，工件依靠这些电流的焦耳热达到预计温度的方法。 在国内，对大规格钢筋进行感应加热调质曾有人做过研究，我国鞍钢930MPa级钢筋的研发 专利就是采用的感应加热进行热处理。
[0003] 目前，国内外大部分企业采取离线热处理工艺路线生产930MPa高强度精乳螺纹 钢产品，生产工艺流程为：上料台架+逐根拨钢器拨钢+运输辊道+1#感应炉（加热至 820°C) +恢复段+2#感应炉（加热至920°C) +恢复段+淬火箱处理（水冷至400°C) +恢 复段+3#感应炉（回火处理至580-600°C) +输出辊道+下料台架+自然冷却+锯头、切定 尺。这种工艺路线流程长、成本高、产品质量稳定性有限，其工艺中冷却采用一次连续强冷， 表面马氏体过厚，易导致伸长率不合格等诸多问题。
[0004] 本发明提出了一种不同于余热处理工艺和离线调质热处理工艺的新的工艺技术 路线，该工艺路线生产的930MPa高强度精乳螺纹钢产品不经离线热处理即实现质量指标 稳定合格，产品品质高，成本比离线热处理工艺低300元/t-500元/t，经济效益显著。 (三）
【发明内容】
[0005] 本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种生产成本低、质量稳定性高的 930MPa高强度精乳螺纹钢，同时也提供了一种用于制备该930MPa高强度精乳螺纹钢的流 程短、精乳效果优异、乳后冷却效果显著且不损害或降低钢筋品质、经济效益显著的工艺， 解决了现有技术中存在的问题。
[0006] 本发明是通过如下技术方案实现的：
[0007] -种930MPa高强度精乳螺纹钢，由以下重量百分比的成分制成：C:0. 40-0. 50%、 Μη:0· 80-1. 20%、Si:1· 45-1. 85%、V:0· 120-0. 220%、S彡 0· 030%、P彡 0· 030%，余量为 Fe〇
[0008] 该930MPa高强度精乳螺纹钢的制备工艺，包括如下操作步骤：
[0009] A钢坯制备：
[0010] ⑴转炉粗炼：将铁水（主要成分为c、Si、Mn、P、S，其余为Fe元素，元素含量控 制要求Si彡0. 70%，P彡0. 13%，S彡0.055%，其它无具体要求）和废钢按照9:1的重量 比加入转炉吹炼13-15分钟；吹炼完毕，控制终点碳含量多0. 06%，终点温度彡1680°C;出 钢过程中添加硅锰合金和氮化钒铁合金元素（元素添加量根据C、Si、Μη实际含量进行相 应调整），确保终点铁水的C的重量含量彡0. 35%，Si的重量含量彡1. 3%，Μη的重量含量 ^ 0. 70% ；
[0011] (2)LF炉精炼：将步骤（1)出钢的钢水吊至LF炉精炼，精炼炉使用碳化硅和 娃铁粉进行造白渣操作，待精炼渣调白后再进行成分微调操作，保证成分都在上述元素 成分的范围内；要求精炼时间多30分钟，白渣保持时间多20分钟，完成精炼操作后按 2±0.1m/t进行喂线操作。保证线外软吹时间多15分钟。精炼炉出钢时出钢温度控制在 1555°C-1565°C;精炼炉出钢前进行定氧操作，将自由氧含量控制在12ppm以内；
[0012] (3)小方坯连铸：将步骤⑵经LF炉精炼的钢水吊至浇注工位。连铸中间包 使用塞棒包生产，全程保护浇注，中间包温度控制在1505°C-1525°C，拉速控制在1. 3m/ min-1. 6m/min,要求整个拉钢过程连铸拉速波动小于±0.Olm/min，结晶器液面波动小于 ±3mm;连铸成小方坯，根据不同乳制规格切割成不同长度的钢坯定尺；
[0013] B乳制：
[0014] 将步骤A浇注的小方坯冷装入加热炉加热，加热炉炉温1080 ±30°C，小方坯在加 热炉中加热至960-1000°C，加热时间多1. 5小时后出炉乳制；采用全程流低温控乳：将出炉 的小方坯送入乳机乳制，先对钢坯进行一次除鳞用来除去小方坯表面的氧化铁皮，然后进 入粗乳机，共乳制6个道次，乳制速度：0. 34m/s-l. 75m/s;乳制时间46-48s;之后进入中乳 机，共乳制4个道次，乳制速度：2.40m/s-4. 32m/s;乳制时间46-48s;最后进入精乳机，共 乳制4个道次，乳制速度：5. 50m/s-8. 50m/s;乳制时间46-48s;
[0015] C后处理：
[0016] 将步骤B乳制的精乳钢材采用间断式控冷的方式进行冷却处理，冷却后由辊道供 给至冷床，然后倍尺飞剪分段、冷床回火冷却、室内码垛堆冷，即得；
[0017] 步骤C所述间断式控冷为先穿水后恢复的间断式控冷；
[0018] 步骤C所述间断式控冷为三次先穿水后恢复的间断式控冷；
[0019] 所述三次先穿水后恢复的间断式控冷为：
[0020] 第一次穿水冷却后恢复段：控乳"4米+4米"两穿水冷却后进入一 "60-80米"恢 复段；该段穿水冷却进口的温度为800 ±20°C，水压控制为0. 40 ±0. 30MPa;
[0021] 第二次穿水冷却后恢复段：控乳4米穿水冷却后进入一 4米恢复段再进入一 4米 恢复段；该段穿水冷却的冷却水压< 〇. 60MPa;
[0022] 第三次穿水冷却后恢复段：控乳2米穿水冷却后进入一 2米恢复段再进入一 4米 恢复段；该段穿水冷却进口的温度为550 ±10°C，水压控制为0. 20MPa±0. 02。
[0023] 步骤B乳制中采用"K4椭圆孔+K3立乳孔+K2带槽底凸度的椭圆孔+K1成品孔" 的精乳孔型系统进行精乳。
[0024] 步骤C倍尺飞剪分段为"5#飞剪"分段。
[0025] 步骤B乳制中采用"K4椭圆孔+K3立乳孔+K2带槽底凸度的椭圆孔+K1成品孔" 的精乳孔型系统进行精乳。
[0026] 步骤C冷床回火温度为650-670 °C。
[0027] 本发明的有益效果是：
[0028] 本发明制备工艺既不同于国内外高成本技术路线的感应加热离线热处理技术路 线，也不同于：乳后余热处理的低质量技术路线，通过上述全新的工艺技术路线，采取了一 系列工艺和装备技术创新措施，成本比感应加热离线热处理低300-500元/吨，质量稳定性 远高于乳后余热处理工艺技术路线，并在新的低成本工艺技术路线条件下实现930MPa高 强度精乳螺纹钢筋的稳定生产和质量稳定。主要优点及效果如下：
[0029] 1、后处理步骤中实施三次先穿水后恢复的间断式控冷，避免了一次连续强冷、表 面马氏体过厚（超过1.5_)导致的伸长率不合问题，通过对水压及水量的控制保证了间断 式控冷降温梯度的缓和，避免控乳冷却速度过快产生异常组织。
[0030] 2、将原倍尺飞剪的4#飞剪，采用5#飞剪替代，专用于930MPa精乳螺纹的倍尺分 段，克服了原倍尺飞剪剪切能力不足、尾钢上冷床困难、因尾钢输送速度波动导致性能不稳 定的问题。
[0031] 3、在新上倍尺飞剪入口设夹送辊，实施尾钢夹送工艺，实现了乳后钢筋全长恒速 车L制、恒速控冷，从而确保了钢筋全长性能的一致性。
[0032] 4、"K4椭圆孔+K3立乳孔+K2带槽底凸度的椭圆孔+K1成品孔"的精乳孔型系统， 实现了钢筋基圆高、宽和横肋高度的高精度控制，满足钢筋与连接器之间的高精度连接；设 计孔型剪，使钢筋在定尺剪剪切过程中、承受三向压应力，解决了钢筋剪切碎裂问题。
[0033] 5、该制备工艺制得的930Mpa精乳螺纹钢的屈服强度较国标930MPa高50-120MPa， 抗拉强度较国标1080MPa高50-170MPa，延伸率较国标6. 0%高1. 0% -