[發明專利]一種高強度低屈強比礦用錨桿鋼微合金釩控制析出方法

無效

• 申請號: 201310234760.4
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN103320595A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 晁月林;周玉麗;邸全康;王立峰;王全禮;程四華;王勇;鄭福印;王曉晨;李睿英;李艷平;劉健;趙洪濤;張崴
• 申請（專利權）人: 首鋼總公司
• 主分類號: C21D8/06
• 分類號: C21D8/06
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于錨桿鋼軋制技術領域，特別是提供了一種高強度低屈強比礦用錨桿鋼微合金釩控制析出方。適用于低碳含釩微合金鋼中析出相的控制析出，特別適用于高強度低屈強比礦用錨桿鋼的生產工藝控制。

背景技術

錨桿鋼用于礦山巷道支護，包括煤礦和一些銅礦等，目前國內煤礦業使用的錨桿屈服強度級別主要有400MPa級及以下。規格有Φ18mm、Φ20mm、Φ22mm、Φ25mm，市場需求60-80萬噸/年。我國錨桿用鋼強度與國外相比還有很大差距，美國的錨桿用鋼屈服強度主要為500MPa以上，英國達到640-720MPa，澳大利亞已經研制出800MPa的錨桿用鋼，奧鋼聯采用熱處理工藝生產高強度錨桿。我國近幾年開始進行高強度錨桿鋼的開發和推廣，逐步的開發出500Mpa級、600Mpa級高強度級別，500MPa以上的高強韌性錨桿鋼市場需求量約6-8萬噸。錨桿鋼要兼顧實現強度與塑性的性能指標，主要的方式有一下兩種：

1）析出強化??錨桿鋼中添加不同含量的微合金來起到析出強化的作用，提高鋼材的屈服強度、抗拉強度等綜合力學性能。添加的微合金以釩氮合金居多，同時也含有鈮釩氮微合金化形式。國內大部分的400Mpa級錨桿鋼的釩含量在0-0.03%左右，500Mpa級錨桿鋼的釩添加的質量百分比在0.06-0.08%左右，600Mpa級的添加量在0.12-0.15%左右。據析出動力學研究發現，釩鈮合金在高溫區和低溫區分別存在兩個溫度區間，即最快析出溫度和彌散析出顆粒最細小溫度，若在該溫度區間保溫，其析出速度最快、析出顆粒最為細小彌散。

2）細晶強化??目前通常采用的細化晶粒的方法主要采用較低的精軋溫度進行軋制，即低溫軋制。采用該軋制方法可起到明顯的細化晶粒的效果，提高材料的屈服強度等，同時又可以降低成本，獲得良好的綜合力學性能。

目前國內各企業一方面主要通過釩、鈮等微合金化工藝生產礦用錨桿，產量的上升必然將帶動鈮鐵、釩鐵的新一輪上漲，同時造成鈮鐵、釩鐵的加速耗盡，若能提高釩合金的析出率，增強其析出強化作用，勢必可以減少其添加量，降低生產成本，另一方面采用較低溫度軋制，節約能耗，降低成本。但目前來說，在國內的部分企業已經實現了較低溫度的軋制，同樣需要添加一定含量的微合金才能達到規定的強度，所以，讓添加的釩最大限度的析出，可以提高其析出強化，降低成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高強度低屈強比礦用錨桿鋼微合金釩控制析出方法，基于控制不同的軋制工藝級參數，提高添加微合金的利用率，降低成本，改善微合金鋼的綜合力學性能。

本發明采用采用轉爐初煉→鋼包釩微合金化→LF爐精煉→全保護澆注→連鑄，以鐵水、廢鋼及釩氮合金元素做原料，生產出釩的質量百分比在0.05-0.15范圍內，P、S潔凈鋼控制質量百分比在0.01以內的高強度低屈強比礦用錨桿鋼；在軋制工藝中控制如下技術參數：

采用950℃-1050℃溫度區間開軋，通過4架無孔型軋機+8架孔型軋機進行連續軋制，控制精軋溫度在780℃-830℃范圍內，上冷床溫度在700℃-750℃范圍內，上冷床后在550℃-750℃，使V的析出率提高15-20%，增強析出強化作用，提高屈服強度和抗拉強度等綜合力學性能。可生產出高強度低屈強比礦用錨桿鋼，使錨桿鋼的平均強度提高20-40Mpa、屈強比達到0.72、屈服強度Rel≥600Mpa、抗拉強度Rm≥800Mpa、延伸率A%≥20%、室溫沖擊功≥40J，滿足性能要求。

采用950℃-1050℃溫度區間開軋，通過4架無孔型軋機+8架孔型軋機進行連續軋制后穿水冷卻至在780℃-830℃精軋軋制高強度低屈強比的500Mpa、600Mpa級錨桿鋼；調整鋼筋在冷床上的堆積密度，使鋼筋550℃以上的溫度區間緩冷，

使V的析出率提高15-20%，增強析出強化作用，提高屈服強度和抗拉強度等綜合力學性能。采用上述方法，加之特定的軋鋼工藝參數，可采用低微合金添加量的情況下，可以有效的增加微合金的析出量，獲得具有鐵素體+珠光體組織的綜合性能指標優良的高強度低屈強比的礦用錨桿鋼。