[發明專利]一種大規格高強度預應力鋼、制備工藝及其應用

有效

• 申請號: 202110546825.3
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113355595B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 李俊峰;許志軍;王忠偉;張志新;胡守才;林在旭;楊子江;梁玉龍;穆春平;孫殿新;付偉
• 申請（專利權）人: 天津榮程聯合鋼鐵集團有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/24;C22C38/20;C22C38/46;C22C38/42;C22C33/06;C21C7/06;C21C7/10;C21C7/064;C21D8/06
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1.一種大規格高強度預應力鋼的制備工藝，其特征在于，

所述預應力鋼的化學成分為：C：0.86-0.89 wt%、Si：0.32-0.38 wt%、Mn:0.76-0.79wt%、Cr：0.25-0.29 wt%、V：0.040-0.050wt%、Ni：≤0.10 wt%、Cu：≤0.20 wt%、P：≤0.015wt%、S：≤0.015 wt%、余量為Fe；

包括如下制備步驟：（1）轉爐冶煉、（2）LF爐精煉、（3）VD爐處理和（4）連鑄；

其中（1）轉爐冶煉，控制轉爐中鋼水終點成分為：C：≥0.08wt%、P：≤0.010wt%，出鋼溫度1600-1630℃，在轉爐出鋼時向鋼包中加入脫氧合金；脫氧合金按加入鋼包中的先后順序包括人造石墨8.9-9.6kg/噸鋼水、硅錳11-12.5kg/噸鋼水、硅鐵3-4kg/噸鋼水、高碳鉻3.9-4.5kg/噸鋼水和白灰300kg，使得Mn元素收得率為85%，Si元素收得率為75%，Cr元素收得率為0.95%

（2）LF爐精煉，在電流為25000-35000A，電壓為300V的條件下第一次送電加熱造渣10-12min，測溫取樣分析成分，根據結果按目標預應力鋼的成分進行調整，再次以電流為30000-35000A，電壓為300V送電加熱，以至少4.17kg/噸鋼水的總量分2-3批加入白灰，以及加入螢石調整爐渣的流動性，控制總渣量為8-10kg/噸鋼水，并調節爐渣堿度在2.5-4.0的范圍內，之后分批加入碳化硅和電石進行渣面脫氧，碳化硅的加入量為0.8kg/t鋼水，電石的加入量為0.7-1.2kg/噸鋼水，控制白渣保持15min以上和渣中FeO＜0.5wt%，待鋼水溫度達到1580-1600℃且成分達標后吊包；所述LF爐精煉的鋼水終點成分為C 0.80-0.86wt%、Si0.25-0.32wt%、Mn 0.68-0.76wt%、Cr 0.20-0.25wt%、P≤0.012wt%、V 0.035-0.045wt%；

（3）VD爐處理，鋼水進入VD爐后，吹氬流量為100-200L/min，壓力0.3-0.4Mpa，保證鋼水不裸露，測溫、取樣；取樣后，VD爐真空處理前氬氣壓力為0.4-0.5MPa，底吹氬氣流量為7-12m³/h；真空脫氣處理時間≥20min，真空度＜0.5乇，真空下的底吹氬壓力為0.4-0.6MPa，底吹氬氣流量為7-12m³/h；真空處理后氬氣壓力為0.2-0.3MPa，氬氣流量為50L/min，處理時間為10-15min；控制最終鋼水氧體積濃度≤20ppm，氮體積濃度≤60ppm。

2.根據權利要求1所述的一種大規格高強度預應力鋼的制備工藝，其特征在于：所述轉爐冶煉中進入轉爐時的鐵水中P、Ni含量分別為：P≤0.120wt%、Ni：≤0.10wt%。

3.根據權利要求1所述的一種大規格高強度預應力鋼的制備工藝，其特征在于：所述轉爐冶煉采用頂底復吹的方式，頂吹氧壓力0.8MPa以上，氧槍流量為25000-30000Nm³/h，底吹氬氣，氬氣流量為45-50N m³/h，壓力為0.5-0.6MPa；煉鋼得到的熔渣的堿度為3.0-3.8。

4.根據權利要求1所述的一種大規格高強度預應力鋼的制備工藝，其特征在于：所述步驟（2）中鋼水進入LF爐中吹氬流量100-150L/min，氬氣壓力為0.3-0.4MPa；以及第一次通電過程中吹氬流量為250-350L/min，第二次通電過程中氬氣流量50-100L/min，氬氣壓力均為0.3-0.4MPa。

5.根據權利要求1所述的一種大規格高強度預應力鋼的制備工藝，其特征在于：所述LF爐精煉的鋼水成分到終點成分后，向鋼水中喂硅鋇線100m，喂線速度為3-5m/s。

6.根據權利要求1-5任一所述的一種大規格高強度預應力鋼的制備工藝得到的大規格高強度預應力鋼。

7.一種大規格高強度預應力鋼在盤條中的應用，其特征在于：將權利要求6得到的預應力鋼采用如下的工序進行軋制，包括：

（1）加熱處理，將連鑄得到的鋼坯吊入加熱爐中，預熱段溫度600-900℃，加熱一段溫度為900-1080℃，加熱二段溫度為1170-1270℃，均熱段溫度為1150-1250℃，爐內為還原性氣氛，鋼坯從預熱段進入到均熱段出，總時長為1.5-2.0h；

（2）控軋處理，開軋溫度1140-1170℃，精軋機入口溫度900-920℃，減定徑入口溫度880-900℃，吐絲溫度860-880℃，斯太爾摩冷卻的進入速度為0.5-0.7m/s，后期每段運行速度在前一階段的基礎上增加8-12%。