[发明专利]一种锚杆钢的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于轧钢技术领域，特别涉及一种锚杆钢的生产方法。

背景技术

锚杆钢主要应用于煤矿井下巷道支护工程，对保证巷道畅通、井下安全作业及煤矿行业的建设与生产具有重要作用。随着国家煤炭工业的迅速发展和开采规模的不断扩大，煤矿开采多数是在地层深处作业，煤炭安全生产已成为制约我国煤矿发展的突出问题之一。我国煤矿事故死亡人数远超过世界上其它主要采煤国家，除了跟我国的煤井结构、管理等因素有关外，从煤矿巷道使用锚杆钢来讲，我国落后较多，表现为强度低、钢质洁净度低、冲击韧性差。

出于增强深井支护安全性、提高作业率和降低工程总造价的需要，煤炭行业迫切需要高强度级别的锚杆钢，目前，该级别锚杆钢(Rel≥600Mpa、Rm≥840MPa、Rel/Rm≤0.72、A5≥20％、冲击功20℃，Akv≥34J)在国内尚属空白，并没有成功的技术开发经验可以借鉴。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锚杆钢的生产方法，解决了高强度级别的锚杆钢生产问题。

锚杆钢钢坯材质为中碳低合金钢，工艺流程为转炉冶炼、钢包钒微合金化、LF精炼、全保护浇铸、钢坯检查、加热炉加热、柔性控制轧制到轧后超快冷控制冷却。

具体工艺步骤及控制的技术参数如下：

1、钢坯材质为中碳低合金钢，其化学成份按重量百分比为：C：0.30-0.45％、Si：1.35-1.75％、Mn：0.60-1.00％、V：0.07-0.13％、P≤0.035％、S≤0.035％、Ti≤0.02％、余量为Fe；

2、LF精炼周期按60min/炉-70min/炉控制；

3、连铸过程采用130mm²小方坯全保护浇铸，按6-8流组织浇注，全保护浇注周期40min/炉-70min/炉；中间包钢水液面高度650-700mm，中间包钢水目标过热度20-28℃，拉速为2.5m/min-2.7m/min，中间包采用高碱性覆盖剂(二元碱度≥3.5)，Mg-C质水口及塞棒；结晶器采用XLZ-53B保护渣，控制连铸坯缩孔级别0.5-1.5级；二冷比水量为0.85/kg-0.95L/kg钢；

4、轧制过程开轧温度1040℃-1140℃，精轧入口温度780℃-880℃，终轧温度860℃-960℃；

5、轧后采用两段式分级控制冷却方式，出一冷段温度为800℃-900℃，出二冷段上冷床温度为750℃-800℃；

一火成材生产出锚杆钢指标为：Rel≥600MPa、抗拉强度Rm≥840MPa、屈强比Rel/Rm≤0.72、延伸率A5≥20％、冲击功20℃，Akv≥34J。

本发明的优点在于：

1.满足高强度与高塑韧性的成分、组织及生产工艺设计；

2.无缺陷铸坯和洁净钢技术控制。

3.采取的措施是合理的中碳钒氮微合金成分设计，控制合理冷速获得一定量铁素体比例的多相钢，使钢中组织为双相(或多相)F(＞50％)+P+M/A类型；

4.采用合适的末端电磁搅拌参数和连铸工艺，控制连铸坯中心偏析和缩孔级别≤1.5级；通过控轧控冷工艺获得晶粒适度细化，控制F尺寸在10-15μm之间，并提高组织均匀性；

5.控制更加细小的纳米级(≤50nm)第二相粒子沉淀析出强化以提高抗拉强度。

具体实施方式

实施例1：

钢坯材质为中碳低合金钢，其化学成份按重量百分比为C：0.41％、Si：1.51％、Mn：0.77％、V：0.11％、P：0.017％、S：0.01％、Ti：0.01％，余量为Fe；LF精炼周期65min/炉，采用全保护浇注，结晶器用XLZ-53B保护渣，电磁搅拌；连铸坯缩孔级别1级；按6流组织浇注，浇注周期45min/炉；中间包钢水液面高度680mm；中间包钢水过热度25℃；拉速2.60±0.05m/min控制；二冷比水量为0.90L/kg钢；开轧温度1080℃，精轧入口温度810℃；终轧温度900℃，轧后采用两段式分级控制冷却方式，出一冷段温度控制在860℃，出二冷段上冷床温度控制在780℃。

采用本发明生产的高强度低屈强比锚杆钢力学性能稳定，经北京市黑色冶金产品质量监督检验站检验，达到了屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥840MPa，屈强比Rel/Rm≤0.72，室温冲击功AKv≥34J的综合性能指标，检验结果见下表。