[发明专利]NPR锚杆或锚索新材料转炉及连铸小方坯的生产方法

说明书

本发明公开了一种NPR锚杆或锚索新材料转炉及连铸小方坯的生产方法，NPR锚杆或锚索的元素及其质量百分含量分别为C：0.4～0.9％，Mn：14～22％，Al：0～4％，Cr：0.1～10％，Si：0.1～3％，NPR晶体0～2％，Ca：0.01～0.25％，Cu：≤0.09％，Ni：≤0.09％，S：≤0.001％，P：≤0.001％，其余为Fe和不可避免的杂质元素，生产方法包括以下工序：转炉炼钢工序；LF精炼工序；VD精炼工序；小方坯连铸工序；轧钢的加热工序；轧钢的轧制工序。本发明提供的NPR锚杆或锚索新材料转炉及连铸小方坯的生产方法有效地解决了现有技术中NPR锚杆或锚索钢材料的生产方法生产成本高、生产效率低的问题。

技术领域

本发明涉及岩石力学用支护材料技术领域，具体而言，涉及一种NPR锚杆或锚索新材料转炉及连铸小方坯的生产方法。

背景技术

随着经济建设对能源需求量的增加，煤炭安全生产己成为制约我国煤矿发展的突出问题之一。我国煤炭资源储藏的地质开采条件相对差、埋藏深、煤层稳定性较差，地质构造1/3属复杂或极复杂，煤矿开采多数是在地层深处作业以及开采强度的不断加大，浅部资源日益枯竭，国内外矿山相继进入深部开采状态。

国内外矿山煤层巷道广泛采用传统锚杆、锚索、U型钢可缩支架等传统材料为基础的支护方式，但是，这些锚杆均属于传统泊松比材料，即为塑性硬化材料，变形量小，强度、延伸率及可伸缩量等性能均较差，已经不能适应深部巷道围岩非线性大变形破坏特征，在受到冲击载荷作用下瞬间达到其屈服强度出现锚杆破断失效，而失去承载防护能力，从而造成巷道多次返修、钢架扭曲变形、浇注混凝土开裂等破坏现象。因此，随着巷道\隧道深度的不断增加也给深部围岩支护材料的研究提出了严峻的挑战，亟需开发新的支护材料，如NPR钢材料。

现有技术中公开的NPR锚杆或锚索钢材料的生产方法，一般是通过采用中频冶炼、模具浇铸工艺路线进行NPR锚杆或锚索新材料的生产，然而现有技术中的生产方法存在成材率低，生产成本高，生产效率低等问题。因此，开发新型NPR锚杆或锚索新材料大规模、低成本且可以连续生产的工艺流程已成为钢铁材料行业亟待解决的难题。

发明内容

本发明实施例中提供一种NPR锚杆或锚索新材料转炉及连铸小方坯的生产方法，以解决现有技术中NPR锚杆或锚索钢材料的生产方法生产成本高、生产效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种NPR锚杆或锚索新材料转炉及连铸小方坯的生产方法，所述NPR锚杆或锚索的元素及其质量百分含量分别为C：0.4～0.9％，Mn：14～22％，Al：0～4％，Cr：0.1～10％，Si：0.1～3％，NPR晶体0～2％，Ca：0.01～0.25％，Cu：≤0.09％，Ni：≤0.09％，S：≤0.001％，P：≤0.001％，其余为Fe和不可避免的杂质元素，生产方法包括以下工序：

转炉炼钢工序：将符合钢种生产要求的铁水和废钢加入至转炉，采用顶底复合吹炼模式进行冶炼，吹炼过程加入造渣剂，当转炉终点命中钢液成分及温度时停止吹炼，出钢过程中进行钢液脱氧；

LF精炼工序：通过实时监测钢液成分，以NPR锚杆或锚索成分为目标成分进行各类合金添加，调整并稳定控制钢液成分至目标范围内，精炼过程中通过钢包底吹氩气去除钢液中的夹杂物，精炼过程中加入≤2％的NPR晶体；

VD精炼工序：首先对钢液进行喂钙处理，VD精炼过程中保持高真空度，采用强脱气模式；当钢液H、N含量分别低于预定值时，满足钢液破空要求，破空后钢包静置弱搅；

小方坯连铸工序：将经VD精炼的钢液注入中间包，然后将钢液分配至连铸机的各结晶器使之凝固结晶，结晶器采用电磁搅拌并将结晶器中的钢坯拉出，拉坯速度恒定；二冷过程自动配水，连铸过程中对钢液采用全程保护浇注技术防止钢液氧化和吸气，最终将钢液连铸为小方坯；

轧钢的加热工序：将小方坯连铸工序生产的钢坯转入加热炉进行加热，当钢坯加热后出炉；