一種高強度預應力混凝土用鋼棒及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強度預應力混凝土用鋼棒，其重量百分比化學成分為：C：0.20-0.25%，Si：1.50-1.85%，Mn：0.20-0.50%，Cr:0.07-0.09%，Mo：0.30-0.35%，V：0.25-0.35%，Nb：0.05-0.08%，Ti：0.42-0.61%，Ni：0.15-0.25%，Ca：0.25-0.40%，S≤0.025%，P≤0.025%，Cu≤0.20%，復合稀土：0.15-0.30%，余量為Fe；本發(fā)明還設計一種高強度預應力混凝土用鋼棒的生產(chǎn)工藝流程如下冶煉得到鋼坯-軋制-冷卻處理-第二次軋制-熱處理及穩(wěn)定化處理-氣體氮化處理-吐絲并打卷-打捆入庫。
【專利說明】—種高強度預應力混凝土用鋼棒及其生產(chǎn)工藝

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于冶煉【技術(shù)領域】，涉及一種鋼棒及其生產(chǎn)工藝，具體的說是一種高強度預應力混凝土用鋼棒及其生產(chǎn)工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]我國的預應力鋼材生產(chǎn)起步于20世紀60年代初期，因受計劃經(jīng)濟影響，到20世紀80年代末期才開始開發(fā)和引進該技術(shù)，由于當時國內(nèi)生產(chǎn)的設備自動化程度相對較低、工序不連續(xù)，使得初期研制出的預應力鋼棒產(chǎn)品的生產(chǎn)效率很低、成本較高、難以形成規(guī)?；a(chǎn)。隨著我國經(jīng)濟建設和改革開放的不斷深入，“八五”期間，國內(nèi)幾家企業(yè)與科研院所共同開發(fā)出了一種自動化程度較高的連續(xù)預應力鋼棒生產(chǎn)線，但由于控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性以及設計的欠缺而難以達到預期效果?！熬盼濉逼陂g，我國對建筑用鋼材的質(zhì)量標準有了一定的認識，逐步引進預應力鋼材生產(chǎn)線。唐山鋼鐵公司于1994年引進了國內(nèi)第一條PC鋼棒生產(chǎn)線，短短幾年間國內(nèi)數(shù)家企業(yè)先后從國外引進了 10條預應力鋼棒生產(chǎn)線，力口上整修后的20余條國內(nèi)生產(chǎn)線，年產(chǎn)量達20余萬噸。我國高速線材生產(chǎn)的快速發(fā)展，促進了預應力混凝土結(jié)構(gòu)工程的設計、施工與用料的技術(shù)升級和更新?lián)Q代。但形成了嚴重的供大于求的局面，使得預應力鋼材產(chǎn)品的銷售價格一路下滑，貨款回收周期延長，使得許多企業(yè)處于半停產(chǎn)或停產(chǎn)的局面。自1999年以來，由于南方沿海一帶經(jīng)濟建設步伐的加快，建筑行業(yè)迅猛發(fā)展，使預應力鋼材市場活躍了起來，使得原半停產(chǎn)或停產(chǎn)的生產(chǎn)線被重新啟動，而隨著PC鋼棒生產(chǎn)質(zhì)量的不斷改進，以及國民對建筑鋼材高性價比帶來的一系列好處的深入認識，其應用越來越普遍，產(chǎn)量也在穩(wěn)步增長。廣東省建設廳在2000年出臺的文件規(guī)定，建造樓房所用管樁必須使用PC鋼棒。據(jù)統(tǒng)計，目前中國PC鋼棒生產(chǎn)能力已達100萬噸以上。
[0003]目前一般預應力混凝土用鋼棒的生產(chǎn)工藝為放線一剝殼除銹一定型刻槽一校直一感應加熱一淬火一回火一冷卻一傳動一剪切分線一收線，工藝成本高，浪費鋼材，工序復雜操作不便且制造出來的鋼棒性能差、延性差、易斷裂等缺點，這些鋼棒應用到工程、建筑物上，其滯后斷裂的敏感性呈現(xiàn)線性增加，風險性大，這對預應力混凝土用鋼棒產(chǎn)業(yè)而言將造成不可估量的質(zhì)量隱患和巨大的經(jīng)濟損失。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，提出一種高強度預應力混凝土用鋼棒及其生產(chǎn)工藝，該鋼棒強度高，延伸性好，抗滯后斷裂性強、易焊接、鐓鍛性能好等優(yōu)點，同時其生產(chǎn)工藝簡單易操作、生產(chǎn)穩(wěn)定效率高，節(jié)省鋼材節(jié)省成本。
[0005]本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
一種高強度預應力混凝土用鋼棒，其重量百分比化學成分為:c:0.20-0.25%，Si:1.50-1.85%, Mn:0.20-0.50%, Cr:0.07-0.09%, Mo:0.30-0.35%, V:0.25-0.35%, Nb:
0.05-0.08%, Ti:0.42-0.61%, N1:0.15-0.25%, Ca:0.25-0.40%, S 彡 0.025%, P 彡 0.025%,Cu ( 0.20%,復合稀土:0.15-0.30%，余量為 Fe ；
復合稀土的組分按質(zhì)量百分比計為:欽:5-8%，釓=8-10%, %:8-10%，鈰:15-20%，鐠:23-25%，釹:12-15%，鏑:11_14%，其余為鑭，以上各組分之和為100%。
[0006]本發(fā)明進一步限定的技術(shù)方案是:
前述高強度預應力混凝土用鋼棒中，其重量百分比化學成分為:c:0.25%，S1:1.65%,Mn:0.20%, Cr:0.08%, Mo:0.35%, V:0.25%, Nb:0.08%, T1:0.50%, N1:0.25%, Ca:0.30%, S:
0.025%, P:0.010%, Cu:0.15%,復合稀土:0.20%，余量為 Fe ；
復合稀土的組分按質(zhì)量百分比計為:欽:5%，釓:8%，釔:9%，鈰:20%，鐠:23%，釹:12%，鏑:14%，其余為鑭，以上各組分之和為100%。
[0007]前述高強度預應力混凝土用鋼棒中，其重量百分比化學成分為:C:0.20%，Si:
1.50%, Mn:0.50%, Cr:0.07%, Mo:0.30%, V:0.35%, Nb:0.05%, T1:0.42%, N1:0.15%, Ca:
0.25%, S:0.015%, P:0.015%, Cu:0.20%,復合稀土:0.15%，余量為 Fe ；
復合稀土的組分按質(zhì)量百分比計為:欽:8%，釓:9%，釔:8%，鈰:18%，鐠:25%，釹:15%，鏑:11%，其余為鑭，以上各組分之和為100%。
[0008]前述高強度預應力混凝土用鋼棒中，其重量百分比化學成分為:C:0.22%，Si:
1.85%, Mn:0.35%, Cr: 0.09%, Mo:0.33%, V:0.30%, Nb:0.07%, T1:0.61%, N1:0.18%, Ca:0.40%, S:0.020%, P:0.025%, Cu:0.15%,復合稀土:0.30%，余量為 Fe ；
復合稀土的組分按質(zhì)量百分比計為:欽:7%，釓:10%，釔:10%，鈰:15%，鐠:24%，釹:13%，鏑:13%，其余為鑭，以上各組分之和為100%。
[0009]本發(fā)明還設計了一種高強度預應力混凝土用鋼棒的生產(chǎn)工藝，具體生產(chǎn)工藝如下:
(1)將上述組分作為原料經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉、精煉處理、連鑄后得到鋼坯，然后將鋼坯通過步進式加熱爐加熱至1000-1500°c，加熱后的鋼坯出爐進行高壓水除鱗，除鱗壓力設定為15-18MPa，除鱗后鋼坯溫度為900_990°C ；
(2)將步驟(I)中除鱗后的鋼坯送入軋機軋制，鋼坯入爐預熱段溫度控制在660-710°C，加熱溫度為850-920°C，加熱1.5_3h，粗軋溫度為1000-1180°C，粗軋完成溫度控制在950以上，終軋溫度為800-850°C ；
(3)對步驟(2)中軋制后的鋼坯進行降溫冷卻處理工序以控制其內(nèi)部金相組織；
降溫冷卻處理工序具體為:采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以3.5-4.(TC /s的冷卻速率將鋼坯水冷至500-550°C，然后空冷至350-450°C，再采用水冷以3.0-3.5°C /s的冷卻速率將鋼坯水冷至150-185°C，最后空冷至室溫；
(4)將冷卻至室溫的鋼坯再次送入軋機進行第二次軋制，粗軋溫度控制在1000-1100oC，精軋溫度控制在950-980°C，軋制后弱冷至750_820°C，再自然冷卻至室溫；
(5)將步驟(4)中經(jīng)兩次軋制后的鋼坯進行熱處理并冷卻至室溫，對冷卻后的鋼坯進行穩(wěn)定化處理加熱到800-850°C，保溫10-15min，隨后進行空冷或爐冷至室溫；
(6)對步驟(5)中經(jīng)穩(wěn)定化處理后的鋼坯表面進行氣體氮化處理最終得到鋼棒，將鋼坯放置于氣體氮化爐中并向爐中通入NH3，將爐升溫至500-525°C，保持10_15h ；
(7)將經(jīng)氣體氮化處理的鋼棒送入吐絲機，在吐絲溫度為750-790°C下吐絲形成盤卷狀并進行空冷，在空冷后進一步經(jīng)集卷器打成卷筒狀； (8)將打成卷筒狀的鋼棒送入打捆機進行打捆并稱重，最后進入成品庫。
[0010]本發(fā)明進一步限定的技術(shù)方案是:
高強度預應力混凝土用鋼棒的生產(chǎn)工藝中，步驟(5)中對鋼坯進行熱處理，具體操作步驟如下:
a退火:將鋼坯爐熱至780-820°C并保溫l_2h后停爐，爐冷卻至420_450°C，隨后打開爐門繼續(xù)緩冷至190-250°C出爐空冷至室溫；
b淬火:將步驟a中退火后的鋼坯緩慢爐熱至890-910°C并保溫7_9h，然后直接用水噴淋鋼坯快速降溫；
c回火:將經(jīng)淬火后的鋼坯在室溫下再次入爐并爐熱至390-405 °C后保溫7-8h后出爐冷缺，在冷卻床上對鋼坯進行空氣冷卻，先以每秒4-6°C的冷卻速度將鋼坯冷卻到200-280 0C，然后再緩慢冷卻到室溫。
[0011]高強度預應力混凝土用鋼棒的生產(chǎn)工藝中，還包括在步驟(8)將打成卷筒狀的鋼棒送入打捆機進行打捆并稱重，最后進入成品庫前對卷筒狀鋼棒進行逐個檢查，剔除有缺陷的鋼棒
本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明調(diào)節(jié)了高強度預應力混凝土用鋼棒的組分改變組織狀態(tài)來強化原奧氏體晶界、阻止氫的吸入，降低氫的擴散系數(shù)等，從而提高鋼棒的抗氫致延遲斷裂的能力，具體措施如下:
(I)減少P、S夾雜物沿原奧氏體晶界的偏析；(2)降低Mn、Si含量，抑制P的晶界偏析；(3)為了提高回火溫度，將Si的含量提高到1.5%以上；(4)為了確?；鼗饡r仍能達到所需求的強度，添加Mo、V等特殊碳化物析出元素；(5)添加Nb、V、Ti微合金化元素以細化晶粒；(6)添加Ni并通過軋制和熱處理過程使其富聚于鋼材表面，以降低氫的吸入量和擴散系數(shù)。
[0012]本發(fā)明高強度預應力混凝土用鋼棒的組分中還加入了 Ca成份復合成份中的Si，能增加斷裂時間，這是因為Ca具有控制夾雜物的作用，促使MnS向球狀CaS的轉(zhuǎn)變，降低了MnS的有害作用，強化了原奧氏體晶界的結(jié)合強度，從而使鋼棒的抗延遲斷裂性能提高。
[0013]本發(fā)明高強度預應力混凝土用鋼棒的組分中還加入Cr、Nb、V、Ni從而可以提高C和N元素的原子活性，使各原子形成的氣團能與位錯形成強烈的相互作用，釘扎位錯，產(chǎn)生屈服平臺；其中:Cr，增加鋼的淬透性，顯著提高強度、硬度和耐磨性，也增加了鋼的耐蝕性和抗氧化能力；Ni，提高鋼的強度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力；Nb，細化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強度，也可防止晶間腐蝕現(xiàn)象。
[0014]本發(fā)明工藝步驟(4)將冷卻至室溫的鋼坯再次送入軋機進行第二次軋制，粗軋溫度控制在1000-1100°C，精軋溫度控制在950-980°C，軋制后弱冷至750_820°C，再自然冷卻至室溫；兩次軋制結(jié)合弱冷的方式有效保證軋制后的鋼棒的晶粒度達到9級以上，軋制后的鋼棒快速加熱阻止奧氏體晶粒度的長大，保持細晶粒狀態(tài)，保證了后續(xù)熱處理后鋼棒的晶粒度達到11級以上，細晶化處理可迅速提高屈服強度和抗拉強度的同時保持超高塑性。
[0015]本發(fā)明工藝的步驟(3)中對鋼坯進行降溫處理時采用水冷與空冷結(jié)合，依次為:水冷-空冷-水冷-空冷，這樣，通過回火后的冷卻控制，可以使碳化物充分溶解，均勻擴散，避免了碳化物在晶間的析出造成晶間腐蝕和點蝕超標，保證了材料的鐵素體含量小于
0.5%，還可以使材料固溶充分，避免了熱處理方式加熱不均，固溶不均帶來的腐蝕速率超標和硬度超標，從而帶來了另一個技術(shù)指標的攬，獲得了意想不到的技術(shù)效果。
[0016]本發(fā)明在鋼棒制成后對產(chǎn)品進行逐個檢查，確保產(chǎn)品合格率，本發(fā)明的預應力混凝土用鋼棒強度高、延性好、抗滯后斷裂性強、易焊接、鐓鍛性能好等優(yōu)點，同時其生產(chǎn)工藝簡單易操作、節(jié)省鋼材節(jié)省成本。

【具體實施方式】
[0017]實施例1
本實施例提供一種高強度預應力混凝土用鋼棒，其重量百分比化學成分為:c:0.25%，Si:1.65%, Mn:0.20%, Cr:0.08%, Mo:0.35%, V:0.25%, Nb:0.08%, T1:0.50%, N1:0.25%, Ca:0.30%, S:0.025%, P:0.010%, Cu:0.15%,復合稀土:0.20%，余量為 Fe ；
復合稀土的組分按質(zhì)量百分比計為:欽:5%，釓:8%，釔:9%，鈰:20%，鐠:23%，釹:12%，鏑:14%，其余為鑭，以上各組分之和為100%。
[0018]上述高強度預應力混凝土用鋼棒的生產(chǎn)工藝，具體生產(chǎn)工藝如下:
(1)將上述組分作為原料經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉、精煉處理、連鑄后得到鋼坯，然后將鋼坯通過步進式加熱爐加熱至1000°c，加熱后的鋼坯出爐進行高壓水除鱗，除鱗壓力設定為18MPa，除鱗后鋼還溫度為900°C ；
(2)將步驟(I)中除鱗后的鋼坯送入軋機軋制，鋼坯入爐預熱段溫度控制在700°C，力口熱溫度為850°C，加熱2h，粗軋溫度為1180°C，粗軋完成溫度控制在950以上，終軋溫度為850 0C ；
(3)對步驟(2)中軋制后的鋼坯進行降溫冷卻處理工序以控制其內(nèi)部金相組織；
降溫冷卻處理工序具體為:采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以4.(TC /s的冷卻速率將鋼坯水冷至550°C，然后空冷至350°C，再采用水冷以3.2V /s的冷卻速率將鋼坯水冷至150°C，最后空冷至室溫；
(4)將冷卻至室溫的鋼坯再次送入軋機進行第二次軋制，粗軋溫度控制在1025°C，精軋溫度控制在950°C，軋制后弱冷至800°C，再自然冷卻至室溫；
(5)將步驟(4)中經(jīng)兩次軋制后的鋼坯進行熱處理并冷卻至室溫，對冷卻后的鋼坯進行穩(wěn)定化處理加熱到850°C，保溫15min，隨后進行空冷或爐冷至室溫；
熱處理，具體操作步驟如下:
a退火:將鋼坯爐熱至820°C并保溫1.5h后停爐，爐冷卻至420_450°C，隨后打開爐門繼續(xù)緩冷至190-250°C出爐空冷至室溫；
b淬火:將步驟a中退火后的鋼坯緩慢爐熱至890-910°C并保溫7_9h，然后直接用水噴淋鋼坯快速降溫；
c回火:將經(jīng)淬火后的鋼坯在室溫下再次入爐并爐熱至390-405°C后保溫7-8h后出爐冷缺，在冷卻床上對鋼坯進行空氣冷卻，先以每秒4-6°C的冷卻速度將鋼坯冷卻到200-280°C，然后再緩慢冷卻到室溫；
(6)對步驟(5)中經(jīng)穩(wěn)定化處理后的鋼坯表面進行氣體氮化處理最終得到鋼棒，將鋼坯放置于氣體氮化爐中并向爐中通入NH3，將爐升溫至500°C，保持13h ； (7)將經(jīng)氣體氮化處理的鋼棒送入吐絲機，在吐絲溫度為750°C下吐絲形成盤卷狀并進行空冷，在空冷后進一步經(jīng)集卷器打成卷筒狀；
(8)對卷筒狀鋼棒進行逐個檢查，剔除有缺陷的鋼棒，將打成卷筒狀的鋼棒送入打捆機進行打捆并稱重，最后進入成品庫。
[0019]實施例2
本實施例提供一種高強度預應力混凝土用鋼棒，其重量百分比化學成分為:c:0.20%,Si:1.50%, Mn:0.50%, Cr:0.07%, Mo:0.30%, V:0.35%, Nb:0.05%, T1:0.42%, N1:0.15%, Ca:0.25%, S:0.015%, P:0.015%, Cu:0.20%,復合稀土:0.15%，余量為 Fe ；
復合稀土的組分按質(zhì)量百分比計為:欽:8%，釓:9%，釔:8%，鈰:18%，鐠:25%，釹:15%，鏑:11%，其余為鑭，以上各組分之和為100%。
[0020]上述高強度預應力混凝土用鋼棒的生產(chǎn)工藝，具體生產(chǎn)工藝如下:
(1)將上述組分作為原料經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉、精煉處理、連鑄后得到鋼坯，然后將鋼坯通過步進式加熱爐加熱至1250°c，加熱后的鋼坯出爐進行高壓水除鱗，除鱗壓力設定為17MPa，除鱗后鋼還溫度為990°C ；
(2)將步驟(I)中除鱗后的鋼坯送入軋機軋制，鋼坯入爐預熱段溫度控制在710°C，力口熱溫度為900°C，加熱3h，粗軋溫度為1050°C，粗軋完成溫度控制在950以上，終軋溫度為800 0C ；
(3)對步驟(2)中軋制后的鋼坯進行降溫冷卻處理工序以控制其內(nèi)部金相組織；
降溫冷卻處理工序具體為:采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以3.50C /s的冷卻速率將鋼坯水冷至500°C，然后空冷至450°C，再采用水冷以3.0°C /s的冷卻速率將鋼坯水冷至185°C，最后空冷至室溫；
(4)將冷卻至室溫的鋼坯再次送入軋機進行第二次軋制，粗軋溫度控制在1100°C，精軋溫度控制在980°C，軋制后弱冷至750°C，再自然冷卻至室溫；
(5)將步驟(4)中經(jīng)兩次軋制后的鋼坯進行熱處理并冷卻至室溫，對冷卻后的鋼坯進行穩(wěn)定化處理加熱到800°C，保溫lOmin，隨后進行空冷或爐冷至室溫；
熱處理，具體操作步驟如下:
a退火:將鋼坯爐熱至780°C并保溫2h后停爐，爐冷卻至420°C，隨后打開爐門繼續(xù)緩冷至250°C出爐空冷至室溫；
b淬火:將步驟a中退火后的鋼坯緩慢爐熱至910°C并保溫9h，然后直接用水噴淋鋼坯快速降溫；
c回火:將經(jīng)淬火后的鋼坯在室溫下再次入爐并爐熱至405°C后保溫7h后出爐冷缺，在冷卻床上對鋼坯進行空氣冷卻，先以每秒6°C的冷卻速度將鋼坯冷卻到280°C，然后再緩慢冷卻到室溫；
(6)對步驟(5)中經(jīng)穩(wěn)定化處理后的鋼坯表面進行氣體氮化處理最終得到鋼棒，將鋼坯放置于氣體氮化爐中并向爐中通入NH3，將爐升溫至525°C，保持15h ；
(7)將經(jīng)氣體氮化處理的鋼棒送入吐絲機，在吐絲溫度為790°C下吐絲形成盤卷狀并進行空冷，在空冷后進一步經(jīng)集卷器打成卷筒狀；
(8)對卷筒狀鋼棒進行逐個檢查，剔除有缺陷的鋼棒，將打成卷筒狀的鋼棒送入打捆機進行打捆并稱重，最后進入成品庫。
[0021]實施例3
本實施例提供一種高強度預應力混凝土用鋼棒，其重量百分比化學成分為:c:0.22%，Si:1.85%, Mn:0.35%, Cr: 0.09%, Mo:0.33%，V:0.30%, Nb:0.07%, T1:0.61%, N1:0.18%, Ca:
0.40%, S:0.020%, P:0.025%, Cu:0.15%,復合稀土:0.30%，余量為 Fe ；
復合稀土的組分按質(zhì)量百分比計為:欽:7%，釓:10%，釔:10%，鈰:15%，鐠:24%，釹:13%，鏑:13%，其余為鑭，以上各組分之和為100%。
[0022]上述高強度預應力混凝土用鋼棒的生產(chǎn)工藝，具體生產(chǎn)工藝如下:
(1)將上述組分作為原料經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉、精煉處理、連鑄后得到鋼坯，然后將鋼坯通過步進式加熱爐加熱至1500°C，加熱后的鋼坯出爐進行高壓水除鱗，除鱗壓力設定為15MPa，除鱗后鋼還溫度為950°C ；
(2)將步驟(I)中除鱗后的鋼坯送入軋機軋制，鋼坯入爐預熱段溫度控制在660°C，力口熱溫度為920°C，加熱1.5h，粗軋溫度為1000°C，粗軋完成溫度控制在950以上，終軋溫度為825 0C ；
(3)對步驟(2)中軋制后的鋼坯進行降溫冷卻處理工序以控制其內(nèi)部金相組織；
降溫冷卻處理工序具體為:采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以3.80C /s的冷卻速率將鋼坯水冷至525°C，然后空冷至380°C，再采用水冷以3.5°C /s的冷卻速率將鋼坯水冷至175 °C，最后空冷至室溫；
(4)將冷卻至室溫的鋼坯再次送入軋機進行第二次軋制，粗軋溫度控制在1000°C，精軋溫度控制在970°C，軋制后弱冷至820°C，再自然冷卻至室溫；
(5)將步驟(4)中經(jīng)兩次軋制后的鋼坯進行熱處理并冷卻至室溫，對冷卻后的鋼坯進行穩(wěn)定化處理加熱到820°C，保溫13min，隨后進行空冷或爐冷至室溫；
熱處理，具體操作步驟如下:
a退火:將鋼坯爐熱至800°C并保溫Ih后停爐，爐冷卻至450°C，隨后打開爐門繼續(xù)緩冷至200°C出爐空冷至室溫；
b淬火:將步驟a中退火后的鋼坯緩慢爐熱至890°C并保溫7h，然后直接用水噴淋鋼坯快速降溫；
c回火:將經(jīng)淬火后的鋼坯在室溫下再次入爐并爐熱至390°C后保溫7.5h后出爐冷缺，在冷卻床上對鋼坯進行空氣冷卻，先以每秒4°C的冷卻速度將鋼坯冷卻到250°C，然后再緩慢冷卻到室溫；
(6)對步驟(5)中經(jīng)穩(wěn)定化處理后的鋼坯表面進行氣體氮化處理最終得到鋼棒，將鋼坯放置于氣體氮化爐中并向爐中通入NH3，將爐升溫至545°C，保持1h ；
(7)將經(jīng)氣體氮化處理的鋼棒送入吐絲機，在吐絲溫度為760°C下吐絲形成盤卷狀并進行空冷，在空冷后進一步經(jīng)集卷器打成卷筒狀；
(8)對卷筒狀鋼棒進行逐個檢查，剔除有缺陷的鋼棒，將打成卷筒狀的鋼棒送入打捆機進行打捆并稱重，最后進入成品庫。
[0023]除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高強度預應力混凝土用鋼棒，其特征在于，其重量百分比化學成分為:C:0.20-0.25%, Si:1.50-1.85%, Mn:0.20-0.50%, Cr: 0.07-0.09%, Mo:0.30-0.35%,V:0.25-0.35%, Nb:0.05-0.08%, Ti:0.42-0.61%, Ni:0.15-0.25%, Ca:0.25-0.40%,S 彡 0.025%, P 彡 0.025%, Cu ( 0.20%,復合稀土:0.15-0.30%，余量為 Fe ； 所述復合稀土的組分按質(zhì)量百分比計為:欽:5-8%，釓:8-10%，釔:8-10%，鈰:15-20%，鐠:23-25%,釹:12-15%，鏑:11_14%，其余為鑭，以上各組分之和為100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度預應力混凝土用鋼棒，其特征在于，其重量百分比化學成分為:C:0.25%, Si:1.65%, Mn:0.20%, Cr:0.08%, Mo:0.35%, V:0.25%, Nb:0.08%, Ti:0.50%, Ni:0.25%, Ca:0.30%, S:0.025%, P:0.010%, Cu:0.15%,復合稀土:0.20%,余量為 Fe ； 所述復合稀土的組分按質(zhì)量百分比計為:欽:5%，釓:8%，釔:9%，鈰:20%，鐠:23%，釹:12%，鏑:14%，其余為鑭，以上各組分之和為100%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度預應力混凝土用鋼棒，其特征在于，其重量百分比化學成分為:c:0.20%, Si:1.50%, Mn:0.50%, Cr:0.07%, Mo:0.30%, V:0.35%, Nb:0.05%, Ti:0.42%, Ni:0.15%, Ca:0.25%, S:0.015%, P:0.015%, Cu:0.20%,復合稀土:0.15%,余量為 Fe ； 所述復合稀土的組分按質(zhì)量百分比計為:欽:8%，釓:9%，釔:8%，鈰:18%，鐠:25%，釹:15%，鏑:11%，其余為鑭，以上各組分之和為100%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度預應力混凝土用鋼棒，其特征在于，其重量百分比化學成分為:C:0.22%, Si:1.85%, Mn:0.35%, Cr: 0.09%, Mo:0.33%, V:0.30%, Nb:0.07%, Ti:0.61%, Ni:0.18%, Ca:0.40%, S:0.020%, P:0.025%, Cu:0.15%,復合稀土:0.30%,余量為 Fe ； 所述復合稀土的組分按質(zhì)量百分比計為:欽:7%，釓:10%，釔:10%，鈰:15%，鐠:24%，釹:13%，鏑:13%，其余為鑭，以上各組分之和為100%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述高強度預應力混凝土用鋼棒的生產(chǎn)工藝，其特征在于，具體生產(chǎn)工藝如下: (1)將上述組分作為原料經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉、精煉處理、連鑄后得到鋼坯，然后將鋼坯通過步進式加熱爐加熱至1000-1500°C，加熱后的鋼坯出爐進行高壓水除鱗，除鱗壓力設定為15-18MPa，除鱗后鋼坯溫度為900_990°C ； (2)將步驟(I)中除鱗后的鋼坯送入軋機軋制，鋼坯入爐預熱段溫度控制在660-710°C，加熱溫度為850-920°C，加熱1.5_3h，粗軋溫度為1000-1180°C，粗軋完成溫度控制在950以上，終軋溫度為800-850°C ； (3)對步驟(2)中軋制后的鋼坯進行降溫冷卻處理工序以控制其內(nèi)部金相組織； 所述的降溫冷卻處理工序具體為:采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以3.5-4.(TC /s的冷卻速率將鋼坯水冷至500-550°C，然后空冷至350-450°C，再采用水冷以3.0-3.5°C /s的冷卻速率將鋼坯水冷至150-185°C，最后空冷至室溫； (4)將冷卻至室溫的鋼坯再次送入軋機進行第二次軋制，粗軋溫度控制在1000-1100°C，精軋溫度控制在950-980°C，軋制后弱冷至750_820°C，再自然冷卻至室溫； (5)將步驟(4)中經(jīng)兩次軋制后的鋼坯進行熱處理并冷卻至室溫，對冷卻后的鋼坯進行穩(wěn)定化處理加熱到800-850°C，保溫10-15min，隨后進行空冷或爐冷至室溫； (6)對步驟(5)中經(jīng)穩(wěn)定化處理后的鋼坯表面進行氣體氮化處理最終得到鋼棒，將鋼坯放置于氣體氮化爐中并向爐中通入NH3，將爐升溫至500-525°C，保持10_15h ； (7)將經(jīng)氣體氮化處理的鋼棒送入吐絲機，在吐絲溫度為750-790°C下吐絲形成盤卷狀并進行空冷，在空冷后進一步經(jīng)集卷器打成卷筒狀； (8)將打成卷筒狀的鋼棒送入打捆機進行打捆并稱重，最后進入成品庫。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述高強度預應力混凝土用鋼棒的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述步驟(5)中對鋼坯進行熱處理，具體操作步驟如下: a退火:將鋼坯爐熱至780-820°C并保溫l_2h后停爐，爐冷卻至420_450°C，隨后打開爐門繼續(xù)緩冷至190-250°C出爐空冷至室溫； b淬火:將步驟a中退火后的鋼坯緩慢爐熱至890-910°C并保溫7_9h，然后直接用水噴淋鋼坯快速降溫； c回火:將經(jīng)淬火后的鋼坯在室溫下再次入爐并爐熱至390-405°C后保溫7-8h后出爐冷缺，在冷卻床上對鋼坯進行空氣冷卻，先以每秒4-6°C的冷卻速度將鋼坯冷卻到200-280 0C，然后再緩慢冷卻到室溫。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述高強度預應力混凝土用鋼棒的生產(chǎn)工藝，其特征在于:還包括在步驟(8)將打成卷筒狀的鋼棒送入打捆機進行打捆并稱重，最后進入成品庫前對卷筒狀鋼棒進行逐個檢查，剔除有缺陷的鋼棒。
【文檔編號】C22C38/50GK104404380SQ201410621536
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】姚圣法, 吳海洋 申請人:江蘇天舜金屬材料集團有限公司