專利名稱：一種高強(qiáng)屈比高塑性預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼材的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混凝土用鋼材的加工方法，具體的說(shuō)是一種高強(qiáng)屈比高塑性預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼材的加工方法。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼材已廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域，用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程中可提高混凝土的整體強(qiáng)度，減小裂紋開展。但國(guó)內(nèi)外大部份預(yù)應(yīng)力鋼材的伸長(zhǎng)率僅在3 6%，強(qiáng)屈比僅在1. 05 1. 15之間。預(yù)應(yīng)力鋼材的張拉值一般設(shè)計(jì)在70%的抗拉強(qiáng)度，當(dāng)塑性和強(qiáng)屈比較小時(shí)，整體的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受外界力如地震水平力的沖擊作用下，預(yù)應(yīng)力鋼材沒(méi)有安全儲(chǔ)備，將發(fā)生瞬間斷裂，造成整體混凝土結(jié)構(gòu)倒塌等事故。在生產(chǎn)工藝中，現(xiàn)有的預(yù)應(yīng)力鋼材均采用盤條或直條一酸洗磷化一連續(xù)拉拔一捻股一調(diào)質(zhì)熱處理一收線一層卷一檢驗(yàn)包裝入庫(kù)。該生產(chǎn)工藝必須設(shè)有酸洗磷化工序，即采用鹽酸或硫酸將盤條鋼絲表面的氧化鐵皮進(jìn)行酸洗清除，然后進(jìn)入磷化池磷化，以便于連續(xù)拉拔生產(chǎn)。 這樣，現(xiàn)有工藝所產(chǎn)生的大量廢酸無(wú)法得到有效的治理，存在嚴(yán)重的環(huán)境污染；而且連續(xù)拉拔均采用多臺(tái)大功率的拉絲機(jī)，也嚴(yán)重的浪費(fèi)了有限的電能資源。因此，現(xiàn)有的預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線的加工方法存在嚴(yán)重環(huán)境污染、浪費(fèi)電能和鋼材資源、生產(chǎn)成本較高等缺點(diǎn)，有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種高強(qiáng)屈比高塑性預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼材的加工方法，具有安全系數(shù)高，強(qiáng)屈比高，塑性高，具有明顯的屈服平臺(tái)，成本低，環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明解決以上技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是
一種高強(qiáng)屈比高塑性預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼材的加工方法，按以下步驟進(jìn)行 ⑴由鋼廠按以下重量百分比的化學(xué)成份c :0. 10 0. 5%, Si 0. 3 1. 8%, Mn :0. 6 1. 9%, Nb 0. 02 0. 2%, V :0. 01 0. 1%，Ni :0. 01 0. 2%、Cr :0. 1 0. 5%、Ti :0. 015 0. 2%, B 0. 001 0. 005%中的一種或幾種微量合金元素，F(xiàn)e 余量，冶煉并軋成帶有或沒(méi)有螺紋的盤條或直條；
⑵將軋好的螺紋盤條或直條送入加熱爐加熱到850 1100°C，然后經(jīng)冷卻裝置冷卻到600 690°C，在淬火器內(nèi)用水或淬火液進(jìn)行5 30秒淬火，再經(jīng)過(guò)回火加熱爐加熱到 450 650°C回火；
⑶通過(guò)回火冷卻裝置冷卻處理到常溫，最后進(jìn)行檢驗(yàn)入庫(kù)。由于現(xiàn)有技術(shù)中，需要連續(xù)拉拔，為了便于連續(xù)拉拔就必須要有之前的酸洗磷化工序，而本申請(qǐng)無(wú)需連續(xù)拉拔，先冶煉并軋成帶有或沒(méi)有螺紋的盤條或直條送入加熱爐加熱，因此無(wú)需酸洗磷化工序，不使用鹽酸或硫酸進(jìn)行酸洗和磷化，具有環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明采用的在線連續(xù)空冷加淬火工藝技術(shù)，可使產(chǎn)保證了產(chǎn)品的質(zhì)量要求及性能指標(biāo)。
在鋼中添加“V”，通過(guò)碳化釩的析出氫陷阱，避免鋼中的氫向微觀界面(晶界等)處偏聚，使氫被固定在晶內(nèi)一些缺陷處，改善該鋼材的耐延遲斷裂的性能；在鋼中添加“V”， 釩在鋼中固溶和析出的作用，是熱處理馬氏體鋼中的主要析出強(qiáng)化元素，但在該鋼種中屈服點(diǎn)表現(xiàn)不明顯，屈服點(diǎn)容易發(fā)生上下偏移；、在鋼中同時(shí)添加“Nb”和“V”，使得鋼材出現(xiàn)明顯的屈服平臺(tái)，使得鋼材在外力作用下有一個(gè)很好的緩沖帶，不至于斷裂，特別適用于地震中建筑物的緩沖。本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是
前述的高強(qiáng)屈比高塑性預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼材的加工方法，盤條或直條按重量百分比由以下化學(xué)成份組成c :0. 13%、Si :0. 58%,Mn :1. 8%、Nb :0. 025%、V :0. 02%、Cr :0. 3% 和 Fe 余量。前述的高強(qiáng)屈比高塑性預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼材的加工方法，盤條或直條按重量百分比由以下化學(xué)成份組成:C :0. 23%、Si :1. 58%、Mn :0. 6%、Nb :0. 02%、V :0. 2%、Ni :0. 02%、Ti 0. 025%、Cr 0. 3%、B :0. 0045% 和 Fe 余量。前述的高強(qiáng)屈比高塑性預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼材的加工方法，盤條或直條按重量百分比由以下化學(xué)成份組成:C :0. 43%、Si :0. 6%、Mn :1. 2%、Nb :0. 2%、V :0. 01%、Ni :0. 02%、Ti 0. 025%、Cr 0. 3%、B :0. 0045% 和 Fe 余量。前述的高強(qiáng)屈比高塑性預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼材的加工方法，步驟⑵中，將軋好的螺紋盤條或直條經(jīng)過(guò)前牽引傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)依次送入加熱爐，然后經(jīng)冷卻裝置后，送入淬火裝置，再經(jīng)過(guò)回火加熱爐，再通過(guò)回火冷卻裝置，最后由后牽引傳動(dòng)系統(tǒng)牽出；前后牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的頻率差在0. 5 1. 5HZ。設(shè)定頻率差使得產(chǎn)品在一定的張力條件下淬火回火，具有低松弛的優(yōu)點(diǎn)；利用前后牽引之間張力差，使鋼材組織在熱處理過(guò)程中形成形變錯(cuò)位，從而產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力的特性，即70%Rml000h松弛率小于等于2. 5%。前述的高強(qiáng)屈比高塑性預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼材的加工方法，步驟⑵中，在冷卻裝置中，通過(guò)高壓氣體或汽霧冷卻將盤條或直條冷卻到600 690°C。本發(fā)明的有益效果是(1)本發(fā)明不使用鹽酸或硫酸進(jìn)行酸洗和磷化，具有環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)；(2)本發(fā)明采用的在線連續(xù)空冷加淬火工藝技術(shù)，可使產(chǎn)品的伸長(zhǎng)率大于15%以上，強(qiáng)屈比大于1.21以上，具有伸長(zhǎng)率高、強(qiáng)屈比高的優(yōu)點(diǎn)；(3)本發(fā)明采用的在線連續(xù)空冷加淬火工藝技術(shù)，金相組織為由鐵素體、馬氏體、少量貝氏體組織組成，其中鐵素體均勻分布在馬氏體及貝氏體組織內(nèi)；(5)本發(fā)明可通過(guò)由前后牽引傳動(dòng)系統(tǒng)，前后牽引頻率差在0. 5 1. 5HZ，使得產(chǎn)品在一定的張力條件下淬火回火，具有低松弛的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為現(xiàn)有的鋼材屈服平臺(tái)曲線。圖2為本發(fā)明的鋼材屈服平臺(tái)曲線。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
本實(shí)施例提供的一種高強(qiáng)屈比高塑性預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼材的加工方法，具體流程為 由鋼廠按化學(xué)成份 C 0. 13%,Si 0. 58%、Mn :1. 8%、Nb :0. 025%,V :0. 02%,Cr :0. 3%和 Fe 余量，冶煉好并軋制好螺紋盤條或直條；
然后準(zhǔn)備好校直機(jī)組、前牽引傳動(dòng)系統(tǒng)、加熱爐、冷卻裝置、淬火裝置和回火加熱爐，并接通電源，在冷卻裝置上連接好壓縮空氣，淬火裝置的接通高壓水泵；
將螺紋盤條或直條運(yùn)輸?shù)胶罄m(xù)加工場(chǎng)所，經(jīng)過(guò)前牽引傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)依次送入加熱爐加熱到850°C，然后經(jīng)冷卻裝置通過(guò)高壓氣體或汽霧冷卻冷卻到690°C后，在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進(jìn)行為時(shí)7秒鐘淬火，再經(jīng)過(guò)回火加熱爐加熱到620°C回火；
通過(guò)回火冷卻裝置冷卻處理到常溫，由后牽引傳動(dòng)系統(tǒng)牽出，前后牽引頻率差在 0. 5HZ，最后進(jìn)行檢驗(yàn)入庫(kù)。圖1為現(xiàn)有的鋼材屈服平臺(tái)曲線，圖2為本發(fā)明的鋼材屈服平臺(tái)曲線，其中縱坐標(biāo)為力kN，橫坐標(biāo)為時(shí)間S，由圖2可以看出鋼材出現(xiàn)明顯的屈服平臺(tái)。實(shí)施例2
本實(shí)施例提供的一種高強(qiáng)屈比高塑性預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼材的加工方法，具體流程為 由鋼廠按化學(xué)成份 C 0. 23%、Si 1. 58%、Mn :0. 6%、Nb :0. 02%、V :0. 2%、Ni :0. 02%、Ti 0. 025%、Cr 0. 3%、B :0. 0045%和Fe 余量，冶煉好并軋制好螺紋盤條或直條；
準(zhǔn)備好校直機(jī)組、前牽引傳動(dòng)系統(tǒng)、加熱爐、冷卻裝置、淬火裝置和回火加熱爐，并接通電源，在冷卻裝置上連接好壓縮空氣，淬火裝置的接通高壓水泵；
將螺紋盤條或直條運(yùn)輸?shù)胶罄m(xù)加工場(chǎng)所，經(jīng)過(guò)前牽引傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)依次送入加熱爐加熱到960°C，然后經(jīng)冷卻裝置通過(guò)高壓氣體或汽霧冷卻冷卻到630°C后，在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進(jìn)行為時(shí)15秒鐘淬火，再經(jīng)過(guò)回火加熱爐加熱到560°C回火；
通過(guò)回火冷卻裝置冷卻處理到常溫，由后牽引傳動(dòng)系統(tǒng)牽出，前后牽引頻率差在 1.5HZ，最后進(jìn)行檢驗(yàn)入庫(kù)。圖1為現(xiàn)有的鋼材屈服平臺(tái)曲線，圖2為本發(fā)明的鋼材屈服平臺(tái)曲線，其中縱坐標(biāo)為力kN，橫坐標(biāo)為時(shí)間S，由圖2可以看出鋼材出現(xiàn)明顯的屈服平臺(tái)。實(shí)施例3
本實(shí)施例提供的一種高強(qiáng)屈比高塑性預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼材的加工方法，具體流程為 由鋼廠按化學(xué)成份 C 0. 43%、Si 0. 6%、Mn :1. 2%、Nb :0. 2%、V :0. 01%、Ni :0. 02%、Ti
0.025%、Cr 0. 3%、B :0. 0045%和Fe 余量，冶煉好并軋制好螺紋盤條或直條；
準(zhǔn)備好校直機(jī)組、前牽引傳動(dòng)系統(tǒng)、加熱爐、冷卻裝置、淬火裝置和回火加熱爐，并接通電源，在冷卻裝置上連接好壓縮空氣，淬火裝置的接通高壓水泵；
將螺紋盤條或直條運(yùn)輸?shù)胶罄m(xù)加工場(chǎng)所，經(jīng)過(guò)前牽引傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)依次送入加熱爐加熱到1100°C，然后經(jīng)冷卻裝置通過(guò)高壓氣體或汽霧冷卻冷卻到6000°C后，在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進(jìn)行為時(shí)30秒鐘淬火，再經(jīng)過(guò)回火加熱爐加熱到650°C回火；
通過(guò)回火冷卻裝置冷卻處理到常溫，由后牽引傳動(dòng)系統(tǒng)牽出，前后牽引頻率差在
1.OHZ，最后進(jìn)行檢驗(yàn)入庫(kù)。圖1為現(xiàn)有的鋼材屈服平臺(tái)曲線，圖2為本發(fā)明的鋼材屈服平臺(tái)曲線，其中縱坐標(biāo)為力kN，橫坐標(biāo)為時(shí)間S，由圖2可以看出鋼材出現(xiàn)明顯的屈服平臺(tái)。 除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)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(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)屈比高塑性預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼材的加工方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行⑴由鋼廠按以下重量百分比的化學(xué)成份 C 0. 10 0. 5%, Si 0. 3 1. 8%, Mn 0. 6 1. 9%, Nb :0. 02 0. 2%, V 0. 01 0. 1%，Ni 0. 01 0. 2%、Cr :0. 1 0. 5%、Ti :0. 015 0. 2%、B :0. 001 0. 005% 中的一種或幾種微量合金元素， Fe 余量，冶煉并軋成帶有或沒(méi)有螺紋的盤條或直條；⑵將軋好的螺紋盤條或直條送入加熱爐加熱到850 1100°C，然后經(jīng)冷卻裝置冷卻到600 690°C，在淬火器內(nèi)用水或淬火液進(jìn)行5 30秒淬火，再經(jīng)過(guò)回火加熱爐加熱到 450 650°C回火；⑶通過(guò)回火冷卻裝置冷卻處理到常溫，最后進(jìn)行檢驗(yàn)入庫(kù)。
2.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)屈比高塑性預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼材的加工方法，其特征在于所述盤條或直條按重量百分比由以下化學(xué)成份組成C :0. 13%, Si :0. 58%,Mn :1. 8%、Nb 0. 025%、V :0. 02%、Cr :0. 3% 和 Fe 余量。
3.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)屈比高塑性預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼材的加工方法，其特征在于所述盤條或直條按重量百分比由以下化學(xué)成份組成c :0. 23%, Si :1. 58%,Mn :0. 6%、Nb 0. 02%、V :0. 2%、Ni 0. 02%、Ti :0. 025%、Cr :0. 3%、B :0. 0045% 和 Fe 余量。
4.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)屈比高塑性預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼材的加工方法，其特征在于所述盤條或直條按重量百分比由以下化學(xué)成份組成C :0. 43%、Si :0. 6%、Mn :1. 2%、Nb 0. 2%、V 0. 01%、Ni 0. 02%、Ti :0. 025%、Cr :0. 3%、B :0. 0045% 和 Fe 余量。
5.如權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的高強(qiáng)屈比高塑性預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼材的加工方法，其特征在于所述步驟⑵中，將軋好的螺紋盤條或直條經(jīng)過(guò)前牽引傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)依次送入加熱爐，然后經(jīng)冷卻裝置后，送入淬火裝置，再經(jīng)過(guò)回火加熱爐，再通過(guò)回火冷卻裝置，最后由后牽引傳動(dòng)系統(tǒng)牽出；所述前后牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的頻率差在0. 5 1. 5HZ。
6.如權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的高強(qiáng)屈比高塑性預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼材的加工方法，其特征在于所述步驟⑵中，在冷卻裝置中，通過(guò)高壓氣體或汽霧冷卻將盤條或直條冷卻到600 690 0C ο
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混凝土用鋼材的加工方法，是一種高強(qiáng)屈比高塑性預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼材的加工方法，先由鋼廠按化學(xué)成份C0.10～0.5%，Si0.3～1.8%，Mn0.6～1.9%，Nb0.02～0.2%，V0.01～0.1%，Ni0.01～0.2%、Cr0.1～0.5%、Ti0.015～0.2%、B0.001～0.005%中的一種或幾種微量合金元素，F(xiàn)e余量，冶煉并軋成帶有或沒(méi)有螺紋的盤條或直條；將軋好的螺紋盤條或直條送入加熱爐加熱到850～1100℃，然后經(jīng)冷卻裝置冷卻到600～690℃，在淬火器內(nèi)用水或淬火液進(jìn)行5～30秒淬火，再經(jīng)過(guò)回火加熱爐加熱到450～650℃回火；通過(guò)回火冷卻裝置冷卻處理到常溫，最后進(jìn)行檢驗(yàn)入庫(kù)。本發(fā)明不使用鹽酸或硫酸進(jìn)行酸洗和磷化，具有環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)；可使產(chǎn)品具有伸長(zhǎng)率高、具有明顯的屈服平臺(tái)，強(qiáng)屈比高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C21D1/18GK102181798SQ20111008637
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者吳海洋, 姚圣法 申請(qǐng)人:江蘇國(guó)建新材料股份有限公司, 江蘇天舜金屬材料集團(tuán)有限公司