[发明专利]超高强度热轧树脂锚杆钢筋及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢筋及其生产方法，特别是涉及到一种超高强度热轧树脂锚杆钢筋及其生产方法，其可作为煤矿巷道支护用杆体材料，其屈服强度≥700MPa。

背景技术

热轧树脂锚杆钢筋主要应用于煤矿井巷和隧道的锚杆支护，锚杆支护是广泛应用的一项重要支护技术，煤巷锚杆支护技术近年来发展极为迅速，而且高强度、高刚度和高可靠性成为一种发展趋势。这种支护系统在提高巷道支护效果，保证巷道安全，减轻工人劳动强度，简化采煤工作面端头区维护工艺等方面具有明显的优越性，十分有利于采煤工作面的快速推进，实现矿井的高产高效。树脂锚杆的杆体(锚杆钢筋)按力学性能分为3类：普通锚杆(R_e1<340MPa)、高强度锚杆(R_el=340～600MPa)、超高强度锚杆(R_e1>600MPa)。目前国内绝大多数井巷使用335MPa级的普通锚杆，使用锚杆强度最高的为600MPa级，延伸率（A）一般要求大于18％。随着国内矿井开采深度的不断增加，对锚杆钢筋的强度要求也越来越高，为了进一步提高煤炭开采效率及生产的安全性，煤炭行业提出使用超高强韧树脂锚杆钢筋的要求。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的问题，提供一种超高强度热轧树脂锚杆钢筋及其生产方法，其可作为煤矿巷道支护用杆体材料，其屈服强度≥700MPa。

本发明的另一目的在于提供上述超高强度热轧树脂锚杆钢筋的生产方法。

本发明为保证锚杆钢筋高强度、高韧性的要求，对产品钢种成分进行了优化设计。一方面对钢中碳、硅、锰主要元素进行合理调整，实现优化配置，另一方面采用微合金化技术，向钢中加入适量钒氮合金，充分利用钒的沉淀强化作用提高钢筋的强度和韧性。同时降低钢中磷、硫杂质及其它杂质含量，使钢水洁净度高。

为了实现本发明的目的，本发明提供的超高强度热轧树脂锚杆钢筋按重量百分比由以下元素组成：C：0.26~0.30%；Mn：1.60~1.80%；Si：0.65~0.85%；V：0.11~0.14%；N：0.020~0.040%；S≤0.020%；P≤0.0255；残余元素：Cr≤0.10%、Cu≤0.10%、Ni≤0.10%，且Cr+Cu+Ni≤0.20%；其余为Fe和不可避免的杂质。

优选地，所述钢筋按重量百分比由以下元素组成：C：0.27~0.30%；Mn：1.65~1.80%；Si：0.70~0.85%；V：0.12~0.14%；N：0.020~0.040%；S≤0.020%；P≤0.020%；残余元素：Cr≤0.10%、Cu≤0.10%、Ni≤0.10%，且Cr+Cu+Ni≤0.20%；其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明提供的超高强度热轧树脂锚杆钢筋的生产方法的技术方案如下：

包括冶炼工序、精炼工序、连铸工序和轧制工序，其中，在所述冶炼工序中采用钒氮微合金化，从而使最终获得的钢筋中按重量百分比含有0.11~0.14%的V和0.020~0.040%的N。

优选地，在所述冶炼工序中，控制炉渣碱度为2.8-3.2，终点碳含量0.10wt%-0.16wt%。

优选地，在所述精炼工序中，软吹时间为8-20min，脱氧剂采用碳化硅或复合脱氧剂，钢水进站温度为1560-1570℃，钢水出站温度为1600-1620℃，精炼时间为20-30min。

优选地，在所述连铸工序中，中包钢水温度为1515-1530℃；正常拉速为2.0-2.5m/min；中包液面高度为700-800mm；连铸机实行全保护浇铸。

优选地，在所述轧制工序中，开轧温度为1000~1050℃控制，终轧温度为800-900℃。

本发明的有益效果：本发明的热轧树脂锚杆钢筋的屈服强度R_el≥700MPa，抗拉强度R_m≥900MPa，延伸率A≥18%。采用本发明的树脂锚杆钢筋可以节省矿用锚杆使用量，提高安全性，减少劳动强度，实现矿井的高效高产。此外，本发明的微合金元素V的用量少，大幅度的降低了生产成本，因此为市场推广应用奠定了坚实的基础。另外，本发明方法简单，容易实现大规模生产。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明，但本发明并不限于此。以下百分比均为重量百分比。