CN103255358A

CN103255358A - 一种高强度抗震钢筋及其生产方法

Info

Publication number: CN103255358A
Application number: CN2012105658047A
Authority: CN
Inventors: 吴光耀; 曹重; 邹荣; 陈伟; 李金柱; 庾郁梅; 王俊愉
Original assignee: YUXI XINXING IRON AND STEEL CO Ltd; Wuhan Iron and Steel Group Kunming Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: YUXI XINXING IRON AND STEEL CO Ltd; Wuhan Iron and Steel Group Kunming Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2012-12-24
Filing date: 2012-12-24
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2032-12-24
Also published as: CN103255358B

Abstract

本发明是一种高强度抗震钢筋及其制备方法。它的质量百分含量的化学成分为：C：0.20~0.25wt%、Si：0.40~0.65wt%、Mn：1.30~1.50wt%、V：0.020~0.030wt%、N：0.010~0.020wt%、Cr：0.25-0.40wt%、Nb：0.010~0.020wt%、S≤0.045wt%、P≤0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。制备方法：将钢坯送入均热段炉温为1150~1200℃，加热70~100分钟，使钢开轧温度达1020~1100℃，经粗轧、中轧、精轧，终轧温度为950~1000℃；终轧后快速水冷却，表面温度降到400~500℃，上冷床后的温度为680~730℃，自然冷却。其力学性能稳定，较好的延伸性、可焊性、低应变时效性，抗震合格率达99.2%以上。

Description

一种高强度抗震钢筋及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种低成本的HRB500E铬钒铌微合金化控冷工艺的高强度抗震钢筋及其生产方法，属于金属材料加工与成型技术领域。

背景技术

住房和城乡建设部、工业和信息化部为落实《国务院关于印发“十二五”节能减排综合性工作方案的通知》（国发[2011]26号）中有关工作部署，促进钢铁工业和建筑业转变发展方式，按照《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》的要求，于2012年1月发布了关于加快应用高强钢筋的指导意见，要在建筑工程中加快应用400兆帕级及以上高强钢筋。而在2011年7月1日起正式实施的新《混凝土结构设计规范》中也明确指出，“新设计的建筑将不采用HRB400级以下钢筋。”这意味着曾经乃至现在仍占据多数建筑用钢材市场主要份额的HRB335钢筋将很快退出历史舞台。高质量、高延性的HRB500钢筋不仅在单位面积内用钢量小，有利于改善梁柱节点中钢筋密集的情况，大大节省钢材用量；一定程度上，大量生产还可以降低能耗，大力推进节能减排。因此，未来市场的主导产品无疑将是具有抗震性好、高强度及节省原材料的HRB500钢筋。

目前国内钢厂生产HRB500高强度钢筋主要采用钒氮微合金化或钒铌复合微合金化热轧工艺，采用上述工艺时由于钢中钒或铌合金用量较大，成本较高，挤占了企业的利润空间，不利于HRB500高强度钢筋的生产和推广应用，同时，上述工艺对化学成分和轧制温度的要求较严，控制难度大。

发明内容

为降低HRB500E高强度钢筋的生产成本，提高工艺对化学成分、温度的适应性，提高抗震合格率和稳定性，更好地促进高强度热轧带肋钢筋的推广及应用，本发明提供一种低成本的HRB500E铬钒铌微合金化控冷工艺高强度抗震钢筋及其生产方法。

本发明提供的HRB500E铬钒铌高强度抗震钢筋具有下列质量百分含量的化学成分：

C：0.20~0.25wt%、Si：0. 40~0. 65 wt %、Mn：1.30~1.50 wt %、V：0.020~0.030wt%、N：0. 010~0. 020wt %、Cr：0.25-0.40 wt %、Nb：0. 010~0. 020wt %、S≤0. 045wt%、P≤0. 045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。

本发明提供的低成本HRB500E铬钒铌微合金化控冷工艺高强度抗震钢筋及其生产方法，是将炼钢工序加入适量铬、钒、铌合金而得到的钢坯，通过合适的轧钢工序，并利用终轧后钢筋表面快速冷却技术，实现钢筋自身的“降温-回温”式的热传导过程，促使钢中的碳氮化物析出相数量增多，尺寸变小，充分发挥铬、钒、铌的细晶强化、沉淀析出强化效果，从而达到改善和控制钢筋组织结构，提高钢筋强韧性的目的。

本发明的生产HRB500E铬钒铌微合金化控冷工艺高强度抗震钢筋的工艺步骤如下：

步骤A：取下列质量百分比化学成分的钢坯：

C：0.20~0.25wt%、Si：0.40~0.65 wt %、Mn：1.30~1.50 wt %、V：0.020~0.030wt%、N：0.010~0.020wt %、Cr：0.25-0.40 wt %、Nb：0.010~0. 020wt %、S≤0.045wt%、P≤0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；

步骤B：将步骤A的钢坯送入均热段炉温为1150~1200℃的加热炉中，加热70~100分钟，使钢开轧温度达1020~1100℃，经粗轧6个道次，中轧6个道次，精轧2~6个道次，控制终轧温度为950~1000℃；

步骤C：将B步骤钢筋经终轧后快速通过水冷却装置，使其表面温度骤降到400~500℃之间，高于马氏体形成温度，之后，钢筋上冷床后的温度为680~730℃，随后进行自然冷却。

步骤D：将C步骤的钢筋上冷床自然空冷至室温，即获得HRB500E铬钒铌微合金化控冷工艺高强度抗震钢筋，该钢筋的化学成分为：

C：0.20~0.25wt%、Si：0.40~0.65wt %、Mn：1.30~1.50wt %、V：0.020~0.030wt%、N：0.010~0.020wt %、Cr：0.25-0.40wt %、Nb：0.010~0. 020wt %、S≤0.045wt%、P≤0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。

所述A步骤的钢坯是用现有技术的炼钢方法得到的，其中的Cr、V、 Nb及其它化学成分含量是在炼钢过程中加入及控制得到的。本发明具有下列优点和效果：采用上述方案，只需在炼钢过程中加入适量铬、钒、铌合金得到所需钢坯后，再通过控轧控冷及自回火技术，即可充分发挥铬、钒、铌的细晶强化和沉淀析出强化作用，使钢筋的强度明显提高，同时保持较好的塑性和韧性；本发明生产的HRB500E高强度钢筋具有工艺力学性能稳定，较好的延伸性、可焊性、低应变时效性，抗震合格率达99.2%以上；本发明采用了铬、钒、铌复合工艺，和现有铌钒氮微合金化热轧工艺相比，铌、钒合金加入量减少，通过加入铬元素，使吨材成本略有下降，并且成分和温度期间较窄的要求得到放宽，生产的适应性明显增强；本发明铌、钒微合金加入量明显降低，用资源丰富的铬部分替代，有利于稀有矿产资源的保护及合理利用。

本发明从根本上改善了现有铌、钒、氮微合金化热轧工艺生产高强度钢筋存在的生产成本高，控制要求严，对工艺波动适应性较差，产量无法规模化等问题，对HRB500E铌、钒、氮高强度抗震钢筋的推广和应用起到了较好的促进作用。

具体实施方式

实施例1

步骤A：取下列质量百分比化学成分的钢坯：

C：0.22wt%、Si：0.45wt%、Mn：1.30wt %、V：0.020wt%、N：0. 011wt %、Cr：0.27wt %、Nb：0.015wt %、S：0.025wt%、P：0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；

步骤B：将步骤A的钢坯送入均热段炉温为1200℃的加热炉中，加热90分钟，使钢开轧温度达1040℃，经粗轧6个道次，中轧5个道次，精轧6个道次，控制终轧温度为950℃；

步骤C：将B步骤钢筋经终轧后快速通过水冷却装置，使其表面温度骤降到450℃，高于马氏体形成温度，之后，钢筋上冷床后的温度为690℃，随后进行自然冷却。

步骤D：将C步骤的钢筋上冷床自然空冷至室温，即获得φ12mm规格HRB500E铬钒铌微合金化控冷工艺高强度抗震钢筋，该钢筋的化学成分为：

C：0.22wt%、Si： 0.45 wt %、Mn：1.30 wt %、V：0.020wt%、N：0. 011wt %、Cr：0.27wt %、Nb：0.015wt %、S：0.025wt%、P：0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。

所述B步骤的轧制温度和轧制道次，以及C步骤的冷却强度回火温度视不同规格要求具体确定。

实施例２

步骤A：取下列质量百分比化学成分的钢坯：

C：0.25wt%、Si：0.50 wt %、Mn：1.35 wt %、V：0.023wt%、N：0. 013wt %、Cr：0.30 wt %、Nb：0.015wt %、S：0.020wt%、P：0.025wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；

步骤B：将步骤A的钢坯送入均热段炉温为1180℃的加热炉中，加热100分钟，使钢开轧温度达1100℃，经粗轧6个道次，中轧4个道次，精轧6个道次，控制终轧温度为980℃；

步骤C：将B步骤钢筋经终轧后快速通过水冷却装置，使其表面温度骤降到500℃，高于马氏体形成温度，之后，钢筋上冷床后的温度为700℃，随后进行自然冷却。

步骤D：将C步骤的钢筋上冷床自然空冷至室温，即获得φ20mm规格HRB500E铬钒铌微合金化控冷工艺高强度抗震钢筋，该钢筋的化学成分为：

C：0.25wt%、Si： 0. 50 wt %、Mn：1.35 wt %、V：0.023wt%、N：0. 013wt %、Cr： 0.30 wt %、Nb：0. 015wt %、S：0. 020wt%、P：0. 025wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。

实施例3

步骤A：取下列质量百分比化学成分的钢坯：

C：0.23wt%、Si：0.60 wt %、Mn：1.45wt %、V：0.025wt%、N：0. 012wt %、Cr： 0.36wt %、Nb：0.017wt %、S：0.030wt%、P：0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；

步骤B：将步骤A的钢坯送入均热段炉温为1200℃的加热炉中，加热80分钟，使钢开轧温度达1100℃，经粗轧6个道次，中轧4个道次，精轧4个道次，控制终轧温度为980℃；

步骤C：将B步骤钢筋经终轧后快速通过水冷却装置，使其表面温度骤降到500℃，高于马氏体形成温度，之后，钢筋上冷床后的温度为720℃，随后进行自然冷却。

步骤D：将C步骤的钢筋上冷床自然空冷至室温，即获得φ25mm规格HRB500E铬钒铌微合金化控冷工艺高强度抗震钢筋，该钢筋的化学成分为：

C：0.23wt%、Si：0.60wt%、Mn：1.45wt %、V：0.025wt%、N：0. 012wt %、Cr：0.36wt %、Nb：0.017wt %、S：0. 030wt%、P：0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。

Claims

1.一种高强度抗震钢筋，其特征在于具有下列质量百分含量的化学成分：

C：0.20~0.25wt%、Si：0.40~0.65wt %、Mn：1.30~1.50wt %、V：0.020~0.030wt%、N：0.010~0. 020wt%、Cr：0.25-0.40wt%、Nb：0.010~0. 020wt %、S≤0. 045wt%、P≤0. 045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。

2.一种如权利要求1所述高强度抗震钢筋的生产方法，其特征在于经过下列工艺步骤：

步骤A：取下列质量百分含量的化学成分的钢坯：

C：0.20~0.25wt%、Si：0.40~0.65wt %、Mn：1.30~1.50wt %、V：0.020~0.030wt%、N：0.010~0. 020wt%、Cr：0.25-0.40wt%、Nb：0.010~0. 020wt %、S≤0. 045wt%、P≤0. 045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；

步骤 B：将A的钢坯送入均热段炉温为1150~1200℃的加热炉中，加热70~100分钟，使钢开轧温度达1020~1100℃，经粗轧、中轧、精轧，控制终轧温度为950~1000℃；

步骤C：将B步骤钢筋经终轧后快速通过水冷却装置，使其表面温度骤降到400~500℃之间，高于马氏体形成温度，之后，钢筋上冷床后的温度为680~730℃，随后进行自然冷却；

步骤D：将C步骤的钢筋上冷床自然空冷至室温，即获得HRB500E铬钒铌微合金化控冷工艺高强度抗震钢筋，该钢筋的质量百分含量的化学成分为：