CN103911554A - 一种600MPa级细晶高强抗震钢筋生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种600MPa级细晶高强抗震钢筋生产方法，步骤如下：首先钢坯检验装炉，钢坯按质量百分比计的化学成份包括0.24%~0.28%的碳、0.62%~0.80%的硅、1.30%以下的锰、0.035%以下的磷、0.035%以下的硫、0.10%~0.20%以下的钒、0.20%～0.50%的铬，其余为铁；然后经热炉加热及棒材轧机轧制；再进行轧后穿水控制冷却；经过冷床自然冷却最后剪切精整入库。本发明600MPa级细晶高强抗震钢筋生产工艺采用铬+钒微合金化成分，利用钒在钢中形成V（C，N）化合物，极大的提高钢的强度；同时加入一定量的铬，使得钢筋抗震性能明显改善，最终力学性能指标达到600MPa级细晶高强抗震的要求。钢筋的金相组织为：边部和芯部均为“铁素体+珠光体”，无影响使用性能的贝氏体和边部回火组织。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢筋生产工艺，尤其涉及一种600MPa级细晶高强抗震钢筋生产方法。
背景技术
目前国家大力推广高强钢筋的应用，高强钢筋的广泛使用能有效推动钢铁行业的减量化，同时能有效降低资源的消耗。
韩国、日本、美国等少数国家已经开始600MPa级高强螺纹钢，我国目前有少数厂家试生产过600MPa高强螺纹钢，但600MPa级细晶高强抗震钢筋尚为空白。
发明内容
鉴于国内尚无600MPa级细晶高强抗震钢筋生产工艺，本发明的目的是提出一种600MPa级细晶高强抗震钢筋生产方法。
本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现：一种600MPa级细晶高强抗震钢筋生产方法，其特征在于，选用的钢坯按质量百分比计的化学成份包括：0.24%~0.28%的碳、0.62%~0.80%的硅、1.30%以下的锰、0.035%以下的磷、0.035%以下的硫、0.10%~0.20%以下的钒、0.20%～0.50%的铬，其余为铁。
所述的生产方法，具体包括如下步骤：
Ⅰ、钢坯检验装炉：钢坯按质量百分比计的化学成份包括0.24%~0.28%的碳、0.62%~0.80%的硅、1.30%以下的锰、0.035%以下的磷、0.035%以下的硫、0.10%~0.20%以下的钒、0.20%～0.50%的铬，其余为铁；
Ⅱ、加热炉加热及棒材轧机轧制：将钢坯在加热炉中加热，并在温度1000℃～1200℃下送入棒材轧机中轧制成半成品钢筋；
Ⅲ、轧后控冷：采用文氏管穿水冷却装置设定穿水压力0.7MPa以上，并根据钢筋规格设定不同的穿水压力保证钢筋温度降至1000℃以下时放入冷床；
Ⅳ、剪切精整入库。
优选的，步骤Ⅱ中对应钢筋的φ=10～18mm时，步骤Ⅲ穿水压力控制在0.7MPa以上，放入冷床温度控制在1000℃以下。
优选的，步骤Ⅱ中对应钢筋的φ=20～50mm时，步骤Ⅲ穿水压力控制在0.75MPa以上，放入冷床温度控制在950℃以下。
优选的，步骤Ⅰ中钢坯按质量百分比计的化学成份包含碳0.25%，硅0.65%，锰1.00%，磷0.009%，硫0.015%，钒0.150%，铬0.32%，其余为铁。
优选的，步骤Ⅰ中钢坯按质量百分比计的化学成份包含碳0.25%，硅0.66%，锰1.05%，磷0.012%，硫0.017%，钒0.152%，铬0.33%，其余为铁。
优选的，步骤Ⅰ中钢坯按质量百分比计的化学成份包含碳0.26%，硅0.63%，锰1.08%，磷0.010%，硫0.016%，钒0.155%，铬0.35%，其余为铁。
本发明还涉及上述方法所制备的钢筋。
所述钢筋600MPa级细晶高强抗震钢筋力学性能如下：屈服强度（Rel）为619～661MPa，抗拉强度（Rm）为794～838 MPa，强屈比（Rm/Rel）为1.25～1.28，断后伸长率（A）为18~24%，最大力下总伸长率（Agt）为9.5～14.0%。
所述600MPa级细晶高强抗震钢筋的晶粒度9.5~10.5级；屈服强度达到600MPa以上，强屈比、Agt指标达到抗震要求，晶粒度达到细晶要求。钢筋的金相组织为：边部和芯部均为“铁素体+珠光体”，无影响使用性能的贝氏体和边部回火组织。
本发明600MPa级细晶高强抗震钢筋生产工艺采用钒+铬微合金化成分，利用钒在钢中形成V（C，N）化合物，极大的提高钢的强度；同时加入一定量的铬，铬能有效的提高钢的抗拉强度，使得钢筋抗震性能明显改善，最终力学性能指标达到600MPa级细晶高强抗震的要求。
具体实施方式
以下便对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
实施例1
一种600MPa级φ10mm细晶高强抗震钢筋生产方法，包括如下步骤：Ⅰ、钢坯检验装炉：钢坯按质量百分比计的化学成份包括碳0.25%，硅0.65%，锰1.00%，磷0.009%，硫0.015%，钒0.150%，铬0.32%，其余为铁；Ⅱ、加热炉加热及棒材轧机轧制：将钢坯在加热炉中加热，并在温度1000℃～1200℃下送入棒材轧机中轧制成半成品钢筋，具体轧制过程温度控制如下：开轧温度约1080℃，上冷床温度约980℃；Ⅲ、轧后控冷：采用文氏管穿水冷却装置设定穿水压力0.7MPa，并根据钢筋规格设定不同的穿水压力保证钢筋温度降至1000℃以下时放入冷床；终轧速度15m/s；Ⅳ、剪切精整入库。
具体来看：本发明600MPa级细晶高强抗震钢筋生产工艺采用钒+铬微合金化成分，利用钒在钢中形成V（C，N）化合物，极大的提高钢的强度；同时加入一定量的铬，铬能有效的提高钢的抗拉强度，最终力学性能指标达到600MPa级细晶高强抗震的要求。
600MPa级细晶高强抗震钢筋生产工艺采用了钒+铬微合金化成，轧后需要进行弱穿水冷却，要求钢筋冷却达到1000℃以下，对设备的穿水冷却能力有一定要求，采用高温开轧可减少设备的轧制电耗，同时可进一步发挥钒的合金化作用，符合钢铁产业发展道路，故开轧温度设定为1000～1200℃。
600MPa级细晶高强抗震钢筋生产工艺主要是靠微合金复合强化作用，利用钒和铬提高钢材的力学性能，同时为防止钢筋轧后晶粒度长大，钢筋的上冷床温度设定为≤1000℃。
600MPa级细晶高强抗震钢筋生产工艺生产覆盖φ10～φ40mm，大规格对设备的降温能力要求相对较高，普通穿水冷却设备无法满足大规格降温要求，故采用文氏管穿水冷却设备。
最终力学性能Rel为632～661MPa，Rm为802～831 MPa，Rm/Rel为1.25～1.27，A为18~24%，Agt为9.5～11.5%，晶粒度10~10.5级；屈服强度达到600MPa，强屈比、Agt指标达到抗震要求，晶粒度达到细晶要求。钢筋的金相组织为：边部和芯部均为“铁素体+珠光体”，无影响使用性能的贝氏体和边部回火组织。
实施例2
实施例2与实施例1的不同在于，进行生产φ16mm钢筋，钢坯按质量百分比计的化学成份包含碳0.25%，硅0.66%，锰1.05%，磷0.012%，硫0.017%，钒0.152%，铬0.33%，其余为铁。轧制过程温度控制如下：开轧温度约1060℃，上冷床温度约970℃。穿水压力0.7MPa，终轧速度13m/s。
最终力学性能Rel为640～658MPa，Rm为822～838 MPa，Rm/Rel为1.25～1.27，A为18~20%，Agt为10.5～11.5%，晶粒度10~10.5级；屈服强度达到600MPa，强屈比、Agt指标达到抗震要求，晶粒度达到细晶要求。钢筋的金相组织为：边部和芯部均为“铁素体+珠光体”，无影响使用性能的贝氏体和边部回火组织。
实施例3
实施例3与实施例1的不同在于，进行生产φ40mm钢筋，步骤Ⅰ中钢坯按质量百分比计的化学成份包含碳0.26%，硅0.63%，锰1.08%，磷0.010%，硫0.016%，钒0.155%，铬0.35%，其余为铁。轧制过程温度控制如下：开轧温度约1040℃，上冷床温度约940℃。穿水压力0.8MPa，终轧速度5m/s。
最终力学性能Rel为619～644MPa，Rm为794～812 MPa，Rm/Rel为1.26～1.28，A为18~20%，Agt为11.5～14.0%，晶粒度9.5~10级；屈服强度达到600MPa，强屈比、Agt指标达到抗震要求，晶粒度达到细晶要求。钢筋的金相组织为：边部和芯部均为“铁素体+珠光体”，无影响使用性能的贝氏体和边部回火组织。
通过以上描述可见：本发明600MPa级细晶高强抗震钢筋生产工艺采用铬+钒微合金化成分，利用钒在钢中形成V（C，N）化合物，极大的提高钢的强度；同时加入一定量的铬，铬能有效的提高钢的抗拉强度，使得钢筋抗震性能明显改善，最终力学性能指标达到600MPa级抗震要求。
本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种600MPa级细晶高强抗震钢筋生产方法，其特征在于，选用的钢坯按质量百分比计的化学成份包括：0.24%~0.28%的碳、0.62%~0.80%的硅、1.30%以下的锰、0.035%以下的磷、0.035%以下的硫、0.10%~0.20%以下的钒、0.20%～0.50%的铬，其余为铁。
2.根据权利要求1所述的600MPa级细晶高强抗震钢筋生产方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
Ⅰ、钢坯检验装炉：钢坯按质量百分比计的化学成份包括0.24%~0.28%的碳、0.62%~0.80%的硅、1.30%以下的锰、0.035%以下的磷、0.035%以下的硫、0.10%~0.20%以下的钒、0.20%～0.50%的铬，其余为铁；
Ⅱ、加热炉加热及棒材轧机轧制：将钢坯在加热炉中加热，并在温度1000℃～1200℃下送入棒材轧机中轧制成半成品钢筋；
Ⅲ、轧后控冷：采用文氏管穿水冷却装置设定穿水压力0.7MPa以上，并根据钢筋规格设定不同的穿水压力保证钢筋温度降至1000℃以下时放入冷床；
Ⅳ、剪切精整入库。
3.根据权利要求2所述的600MPa级细晶高强抗震钢筋生产方法，其特征在于，步骤Ⅱ中对应钢筋的φ=10～18mm时，步骤Ⅲ穿水压力控制在0.7MPa以上，放入冷床温度控制在1000℃以下。
4.根据权利要求2所述的600MPa级细晶高强抗震钢筋生产方法，其特征在于，步骤Ⅱ中对应钢筋的φ=20～50mm时，步骤Ⅲ穿水压力控制在0.75MPa以上，放入冷床温度控制在950℃以下。
5.根据权利要求2所述的600MPa级细晶高强抗震钢筋生产方法，其特征在于，步骤Ⅰ中钢坯按质量百分比计的化学成份包含碳0.25%，硅0.65%，锰1.00%，磷0.009%，硫0.015%，钒0.150%，铬0.32%，其余为铁。
6.根据权利要求2所述的600MPa级细晶高强抗震钢筋生产方法，其特征在于，步骤Ⅰ中钢坯按质量百分比计的化学成份包含碳0.25%，硅0.66%，锰1.05%，磷0.012%，硫0.017%，钒0.152%，铬0.33%，其余为铁。
7.根据权利要求2所述的600MPa级细晶高强抗震钢筋生产方法，其特征在于，步骤Ⅰ中钢坯按质量百分比计的化学成份包含碳0.26%，硅0.63%，锰1.08%，磷0.010%，硫0.016%，钒0.155%，铬0.35%，其余为铁。
8.根据权利要求1-7任一项所述的生产方法所制备的钢筋。
9.根据权利要求8所述的钢筋，其特征在于，所述钢筋600MPa级细晶高强抗震钢筋力学性能如下：屈服强度为619～661MPa，抗拉强度为794～838 MPa，强屈比为1.25～1.28，断后伸长率为18~24%，最大力下总伸长率为9.5～14.0%。
10.根据权利要求9所述的钢筋，其特征在于，所述钢筋的晶粒度9.5~10.5级；屈服强度达到600MPa以上，所述钢筋的金相组织为：边部和芯部均为“铁素体+珠光体”，无影响使用性能的贝氏体和边部回火组织。
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