CN104372247B - 一种600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋及其制备方法 - Google Patents

一种600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋及其制备方法，600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋，其特征在于包含重量百分比0.17~0.21%的C、0.30~0.45%的Si、1.00~1.30%的Mn、0.30~0.50%的Cr、0.060~0.080%的V、0.0160~0.0200%的N、0.013~0.040%的S和0.017~0.040%的P，其余为Fe及不可避免的不纯物。所述制备方法包括钢坯制备、轧制步骤。本发明生产的600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋具有抗震性能优异、强韧性好、低应变时效性等优点，综合性能优异，实现了我国600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋低成本产业化生产，有利于促进我国建筑用高强钢筋“减量化”生产及应用，加快建筑用钢升级换代。

Description

一种600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋及其制备方法
技术领域
本发明属于金属材料加工技术领域，具体涉及一种600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋及其制备方法。
背景技术
目前，我国处于工业化和城镇化快速发展时期，建筑业发展十分迅猛，已成为我国国民经济的重要产业之一，建筑用钢材作为建筑结构的主体材料，占钢材消费量的50％以上。热轧带肋钢筋是最主要的建筑用钢，其作为钢筋混凝土建筑结构的主要增强材料，在结构中承载着拉、压应力和应变等负载的应力应变。随着国民经济的快速发展，高层、大跨度、抗震、耐低温、耐火等多功能建筑结构的出现，要求钢筋具有更高的强度、韧性和较好的焊接性能等综合性能。
当前国外建筑行业普遍采用焊接性能好、强度高的热轧带肋钢筋，如欧盟各国、北美基本采用500MPa、600MPa钢筋。600MPa高强钢筋具有强度高、安全储备量大、抗震性能好、节省钢材用量、施工方便等优越性，更适用于高层、大跨度和抗震建筑结构，是一种更节约、更高效的新型建筑材料；相比目前使用的400MPa、500MPa级钢筋，可分别节约用钢量33%和16%，节能减排效果显著；另一方面，可以解决建筑结构中“肥梁胖柱”的问题，增加建筑使用面积，使结构设计更加灵活，提高建筑使用功能。
目前中国建筑用热轧带肋钢筋产量达2.0亿吨，占整个钢产量的20%。随着我国建筑向高层、大跨度发展方向的不断增加，为推动钢铁“减量化”生产及应用，促进建筑业的转型升级，开发一种综合性能优异的高质量600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋及制备方法是非常必要的。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋；第二目的在于提供所述600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋的制备方法。
本发明的第一目的是这样实现的，包含重量百分比0.17~0.21%的C、0.30~0.45%的Si、1.00~1.30%的Mn、0.30~0.50%的Cr、0.060~0.080%的V、0.0160~0.0200%的N、0.013~0.040%的S和0.017~0.040%的P，其余为Fe及不可避免的不纯物。
本发明的第二目的是这样实现的，包括钢坯制备及轧制步骤，具体包括：
A、钢坯制备：
1）钢水冶炼：将化学成分C3.8~4.5wt%、Si0.25~0.65wt%、Mn0.30~0.60wt%、P0.200~0.300wt%、S≤0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的铁水、化学成分C0.12~0.30wt%、Si0.20~0.50wt%、Mn0.45~1.15wt%、P0.025~0.055wt%、S0.020~0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的废钢及化学成分C3.2~3.8wt%、Si0.35~0.65wt%、Mn0.30~0.60wt%、P0.075~0.120wt%、S0.020~0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的生铁加入LD转炉中，进行常规顶底复合吹炼，加入石灰、白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为40~60kg/t钢，白云石加入量为20~25kg/t钢，菱镁球加入量为6.0~9.0kg/t钢，控制终点碳含量≥0.06wt%，出钢温度为1660～1680℃；出钢前向钢包底部加入活性石灰和精炼渣进行渣洗，石灰加入量为2.0kg/t钢，精炼渣加入量1.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为20～30NL/min；
2）脱氧合金化：将钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，依次向钢包中加入下列物质：按1.0～1.5kg/t钢的量，加入下列质量比的硅钙钡复合脱氧剂：Si52.5wt%，Ca12.3wt%，Ba11.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按13.0～17.2kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁合金：Mn75.3wt%，
C6.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按4.2～6.2kg/t钢的量，加入Si含量为73.5wt%的硅铁，其余为Fe及不可避免的不纯物；按4.9～8.3kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr57.5wt%，C7.6wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.8～1.1kg/t钢的量，加入下列质量比的高氮钒合金：V78.0wt%，N19.5wt%，C0.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至氩站进行精炼处理；
3）钢水氩站精炼：将钢水吊至氩站工位接好氩气带，开启氩气采用流量为20～40NL/min的氩气对钢水进行吹氩处理，吹氩时间为5分钟，之后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；
4）钢水浇铸：在中间包温度为1527~1540℃，拉速为2.6~2.8m/min，结晶器冷却水流量为130~140m3/h，二冷比水量为1.9~2.1L/kg的条件下，将步骤3）的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯，钢坯定尺长度11.8m；
B、轧制：将A步骤制备得到的钢坯送入均热段炉温为1050~1100℃的加热炉加热后出钢，经高压水除磷，送入高速线材轧机，以0.15~0.25m/s的轧制速度进行粗轧，轧制6个道次；再以10.0~15.0m/s的轧制速度进行中轧，轧制12个道次；之后进行精轧前预水冷，预水冷后在860~890℃下以45~95m/s的轧制速度进行精轧，轧制5~10个道次；之后在温度840~880℃、速度为45~100m/s的条件下吐丝，吐丝后进行斯太尔摩控冷得到目标物。
本发明钢中加入高氮钒合金，氮含量的增加改变了钒在相间的分布，促进了钒从固溶状态向V(CN)析出相的转移，促进了细小弥散的V(CN)大量形成和析出，轧钢采用控轧控冷工艺，增加了微合金碳氮化物沉淀析出的驱动力，在低温铁素体区基体、晶界及位错线上析出了大量细小弥散的第二相，使铁素体基体得到强化，钢的强度和塑韧性显著提高；钢中加入铬，淬透性和二次硬化作用得到明显提高，促进了钢强度的提高，同时还提高了钢的钝化耐腐蚀能力；轧钢工序吐丝前采用低温控轧控冷，有利于形变奥氏体中形成大量形变带，增加了奥氏体向铁素体转变时铁素体晶粒的形核位置及形核速率，吐丝后采用斯太尔摩辊道风冷控制，增大了冷却强度和速率，降低了相变前的温度，抑制了轧后奥氏体和铁素体晶粒长大，在材料内部形成大量的变形带、孪晶、位错等晶体“缺陷”，促进了后续相变中材料内部大量形核，使铁素体晶粒显著细化，晶粒度达12.5级以上。本发明通过对钢水冶炼、浇铸、钢坯加热、控轧控冷等多项工艺集成创新，充分发挥了微合金元素析出强化、细化晶粒和控轧控冷细晶强化作用，生产出抗震性能优异、强韧性好、具有低应变时效性的600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋。
本发明填补了我国600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋生产的空白，具有生产成本低、工艺适用性及控制性强等特点，经济效益显著；钢的显微组织为准多边形铁素体+片层状珠光体复合组织，铁素体含量60-65%，珠光体含量35-40%，整个组织分布均匀且形态好，强度、塑韧性匹配好，抗震性能优异；铁素体晶粒细小，晶粒度大于12.5级，细晶强化效果显著；钢筋自然时效1年后强度变化小于5MPa，伸长率提高2%以上，具有良好的低应变时效性。
本发明生产的600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋具有抗震性能优异、强韧性好、低应变时效性等优点，综合性能优异，实现了我国600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋低成本产业化生产，有利于促进我国建筑用高强钢筋“减量化”生产及应用，加快建筑用钢升级换代。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
本发明所述的600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋，包含重量百分比0.17~0.21%的C、0.30~0.45%的Si、1.00~1.30%的Mn、0.30~0.50%的Cr、0.060~0.080%的V、0.0160~0.0200%的N、0.013~0.040%的S和0.017~0.040%的P，其余为Fe及不可避免的不纯物。
本发明所述的600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋的制备方法，包括钢坯制备及轧制步骤，具体包括：
A、钢坯制备：
1）钢水冶炼：将化学成分C3.8~4.5wt%、Si0.25~0.65wt%、Mn0.30~0.60wt%、P0.200~0.300wt%、S≤0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的铁水、化学成分C0.12~0.30wt%、Si0.20~0.50wt%、Mn0.45~1.15wt%、P0.025~0.055wt%、S0.020~0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的废钢及化学成分C3.2~3.8wt%、Si0.35~0.65wt%、Mn0.30~0.60wt%、P0.075~0.120wt%、S0.020~0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的生铁加入LD转炉中，进行常规顶底复合吹炼，加入石灰、白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为40~60kg/t钢，白云石加入量为20~25kg/t钢，菱镁球加入量为6.0~9.0kg/t钢，控制终点碳含量≥0.06wt%，出钢温度为1660～1680℃；出钢前向钢包底部加入活性石灰和精炼渣进行渣洗，石灰加入量为2.0kg/t钢，精炼渣加入量1.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为20～30NL/min；
2）脱氧合金化：将钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，依次向钢包中加入下列物质：按1.0～1.5kg/t钢的量，加入下列质量比的硅钙钡复合脱氧剂：Si52.5wt%，Ca12.3wt%，Ba11.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按13.0～17.2kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁合金：Mn75.3wt%，C6.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按4.2～6.2kg/t钢的量，加入Si含量为73.5wt%的硅铁，其余为Fe及不可避免的不纯物；按4.9～8.3kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr57.5wt%，C7.6wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.8～1.1kg/t钢的量，加入下列质量比的高氮钒合金：V78.0wt%，N19.5wt%，C0.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至氩站进行精炼处理；
3）钢水氩站精炼：将钢水吊至氩站工位接好氩气带，开启氩气采用流量为20～40NL/min的氩气对钢水进行吹氩处理，吹氩时间为5分钟，之后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；
4）钢水浇铸：在中间包温度为1527~1540℃，拉速为2.6~2.8m/min，结晶器冷却水流量为130~140m3/h，二冷比水量为1.9~2.1L/kg的条件下，将步骤3）的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯，钢坯定尺长度11.8m；
B、轧制：将A步骤制备得到的钢坯送入均热段炉温为1050~1100℃的加热炉加热后出钢，经高压水除磷，送入高速线材轧机，以0.15~0.25m/s的轧制速度进行粗轧，轧制6个道次；再以10.0~15.0m/s的轧制速度进行中轧，轧制12个道次；之后进行精轧前预水冷，预水冷后在860~890℃下以45~95m/s的轧制速度进行精轧，轧制5~10个道次；之后在温度840~880℃、速度为45~100m/s的条件下吐丝，吐丝后进行斯太尔摩控冷得到目标物。
B步骤中所述加热的时间为60~80min。
B步骤中所述的钢坯出钢温度为950~980℃。
B步骤中所述的精轧前预水冷是在冷却水量为50~100m3/h条件下控冷2~3s。
B步骤中所述的斯太尔摩控冷是进入斯太尔摩线风冷线进行“标准+延迟”型控制冷却，即快速冷却+缓慢冷却，风机开启3～4台，同时开启对应风机上方保温盖，在风量为400km3/h、辊道速度为0.30~0.50m/s条件下完成风冷；斯太尔摩风冷结束后集卷温度控制为350～400℃，然后将盘卷自然空冷至室温。
本发明所述的600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋的制备方法，包括以下具体步骤：
A、钢水冶炼：将铁水(化学成分C3.8~4.5wt%、Si0.25~0.65wt%、Mn0.30~0.60wt%、P0.200~0.300wt%、S≤0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、废钢(化学成分C0.12~0.30wt%、Si0.20~0.50wt%、Mn0.45~1.15wt%、P0.025~0.055wt%、S0.020~0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分C3.2~3.8wt%、Si0.35~0.65wt%、Mn0.30~0.60wt%、P0.075~0.120wt%、S0.020~0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)加入LD转炉中，进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为40~60kg/t钢，白云石加入量为20~25kg/t钢，菱镁球加入量为6.0~9.0kg/t钢，控制终点碳含量≥0.06wt%，出钢温度为1660~1680℃；出钢前向钢包底部加入活性石灰和精炼渣进行渣洗，石灰加入量为2.0kg/t钢，精炼渣加入量1.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为20～30NL/min。
B、脱氧合金化：将钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，依次向钢包中加入下列物质：按1.0～1.5kg/t钢的量，加入下列质量比的硅钙钡复合脱氧剂：Si52.5wt%，Ca12.3wt%，Ba11.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按13.0～17.2kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁合金：Mn75.3wt%，C6.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按4.2~6.2kg/t钢的量，加入Si含量为73.5wt%的硅铁，其余为Fe及不可避免的不纯物；按4.9~8.3kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr57.5wt%，C7.6wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.8～1.1kg/t钢的量，加入下列质量比的高氮钒合金：V78.0wt%，N19.5wt%，C0.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至氩站进行精炼处理。
C、钢水氩站精炼：将钢水吊至氩站工位接好氩气带，开启氩气采用流量为20~40NL/min的氩气对钢水进行吹氩处理，吹氩时间为5分钟，之后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位。
D、钢水浇铸：在中间包温度为1527~1540℃，拉速为2.6~2.8m/min，结晶器冷却水流量为130~140m3/h，二冷比水量为1.9~2.1L/kg的条件下，将C步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯，钢坯定尺长度11.8m。
E、钢坯加热：将D步骤钢坯送入均热段炉温为1050~1100℃的加热炉中，加热60~80分钟，钢坯出钢温度为950~980℃，后经高压水除磷，推送至高速线材轧机进行轧制。
F、钢坯控轧控冷：将E步骤钢坯送入高速线材轧机进行轧制，在速度为0.15~0.25m/s的轧制条件下，粗轧6个道次；之后在速度为10.0~15.0m/s的轧制条件下，中轧12个道次；之后进行精轧前预水冷控冷，在冷却水量为50~100m3/h条件下控冷2~3秒；之后在精轧温度为860~900℃，速度为45~95m/s的轧制条件下，精轧5~10个道次；之后在温度为840~880℃，速度为45~100m/s的条件下吐丝；吐丝后进入斯太尔摩线风冷线进行“标准+延迟”型控制冷却(即快速冷却+缓慢冷却)，风机开启3~4台，同时开启对应风机上方保温盖，在风量为400km3/h、辊道速度为0.30~0.50m/s条件下完成风冷；斯太尔摩风冷结束后集卷温度控制为350~400℃，然后将盘卷自然空冷至室温，即获得化学成分如下的600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋：
C:0.17~0.21wt%，Si:0.30~0.45wt%，Mn:1.00~1.30wt%，Cr:0.30~0.50wt%，
V:0.060~0.080wt%，N:0.0160~0.0200wt%，S:0.013~0.040wt%，P:0.017~0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
本发明提供的600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋的工艺力学性能及显微组织见表1-表2所示。
表1600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋力学性能及显微组织
表2600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋自然时效性
实施例1
A、钢水冶炼：将铁水(化学成分C3.8wt%、Si0.25wt%、Mn0.30wt%、P0.200wt%、S0.008wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、废钢(化学成分C0.12wt%、Si0.20wt%、Mn0.45wt%、P0.025wt%、S0.020wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分C3.2wt%、Si0.35wt%、Mn0.30wt%、P0.075wt%、S0.020wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)加入LD转炉中，进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为40kg/t钢，白云石加入量为20kg/t钢，菱镁球加入量为6.0kg/t钢，控制终点碳含量0.06wt%，出钢温度为1660℃；出钢前向钢包底部加入活性石灰和精炼渣进行渣洗，石灰加入量为2.0kg/t钢，精炼渣加入量1.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为20NL/min。
B、脱氧合金化：将钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，依次向钢包中加入下列物质：按1.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅钙钡复合脱氧剂：Si52.5wt%，Ca12.3wt%，Ba11.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按13.0kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁合金：Mn75.3wt%，C6.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按4.2kg/t钢的量，加入Si含量为73.5wt%的硅铁，其余为Fe及不可避免的不纯物；按4.9kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr57.5wt%，C7.6wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.8kg/t钢的量，加入下列质量比的高氮钒合金：V78.0wt%，N19.5wt%，C0.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至氩站进行精炼处理。
C、钢水氩站精炼：将钢水吊至氩站工位接好氩气带，开启氩气采用流量为20NL/min的氩气对钢水进行吹氩处理，吹氩时间为5分钟，之后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位。
D、钢水浇铸：在中间包温度为1540℃，拉速为2.8m/min，结晶器冷却水流量为140m3/h，二冷比水量为2.1L/kg的条件下，将C步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯，钢坯定尺长度11.8m。
E、钢坯加热：将D步骤钢坯送入均热段炉温为1100℃的加热炉中，加热80分钟，钢坯出钢温度为980℃，后经高压水除磷，推送至高速线材轧机进行轧制。
F、钢坯控轧控冷：将E步骤钢坯送入高速线材轧机进行轧制，在速度为0.25m/s的轧制条件下，粗轧6个道次；之后在速度为15.0m/s的轧制条件下，中轧12个道次；之后进行精轧前预水冷控冷，在冷却水量为50m3/h条件下控冷2秒；之后在精轧温度为900℃，速度为95m/s的轧制条件下，精轧10个道次；之后在温度为880℃，速度为100m/s的条件下吐丝；吐丝后进入斯太尔摩线风冷线进行“标准+延迟”型控制冷却(即快速冷却+缓慢冷却)，风机开启3台，同时开启对应风机上方保温盖，在风量为400km3/h、辊道速度为0.50m/s条件下完成风冷；斯太尔摩风冷结束后集卷温度控制为400℃，然后将盘卷自然空冷至室温，即获得目标物600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋。该钢筋的化学成分为：
C:0.17wt%，Si:0.30wt%，Mn:1.00wt%,Cr:0.30wt%，V:0.060wt%，N:0.0160wt%，S:0.013wt%，P:0.017wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
实施例1提供的600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋工艺力学性能见表3、表4所示。
表3600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋力学性能及显微组织
表4600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋自然时效性
实施例2
A、钢水冶炼：将铁水(化学成分C4.5wt%、Si0.65wt%、Mn0.60wt%、P0.300wt%、S0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、废钢(化学成分C0.30wt%、Si0.50wt%、Mn1.15wt%、P0.055wt%、S0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分C3.8wt%、Si0.65wt%、Mn0.60wt%、P0.120wt%、S0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)加入LD转炉中，进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为60kg/t钢，白云石加入量为25kg/t钢，菱镁球加入量为9.0kg/t钢，控制终点碳含量0.08wt%，出钢温度为1680℃；出钢前向钢包底部加入活性石灰和精炼渣进行渣洗，石灰加入量为2.0kg/t钢，精炼渣加入量1.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为30NL/min。
B、脱氧合金化：将钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，依次向钢包中加入下列物质：按1.5kg/t钢的量，加入下列质量比的硅钙钡复合脱氧剂：Si52.5wt%，Ca12.3wt%，Ba11.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按17.2kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁合金：Mn75.3wt%，C6.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按6.2kg/t钢的量，加入Si含量为73.5wt%的硅铁，其余为Fe及不可避免的不纯物；按8.3kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr57.5wt%，C7.6wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.1kg/t钢的量，加入下列质量比的高氮钒合金：V78.0wt%，N19.5wt%，C0.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至氩站进行精炼处理。
C、钢水氩站精炼：将钢水吊至氩站工位接好氩气带，开启氩气采用流量为40NL/min的氩气对钢水进行吹氩处理，吹氩时间为5分钟，之后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位。
D、钢水浇铸：在中间包温度为1527℃，拉速为2.6m/min，结晶器冷却水流量为130m3/h，二冷比水量为1.9L/kg的条件下，将C步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯，钢坯定尺长度11.8m。
E、钢坯加热：将D步骤钢坯送入均热段炉温为1050℃的加热炉中，加热60分钟，钢坯出钢温度为950℃，后经高压水除磷，推送至高速线材轧机进行轧制。
F、钢坯控轧控冷：将E步骤钢坯送入高速线材轧机进行轧制，在速度为0.15m/s的轧制条件下，粗轧6个道次；之后在速度为10.0m/s的轧制条件下，中轧12个道次；之后进行精轧前预水冷控冷，在冷却水量为100m3/h条件下控冷3秒；之后在精轧温度为860℃，速度为45m/s的轧制条件下，精轧5个道次；之后在温度为840℃，速度为45m/s的条件下吐丝；吐丝后进入斯太尔摩线风冷线进行“标准+延迟”型控制冷却(即快速冷却+缓慢冷却)，风机开启4台，同时开启对应风机上方保温盖，在风量为400km3/h、辊道速度为0.30m/s条件下完成风冷；斯太尔摩风冷结束后集卷温度控制为350℃，然后将盘卷自然空冷至室温，即获得目标物600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋，该钢筋的化学成分为：
C:0.21wt%，Si:0.45wt%，Mn:1.30wt%,Cr:0.50wt%，V:0.080wt%，N:0.0200wt%，S:0.040wt%，P:0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
实施例2提供的600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋工艺力学性能见表5、表6所示。
表5600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋力学性能及显微组织
表6600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋自然时效性
实施例3
A、钢水冶炼：将铁水(化学成分C4.0wt%、Si0.45wt%、Mn0.50wt%、P0.250wt%、S0.019wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、废钢(化学成分C0.20wt%、Si0.30wt%、Mn0.85wt%、P0.035wt%、S0.030wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分C3.7wt%、Si0.55wt%、Mn0.50wt%、P0.095wt%、S0.030wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)加入LD转炉中，进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为50kg/t钢，白云石加入量为23kg/t钢，菱镁球加入量为7.0kg/t钢，控制终点碳含量0.07wt%，出钢温度为1675℃；出钢前向钢包底部加入活性石灰和精炼渣进行渣洗，石灰加入量为2.0kg/t钢，精炼渣加入量1.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为25NL/min。
B、脱氧合金化：将钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，依次向钢包中加入下列物质：按1.3kg/t钢的量，加入下列质量比的硅钙钡复合脱氧剂：Si52.5wt%，Ca12.3wt%，Ba11.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按15.0kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁合金：Mn75.3wt%，C6.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按5.2kg/t钢的量，加入Si含量为73.5wt%的硅铁，其余为Fe及不可避免的不纯物；按6.3kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr57.5wt%，C7.6wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.9kg/t钢的量，加入下列质量比的高氮钒合金：V78.0wt%，N19.5wt%，C0.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至氩站进行精炼处理。
C、钢水氩站精炼：将钢水吊至氩站工位接好氩气带，开启氩气采用流量为30NL/min的氩气对钢水进行吹氩处理，吹氩时间为5分钟，之后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位。
D、钢水浇铸：在中间包温度为1532℃，拉速为2.7m/min，结晶器冷却水流量为135m3/h，二冷比水量为2.0L/kg的条件下，将C步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯，钢坯定尺长度11.8m。
E、钢坯加热：将D步骤钢坯送入均热段炉温为1080℃的加热炉中，加热70分钟，钢坯出钢温度为960℃，后经高压水除磷，推送至高速线材轧机进行轧制。
F、钢坯控轧控冷：将E步骤钢坯送入高速线材轧机进行轧制，在速度为0.20m/s的轧制条件下，粗轧6个道次；之后在速度为13.0m/s的轧制条件下，中轧12个道次；之后进行精轧前预水冷控冷，在冷却水量为80m3/h条件下控冷2.5秒；之后在精轧温度为880℃，速度为75m/s的轧制条件下，精轧8个道次；之后在温度为870℃，速度为65m/s的条件下吐丝；吐丝后进入斯太尔摩线风冷线进行“标准+延迟”型控制冷却(即快速冷却+缓慢冷却)，风机开启4台，同时开启对应风机上方保温盖，在风量为400km3/h、辊道速度为0.40m/s条件下完成风冷；斯太尔摩风冷结束后集卷温度控制为380℃，然后将盘卷自然空冷至室温，即获得目标物600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋。该钢筋的化学成分为：
C:0.19wt%，Si:0.38wt%，Mn:1.15wt%,Cr:0.40wt%，V:0.070wt%，N:0.0190wt%，S:0.025wt%，P:0.031wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
实施例3提供的600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋工艺力学性能见表7、表8所示。
表7600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋力学性能及显微组织
表8600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋自然时效性

Claims (5)

1.一种600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋的制备方法，所述600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋包含重量百分比0.17~0.21%的C、0.30~0.45%的Si、1.00~1.30%的Mn、0.30~0.50%的Cr、0.060~0.080%的V、0.0160~0.0200%的N、0.013~0.040%的S和0.017~0.040%的P，其余为Fe及不可避免的不纯物；其特征在于所述600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋制备方法包括钢坯制备、轧制步骤，具体包括：
A、钢坯制备：
1）钢水冶炼：将化学成分C3.8~4.5wt%、Si0.25~0.65wt%、Mn0.30~0.60wt%、P0.200~0.300wt%、S≤0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的铁水、化学成分C0.12~0.30wt%、Si0.20~0.50wt%、Mn0.45~1.15wt%、P0.025~0.055wt%、S0.020~0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的废钢及化学成分C3.2~3.8wt%、Si0.35~0.65wt%、Mn0.30~0.60wt%、P0.075~0.120wt%、S0.020~0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的生铁加入LD转炉中，进行常规顶底复合吹炼，加入石灰、白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为40~60kg/t钢，白云石加入量为20~25kg/t钢，菱镁球加入量为6.0~9.0kg/t钢，控制终点碳含量≥0.06wt%，出钢温度为1660~1680℃；出钢前向钢包底部加入活性石灰和精炼渣进行渣洗，石灰加入量为2.0kg/t钢，精炼渣加入量1.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为20~30NL/min；
2）脱氧合金化：将钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，依次向钢包中加入下列物质：按1.0~1.5kg/t钢的量，加入下列质量比的硅钙钡复合脱氧剂：Si52.5wt%，Ca12.3wt%，Ba11.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按13.0~17.2kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁合金：Mn75.3wt%，C6.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按4.2~6.2kg/t钢的量，加入Si含量为73.5wt%的硅铁，其余为Fe及不可避免的不纯物；按4.9~8.3kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr57.5wt%，C7.6wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.8~1.1kg/t钢的量，加入下列质量比的高氮钒合金：V78.0wt%，N19.5wt%，C0.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至氩站进行精炼处理；
3）钢水氩站精炼：将钢水吊至氩站工位接好氩气带，开启氩气采用流量为20~40NL/min的氩气对钢水进行吹氩处理，吹氩时间为5分钟，之后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；
4）钢水浇铸：在中间包温度为1527~1540℃，拉速为2.6~2.8m/min，结晶器冷却水流量为130~140m3/h，二冷比水量为1.9~2.1L/kg的条件下，将步骤3）的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯，钢坯定尺长度11.8m；
B、轧制：将A步骤制备得到的钢坯送入均热段炉温为1050~1100℃的加热炉加热后出钢，经高压水除磷，送入高速线材轧机，以0.15~0.25m/s的轧制速度进行粗轧，轧制6个道次；再以10.0~15.0m/s的轧制速度进行中轧，轧制12个道次；之后进行精轧前预水冷，预水冷后在860~890℃下以45~95m/s的轧制速度进行精轧，轧制5~10个道次；之后在温度840~880℃、速度为45~100m/s的条件下吐丝，吐丝后进行斯太尔摩控冷得到目标物。
2.根据权利要求1所述的600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋的制备方法，其特征在于B步骤中所述加热的时间为60~80min。
3.根据权利要求1所述的600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋的制备方法，其特征在于B步骤中所述的钢坯出钢温度为950~980℃。
4.根据权利要求1所述的600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋的制备方法，其特征在于B步骤中所述的精轧前预水冷是在冷却水量为50~100m3/h条件下控冷2~3s。
5.根据权利要求1所述的600MPa级高强抗震盘条螺纹钢筋的制备方法，其特征在于B步骤中所述的斯太尔摩控冷是进入斯太尔摩线风冷线进行“标准+延迟”型控制冷却，即快速冷却+缓慢冷却，风机开启3~4台，同时开启对应风机上方保温盖，在风量为400km3/h、辊道速度为0.30~0.50m/s条件下完成风冷；斯太尔摩风冷结束后集卷温度控制为350~400℃，然后将盘卷自然空冷至室温。
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