CN107653411A - 一种建筑用高强抗震钢材制备方法 - Google Patents

一种建筑用高强抗震钢材制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种建筑用高强抗震钢材制备方法，具体包括以下步骤：将高炉铁水、废钢、生铁块装入玉坩埚内并放置于高温Si‑Mo炉内，通氮气保护，吹氧冶炼，升温至1820℃，待铁全部融化后，再加入造渣料、铬铁和钒铁，2min后机械搅拌，保温5min后停炉，冷却至室温，待钢水成分达到冶炼标准要求，出钢；在出钢过程中通过微波场向钢水吹氮气，最后钢水经锻造机并采用加热温度为1020‑1047℃范围进行锻造获得性状的毛坯最终获得钢材。通过在钢中加入铬铁获得并控制铬含量并与V、Ti、Nb组合，从而可提高钢的强度和硬度，以及高温机械性能，并具使得钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性。

Description

一种建筑用高强抗震钢材制备方法
技术领域
本发明涉及一种冶金领域，尤其是一种建筑用高强抗震钢材制备方法。
背景技术
目前开发的抗震钢筋屈服强度主要集中在500MPa级，强度级别较低；含有Nb、V等多种合金元素，合金成本高；且均采用控轧控冷方法，工艺复杂、能源消耗量大。但是目前的建筑用高强抗震钢材制备方法负责，且相对成本较高，但随着工程结构对建筑用钢筋强度要求的提高，如何制备屈服强度级别在500MPa以上且成本低廉的建筑用超高强度抗震钢筋是目前需要解决的实际问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种建筑用高强抗震钢材制备方法。
为了实现上述目的，本发明所设计的一种建筑用高强抗震钢材制备方法，具体包括以下步骤：
S1、将高炉铁水、废钢、生铁块装入玉坩埚内并放置于高温Si-Mo炉内，通氮气保护，吹氧冶炼，升温至1820℃，待铁全部融化后，再加入造渣料、铬铁和钒铁，2min后机械搅拌，保温5min后停炉，冷却至室温，得到钢水，待钢水成分达到冶炼标准要求，出钢；
S2、在出钢过程中通过微波场向钢水吹氮气，使钢水中的N含量在0.008-0.012％之间，使钢水中的Cr在0.13-4.2％之间，V在0.01-0.03％之间，Nb在0.03-0.06％之间；Ti在0.012-0.2％之间；利用吹氮气保护的条件下，保证钢中的含氧量；避免内部的维合金氧化；并通过先炉冷然后水冷进行冷却；获得钢水；
S3、最后钢水经锻造机并采用加热温度为1020-1047℃范围进行锻造获得性状的毛坯最终获得钢材。
进一步，在步骤S2中，在出钢过程中通过微波场向钢水吹氮气，使钢水中的N含量在0.01-0.012％之间，使钢水中的Cr在1.54-4.2％之间，V在0.02-0.03％之间，Nb在0.04-0.06％之间；Ti在0.1-0.2％之间；利用吹氮气保护的条件下，保证钢中的含氧量；避免内部的维合金氧化；并通过先炉冷然后水冷进行冷却；获得钢水。
进一步，在步骤S3中锻造的初始温度是1470℃，终锻的温度是1020℃。
进一步，在步骤S2中，在出钢过程中通过微波场向钢水吹氮气，使钢水中的N含量在0.011％之间，使钢水中的Cr在1.8％之间，V在0.025％之间，Nb在0.05％之间；Ti在0.15％之间；利用吹氮气保护的条件下，保证钢中的含氧量；避免内部的维合金氧化；并通过先炉冷然后水冷进行冷却；获得钢水。
本发明得到的一种建筑用高强抗震钢材制备方法，通过在钢中加入铬铁获得并控制铬含量，从而可提高钢的强度和硬度，以及高温机械性能，并具使得钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性，因此该方法工艺简单，通过简单元素的添加锻造出出了高强度，抗震性和焊接性均十分良好的高强度抗震钢筋。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1：
本实施例提供的一种建筑用高强抗震钢材制备方法，具体包括以下步骤：
S1、将高炉铁水、废钢、生铁块装入玉坩埚内并放置于高温Si-Mo炉内，通氮气保护，吹氧冶炼，升温至1820℃，待铁全部融化后，再加入造渣料、铬铁和钒铁，2min后机械搅拌，保温5min后停炉，冷却至室温，得到钢水，待钢水成分达到冶炼标准要求，出钢；
S2、在出钢过程中通过微波场向钢水吹氮气，使钢水中的N含量在0.008-0.012％之间，使钢水中的Cr在0.13-4.2％之间，V在0.01-0.03％之间，Nb在0.03-0.06％之间；Ti在0.012-0.2％之间；利用吹氮气保护的条件下，保证钢中的含氧量；避免内部的维合金氧化；并通过先炉冷然后水冷进行冷却；获得钢水；
S3、最后钢水经锻造机并采用加热温度为1020-1047℃范围进行锻造获得性状的毛坯最终获得钢材。
进一步，在步骤S3中锻造的初始温度是1470℃，终锻的温度是1020℃。
进一步，在步骤S2中，在出钢过程中通过微波场向钢水吹氮气，使钢水中的N含量在0.011％之间，使钢水中的Cr在1.8％之间，V在0.025％之间，Nb在0.05％之间；Ti在0.15％之间；利用吹氮气保护的条件下，保证钢中的含氧量；避免内部的维合金氧化；并通过先炉冷然后水冷进行冷却；获得钢水。
本实施例通过在钢中加入铬铁获得并控制铬含量并与V、Ti、Nb组合，从而可提高钢的强度和硬度，以及高温机械性能，并具使得钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性，因此该方法工艺简单，通过简单元素的添加锻造出出了高强度，抗震性和焊接性均十分良好的高强度抗震钢筋。
实施例2：
本实施例提供的一种建筑用高强抗震钢材制备方法，具体包括以下步骤：
S1、将高炉铁水、废钢、生铁块装入玉坩埚内并放置于高温Si-Mo炉内，通氮气保护，吹氧冶炼，升温至1820℃，待铁全部融化后，再加入造渣料、铬铁和钒铁，2min后机械搅拌，保温5min后停炉，冷却至室温，得到钢水，待钢水成分达到冶炼标准要求，出钢；
S2、在出钢过程中通过微波场向钢水吹氮气，使钢水中的N含量在0.012％之间，使钢水中的Cr4.2％之间，V在0.03％之间，Nb在0.06％之间；Ti在0.2％之间；利用吹氮气保护的条件下，保证钢中的含氧量；避免内部的维合金氧化；并通过先炉冷然后水冷进行冷却；获得钢水；
S3、最后钢水经锻造机并采用加热温度为1020℃范围进行锻造获得性状的毛坯最终获得钢材。
进一步，在步骤S3中锻造的初始温度是1470℃，终锻的温度是1020℃，中间锻造温度控制在1020℃。
实施例3：
本实施例提供的一种建筑用高强抗震钢材制备方法，具体包括以下步骤：
S1、将高炉铁水、废钢、生铁块装入玉坩埚内并放置于高温Si-Mo炉内，通氮气保护，吹氧冶炼，升温至1820℃，待铁全部融化后，再加入造渣料、铬铁和钒铁，2min后机械搅拌，保温5min后停炉，冷却至室温，得到钢水，待钢水成分达到冶炼标准要求，出钢；
S2、在出钢过程中通过微波场向钢水吹氮气，使钢水中的N含量在0.008％之间，使钢水中的Cr在0.13％之间，V在0.01％之间，Nb在0.03％之间；Ti在0.012％之间；利用吹氮气保护的条件下，保证钢中的含氧量；避免内部的维合金氧化；并通过先炉冷然后水冷进行冷却；获得钢水；
S3、最后钢水经锻造机并采用加热温度为1030℃范围进行锻造获得性状的毛坯最终获得钢材。
进一步，在步骤S3中锻造的初始温度是1470℃，终锻的温度是1020℃，中间温度控制在1030℃。
实施例4：
本实施例提供的一种建筑用高强抗震钢材制备方法，具体包括以下步骤：
S1、将高炉铁水、废钢、生铁块装入玉坩埚内并放置于高温Si-Mo炉内，通氮气保护，吹氧冶炼，升温至1820℃，待铁全部融化后，再加入造渣料、铬铁和钒铁，2min后机械搅拌，保温5min后停炉，冷却至室温，得到钢水，待钢水成分达到冶炼标准要求，出钢；
S2、在出钢过程中通过微波场向钢水吹氮气，使钢水中的N含量在0.009％之间，使钢水中的Cr在3％之间，V在0.015％之间，Nb在0.05％之间；Ti在0.015％之间；利用吹氮气保护的条件下，保证钢中的含氧量；避免内部的维合金氧化；并通过先炉冷然后水冷进行冷却；获得钢水；
S3、最后钢水经锻造机并采用加热温度为1040℃范围进行锻造获得性状的毛坯最终获得钢材。
实施例5：
本实施例提供的一种建筑用高强抗震钢材制备方法，具体包括以下步骤：
S1、将高炉铁水、废钢、生铁块装入玉坩埚内并放置于高温Si-Mo炉内，通氮气保护，吹氧冶炼，升温至1820℃，待铁全部融化后，再加入造渣料、铬铁和钒铁，2min后机械搅拌，保温5min后停炉，冷却至室温，得到钢水，待钢水成分达到冶炼标准要求，出钢；
S2、在出钢过程中通过微波场向钢水吹氮气，使钢水中的N含量在0.008-0.012％之间，使钢水中的Cr在0.13-4.2％之间，V在0.01-0.03％之间，Nb在0.03-0.06％之间；Ti在0.012-0.2％之间；利用吹氮气保护的条件下，保证钢中的含氧量；避免内部的维合金氧化；并通过先炉冷然后水冷进行冷却；获得钢水；
S3、最后钢水经锻造机并采用加热温度为1020-1047℃范围进行锻造获得性状的毛坯最终获得钢材。
进一步，在出钢过程中通过微波场向钢水吹氮气，使钢水中的N含量在0.008％之间，使钢水中的Cr在0.13-％之间，V在0.01％之间，Nb在0.03％之间；Ti在0.012％之间；利用吹氮气保护的条件下，保证钢中的含氧量；避免内部的维合金氧化；并通过先炉冷然后水冷进行冷却；获得钢水。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种建筑用高强抗震钢材制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、将高炉铁水、废钢、生铁块装入玉坩埚内并放置于高温Si-Mo炉内，通氮气保护，吹氧冶炼，升温至1820℃，待铁全部融化后，再加入造渣料、铬铁和钒铁，2min后机械搅拌，保温5min后停炉，冷却至室温，得到钢水，待钢水成分达到冶炼标准要求，出钢；
S2、在出钢过程中通过微波场向钢水吹氮气，使钢水中的N含量在0.008-0.012％之间，使钢水中的Cr在0.13-4.2％之间，V在0.01-0.03％之间，Nb在0.03-0.06％之间；Ti在0.012-0.2％之间；利用吹氮气保护的条件下，保证钢中的含氧量；避免内部的维合金氧化；并通过先炉冷然后水冷进行冷却；获得钢水；
S3、最后钢水经锻造机并采用加热温度为1020-1047℃范围进行锻造获得性状的毛坯最终获得钢材。
2.根据权利要求1所述的一种建筑用高强抗震钢材制备方法，其特征在于：在步骤S2中，在出钢过程中通过微波场向钢水吹氮气，使钢水中的N含量在0.01-0.012％之间，使钢水中的Cr在1.54-4.2％之间，V在0.02-0.03％之间，Nb在0.04-0.06％之间；Ti在0.1-0.2％之间；利用吹氮气保护的条件下，保证钢中的含氧量；避免内部的维合金氧化；并通过先炉冷然后水冷进行冷却；获得钢水。
3.根据权利要求1或2所述的一种建筑用高强抗震钢材制备方法，其特征在于：在步骤S3中锻造的初始温度是1470℃，终锻的温度是1020℃。
4.根据权利要求1或2所述的一种建筑用高强抗震钢材制备方法，其特征在于：在步骤S2中，在出钢过程中通过微波场向钢水吹氮气，使钢水中的N含量在0.011％之间，使钢水中的Cr在1.8％之间，V在0.025％之间，Nb在0.05％之间；Ti在0.15％之间；利用吹氮气保护的条件下，保证钢中的含氧量；避免内部的维合金氧化；并通过先炉冷然后水冷进行冷却；获得钢水。
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