CN114411061B - 一种高强度抗震钢筋及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种高强度抗震钢筋及其制备方法，属于钢铁生产领域。本申请通过利用碳、锰、硅、钒、铬等合金元素的固溶强化、细晶强化、析出强化作用，尤其是通过精确控制钒氮比和碳当量，再配合相应的加热、控轧控冷轧制技术，形成了在普通钢筋的基础上调整化学成分和轧制工艺经热轧不需要热处理就能满足630MPa级各项指标要求的高度抗震钢筋生产技术。该稳定的工业化轧制技术，降低了生产成本、大幅提高经济效益。

Description

一种高强度抗震钢筋及其制备方法
技术领域
本发明涉及钢铁领域，具体而言，涉及一种高强度抗震钢筋及其制备方法。
背景技术
热轧带肋钢筋是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，钢筋再加工效应(焊接，机械连接、弯曲或调直)等各种载荷，应用广泛。随着高层、大跨度、抗震、耐低温、耐火建筑结构的出现，用户不仅要求钢筋具有较高的强度，而且还要求其具有较高的韧性及良好的焊接性能。
随着经济持续稳定发展，每年都需要生产和消费大量钢筋混凝土用热轧带肋钢筋，目目前市场上主要以HRB400(E)、HRB500(E)钢筋为主，但随着国家对节能环保工作的重视、国家提出了碳达峰、碳中和的要求，减少钢材消耗降低碳排放是当前钢铁行业的工作重点。630MPa级高强度抗震钢筋为目前国内最高等级钢筋，与当前钢筋混凝土用热轧带肋钢筋标准GB/T1499.2-2018中的最高级别600MPa级钢筋相比，采用630MPa级及以上强度高强度钢筋具有更高的强度保障，与400MPa级、500MPa级钢筋相比，采用630MPa级及以上强度高强度钢筋可节约用钢量50％和20％。该钢筋适用于地震多发地带及沿海地带，可广泛用于各种建筑结构，特别是大型、重型、轻型薄壁和高层建筑结构。630MPa级高强度抗震钢筋的开发和应用还将会推动高性能节能环保型新材料的推广和应用，大大改善当前建筑用产品品种结构，为企业实现碳达峰、碳中和提供有力支撑。
现有技术中采用的生产工艺630MPa高强度钢筋很难达到强屈比≥1.25的抗震要求，而且存在生产成本高的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种高强度抗震钢筋及其制备方法，其强屈比≥1.25，解决现有技术中采用的生产工艺很难达到630MPa强度抗震要求，存在生产成本高的技术问题。
本申请的第一方面是提供一种高强度抗震钢筋，所述高强度抗震钢筋的成分质量百分比为：C：0.22-0.28％，Si：0.40-0.70％，Mn：1.30-1.60％，S≤0.030％，P≤0.030％，V：0.110-0.160％，N：0.021-0.026％，Cr：0.100-0.250％，其余为Fe和不可避免杂质；其中，碳当量Ceq为0.54-0.58，V/N为5.23-6.15，所述高强度抗震钢筋的屈服强度≥630MPa，抗拉强度≥790MPa，强屈比≥1.25。
在一种可选的实施方式中，所述高强度抗震钢筋的成分质量百分比进一步为：C：0.25-0.28％，Si：0.50-0.70％，Mn：1.48-1.60％，S≤0.030％，P≤0.030％，V：0.13-0.15％，N：0.022-0.025％，Cr：0.100-0.200％，其余为Fe和不可避免杂质。
在一种可选的实施方式中，所述高强度钢筋的晶粒度为9.0级以上，铁素体的含量百分比为74-76％，珠光体的含量百分比为24-26％。
本申请的第二方面是提供一种高强度抗震钢筋的制备方法，所述方法包括转炉炼钢、吹氩、精炼、连铸、加热、粗轧、中轧、精轧和冷却步骤。
在一种可选的实施方式中，所述转炉炼钢步骤在炉底顶复合吹炼。
在一种可选的实施方式中，所述吹氩步骤在氩站处理，进行合金化冶炼。
在一种可选的实施方式中，所述精炼步骤在精炼炉内微调成分和温度，冶炼中严格控制，C、Si、Mn、P、S、Cr、V成分并保证Ceq在控制范围内，同时严格控制钢水出站温度1548～1560℃。
在一种可选的实施方式中，所述连铸步骤通过连铸机将精炼好的钢水连续铸造成连铸钢坯，保持铸机拉速3.0～3.5m/s，优选地，拉速为3.1m/s。
在一种可选的实施方式中，所述合金化冶炼包括在钢中添加增氮剂，所述增氮剂为氮化硅铁、氮化硅锰、氮化锰铁中的一种或多种。
在一种可选的实施方式中，所述加热步骤将验收合格后的铸坯进入蓄热式步进梁加热炉，通过智能燃烧系统，进行预热、加热和均热，确保钢坯长度方向温度均匀，头中尾温度差在40℃以内。
在一种可选的实施方式中，当铸坯为红送热坯时，预热温度为900～1050℃，加热段温度为1150～1230℃，均热段温度为1150～1220℃，总加热时间≥65min；当铸坯为冷坯时，预热温度为600～1050℃，加热段温度为1150～1230℃，均热段温度为1150～1220℃，总加热时间≥70min。
在一种可选的实施方式中，所述粗轧步骤将经过加热合格的连铸钢坯进入粗轧机组进行粗轧操作，获得粗轧红钢，其中，所述粗轧的开轧参考温度为1100～1140℃；所述中轧步骤是对所述粗轧红钢进行中轧操作，获得中轧红钢，进中轧温度参考为1050～1100℃；所述精轧步骤是对所述中轧红钢进行精轧操作，获得精轧红钢，进精轧温度为1000～1050℃。
在一种可选的实施方式中，所述冷却步骤是将精轧红钢经过水冷装置，控制精轧红钢上冷床温度1040～1080℃，冷却速率为2～4℃/S。
本发明的有益效果在于：通过利用碳、锰、硅、钒、铬等合金元素的固溶强化、细晶强化、析出强化作用，尤其是通过精确控制钒氮比和碳当量，再配合相应的加热、控轧控冷轧制技术，形成了在普通钢筋的基础上调整化学成分和轧制工艺经热轧不需要热处理就能满足630MPa级各项指标要求的高度抗震钢筋生产技术。该稳定的工业化轧制技术，具有降低生产成本、大幅提高经济效益的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1金相图
图2为本发明实施例2金相图
图3为本发明实施例3金相图
图4为本发明实施例4金相图
图5为本发明对比例1金相图
图6为本发明对比例2金相图
图7为本发明对比例3金相图
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。以下“％”均指质量百分比。
本发明实施例提供了一种强屈比≥1.25的630MPa高强度抗震指标钢筋及其生产方法，用于解决现有技术中采用的生产工艺很难达到630MPa强度抗震要求，存在生产成本高的技术问题。
本发明提供的技术方案总体思路如下：
通过转炉对制钢原料进行炼制，获得粗炼钢水；将所述粗炼钢水通过精炼炉进行精炼，获得精炼钢水；通过连铸机对所述精炼钢水进行轧制，获得连铸钢坯；将所述连铸钢坯输送至蓄热式步进梁加热炉进行智能加热后，进入粗轧机组进行粗轧操作，获得粗轧红钢；对所述粗轧红钢通过剪切后，进入中轧机组进行中轧操作，获得中轧红钢；对所述中轧红钢通过剪切，进入精轧机组进行精轧操作，获得精轧红钢；对所述精轧红钢进行水冷段冷却、倍尺热剪、冷床矫直缓冷、定尺剪切；对经过定尺剪切的精轧红钢进行精整入库。本发明利用碳、锰、硅、钒、铬等合金元素的固溶强化、细晶强化、析出强化作用，尤其是通过精确控制钒氮比和碳当量，再配合相应的加热、控轧控冷轧制技术，形成了在普通钢筋的基础上调整化学成分和轧制工艺经热轧不需要热处理就能满足630MPa级各项指标要求的高度抗震钢筋生产技术。该稳定的工业化轧制技术，具有降低生产成本、大幅提高经济效益的技术效果。
实施例1
所述一种强屈比≥1.25的630MPa高强度抗震指标钢筋及其生产方法的步骤为：包括如下步骤：转炉→吹氩→精炼→连铸→坯料验收→加热→粗轧→中轧→精轧→冷却→定尺剪切→包装→检验→入库，具体地：
S10，所述转炉步骤在炉底顶复合吹炼；
S20，所述吹氩步骤在氩站处理添加氮化硅铁进行合金化，添加氮化硅铁等合金冶炼，确保合金充分溶解均匀；
S30，所述精炼步骤在精炼炉内微调成分和温度，冶炼中严格控制，C 0.25％、Si0.66％、Mn 1.50％、P 0.018％、S 0.016％、Cr 0.105％、V 0.140％、N 0.023％，控制V/N为6.08，并保证Ceq为0.538，同时严格控制钢水出站温度，保持铸机拉速恒定；
S40，所述连铸步骤通过七机七流方坯连铸机将精炼好的钢水在合适的速度范围内连续铸造成连铸钢坯；
S50，所述坯料验收步骤连铸钢坯通过红送辊道或者汽车运输至轧钢厂后，对铸坯表面质量进行检查验收；
S60，所述加热步骤验收合格后的铸坯进入蓄热式步进梁加热炉，通过智能燃烧系统，确保预热段温度为980℃；加热段温度为1170℃，均热段温度为1195℃，总加热时间参考：红送热坯≥65min、冷坯≥70min；
S70，所述粗轧步骤经过加热合格的连铸钢坯进入6架平立交替粗轧机组进行粗轧操作，获得粗轧红钢，钢的开轧参考温度为1120℃；
S80，所述中轧步骤是对所述粗轧红钢通过1#飞剪剪切有缺陷的头部和尾部后，进入4架或6架中轧机组进行中轧操作，获得中轧红钢；
S90，所述精轧步骤是对所述中轧红钢通过2#飞剪剪切有缺陷的头部后，进入4架至6架精轧机组进行精轧操作，获得精轧红钢，进精轧温度参考1040℃；
S100，所述冷却步骤是精轧红钢经过水冷装置，通过调节摩根控温冷却装置的阀门开口度控制水量及水压，确保精轧红钢上冷床温度1050℃，水冷后的精轧红钢通过3#飞剪剪成倍尺长度的精轧红钢上冷床后矫直并缓慢冷却；
S110，所述定尺剪切步骤是经过冷床冷却后的精轧红钢通过两套定尺剪系统剪切成固定长度的成品钢筋；
S120，所述包装检验入库步骤是在收集区剔除短尺材后的定尺长度的精轧红钢，并经过计数器计数，按照固定支数包装、检验合格后入库。
实施例2
所述一种强屈比≥1.25的630MPa高强度抗震指标钢筋及其生产方法的步骤为：包括如下步骤：转炉→吹氩→精炼→连铸→坯料验收→加热→粗轧→中轧→精轧→冷却→定尺剪切→包装→检验→入库，具体地：
S10，所述转炉步骤在炉底顶复合吹炼；
S20，所述吹氩步骤在氩站处理添加氮化硅铁进行合金化，添加氮化硅铁等合金冶炼，确保合金充分溶解均匀；
S30，所述精炼步骤在精炼炉内微调成分和温度，冶炼中严格控制，C 0.26％、Si0.66％、Mn 1.45％、P 0.017％、S 0.018％、Cr 0.110％、V 0.135％，N 0.022％，V/N为6.14，并保证Ceq为0.552，同时严格控制钢水出站温度，保持铸机拉速恒定；
S40，所述连铸步骤通过七机七流方坯连铸机将精炼好的钢水在合适的速度范围内连续铸造成连铸钢坯；
S50，所述坯料验收步骤连铸钢坯通过红送辊道或者汽车运输至轧钢厂后，对铸坯表面质量进行检查验收；
S60，所述加热步骤验收合格后的铸坯进入蓄热式步进梁加热炉，通过智能燃烧系统，确保预热段温度为840℃；加热段温度为1210℃，均热段温度为1200℃，总加热时间参考≥90min；
S70，所述粗轧步骤经过加热合格的连铸钢坯进入7架粗轧机组进行粗轧操作，获得粗轧红钢，钢的开轧参考温度为1105℃；
S80，所述中轧步骤是对所述粗轧红钢通过1#飞剪剪切有缺陷的头部和尾部后，进入6架中轧机组进行中轧操作，获得中轧红钢；
S90，所述精轧步骤是对所述中轧红钢通过2#飞剪剪切有缺陷的头部后，进入4架至6架精轧机组进行精轧操作，获得精轧红钢，进精轧温度参考1030℃；
S100，所述冷却步骤是精轧红钢经过水冷装置，通过调节摩根控温冷却装置的阀门开口度控制水量及水压，确保精轧红钢上冷床温度1050℃，水冷后的精轧红钢通过3#飞剪剪成倍尺长度的精轧红钢上冷床后矫直并缓慢冷却；
S110，所述定尺剪切步骤是经过冷床冷却后的精轧红钢通过定尺剪剪切成固定长度的成品钢筋；
S120，所述包装检验入库步骤是在收集区剔除短尺材后的定尺长度的精轧红钢，并经过计数器计数，按照固定支数包装、检验合格后入库。
实施例3
所述一种强屈比≥1.25的630MPa高强度抗震指标钢筋及其生产方法的步骤为：包括如下步骤：转炉→吹氩→精炼→连铸→坯料验收→加热→粗轧→中轧→精轧→冷却→定尺剪切→包装→检验→入库，具体地：
S10，所述转炉步骤在炉底顶复合吹炼；
S20，所述吹氩步骤在氩站处理添加氮化硅铁进行合金化，添加氮化硅铁等合金冶炼，确保合金充分溶解均匀；
S30，所述精炼步骤在精炼炉内微调成分和温度，冶炼中严格控制，C 0.26％、Si0.68％、Mn 1.40％、P 0.020％、S 0.021％、Cr 0.150％、V 0.145％、N 0.024％，控制V/N为6.04，并保证Ceq为0.555，同时严格控制钢水出站温度，保持铸机拉速恒定；
S40，所述连铸步骤通过七机七流方坯连铸机将精炼好的钢水在合适的速度范围内连续铸造成连铸钢坯；
S50，所述坯料验收步骤连铸钢坯通过红送辊道或者汽车运输至轧钢厂后，对铸坯表面质量进行检查验收；
S60，所述加热步骤验收合格后的铸坯进入蓄热式步进梁加热炉，通过智能燃烧系统，确保预热段温度为850℃；加热段温度为1230℃，均热段温度为1220℃，总加热时间参考≥90min；
S70，所述粗轧步骤经过加热合格的连铸钢坯进入8架平立交替粗轧机组进行粗轧操作，获得粗轧红钢，钢的开轧参考温度为1120℃；
S80，所述中轧步骤是对所述粗轧红钢通过1#飞剪剪切有缺陷的头部和尾部后，进入4架中轧机组进行中轧操作，获得中轧红钢；
S90，所述精轧步骤是对所述中轧红钢通过2#飞剪剪切有缺陷的头部后，进入6架精轧机组进行精轧操作，获得精轧红钢，进精轧温度参考1010℃；
S100，所述冷却步骤是精轧红钢经过水冷装置，通过调节摩根控温冷却装置的阀门开口度控制水量及水压，确保精轧红钢上冷床温度1045℃，水冷后的精轧红钢通过3#飞剪剪成倍尺长度的精轧红钢上冷床后矫直并缓慢冷却；
S110，所述定尺剪切步骤是经过冷床冷却后的精轧红钢通过定尺剪剪切成固定长度的成品钢筋；
S120，所述包装检验入库步骤是在收集区剔除短尺材后的定尺长度的精轧红钢，并经过计数器计数，按照固定支数包装、检验合格后入库。
实施例4
所述一种强屈比≥1.25的630MPa高强度抗震指标钢筋及其生产方法的步骤为：包括如下步骤：转炉→吹氩→精炼→连铸→坯料验收→加热→粗轧→中轧→精轧→冷却→定尺剪切→包装→检验→入库，具体地：
S10，所述转炉步骤在炉底顶复合吹炼；
S20，所述吹氩步骤在氩站处理添加氮化硅铁进行合金化，添加氮化硅铁等合金冶炼，确保合金充分溶解均匀；
S30，所述精炼步骤在精炼炉内微调成分和温度，冶炼中严格控制，C 0.26％、Si0.67％、Mn 1.45％、P 0.019％、S 0.018％、Cr 0.180％、V 0.156％、N 0.026％，控制V/N为6，并保证Ceq为0.562，同时严格控制钢水出站温度，保持铸机拉速恒定；
S40，所述连铸步骤通过七机七流方坯连铸机将精炼好的钢水在合适的速度范围内连续铸造成连铸钢坯；
S50，所述坯料验收步骤连铸钢坯通过红送辊道或者汽车运输至轧钢厂后，对铸坯表面质量进行检查验收；
S60，所述加热步骤验收合格后的铸坯进入蓄热式步进梁加热炉，通过智能燃烧系统，确保预热段温度为850℃；加热段温度为1200℃，均热段温度为1190℃，总加热时间参考≥90min；
S70，所述粗轧步骤经过加热合格的连铸钢坯进入8架平立交替粗轧机组进行粗轧操作，获得粗轧红钢，钢的开轧参考温度为1120℃；
S80，所述中轧步骤是对所述粗轧红钢通过1#飞剪剪切有缺陷的头部和尾部后，进入4架中轧机组进行中轧操作，获得中轧红钢；
S90，所述精轧步骤是对所述中轧红钢通过2#飞剪剪切有缺陷的头部后，进入6架精轧机组进行精轧操作，获得精轧红钢，进精轧温度参考1050℃；
S100，所述冷却步骤是精轧红钢经过水冷装置，通过调节摩根控温冷却装置的阀门开口度控制水量及水压，确保精轧红钢上冷床温度1050℃，水冷后的精轧红钢通过3#飞剪剪成倍尺长度的精轧红钢上冷床后矫直并缓慢冷却；
S110，所述定尺剪切步骤是经过冷床冷却后的精轧红钢通过定尺剪剪切成固定长度的成品钢筋；
S120，所述包装检验入库步骤是在收集区剔除短尺材后的定尺长度的精轧红钢，并经过计数器计数，按照固定支数包装、检验合格后入库。
对比例1
所述一种强屈比≥1.25的630MPa高强度抗震指标钢筋及其生产方法的步骤为：包括如下步骤：转炉→吹氩→精炼→连铸→坯料验收→加热→粗轧→中轧→精轧→冷却→定尺剪切→包装→检验→入库，具体地：
S10，所述转炉步骤在炉底顶复合吹炼；
S20，所述吹氩步骤在氩站处理添加氮化硅铁进行合金化，添加氮化硅铁等合金冶炼，确保合金充分溶解均匀；
S30，所述精炼步骤在精炼炉内微调成分和温度，冶炼中严格控制，C 0.26％、Si0.66％、Mn 1.50％、P 0.020％、S 0.022％、Cr 0.120％、V 0.130％、N 0.020％，控制V/N为6.5，并保证Ceq为0.562，同时严格控制钢水出站温度，保持铸机拉速恒定；
S40，所述连铸步骤通过七机七流方坯连铸机将精炼好的钢水在合适的速度范围内连续铸造成连铸钢坯；
S50，所述坯料验收步骤连铸钢坯通过红送辊道或者汽车运输至轧钢厂后，对铸坯表面质量进行检查验收；
S60，所述加热步骤验收合格后的铸坯进入蓄热式步进梁加热炉，通过智能燃烧系统，确保预热段温度为900℃；加热段温度为1200℃，均热段温度为1190℃，总加热时间参考≥90min；
S70，所述粗轧步骤经过加热合格的连铸钢坯进入8架平立交替粗轧机组进行粗轧操作，获得粗轧红钢，钢的开轧参考温度为1100℃；
S80，所述中轧步骤是对所述粗轧红钢通过1#飞剪剪切有缺陷的头部和尾部后，进入4架中轧机组进行中轧操作，获得中轧红钢；
S90，所述精轧步骤是对所述中轧红钢通过2#飞剪剪切有缺陷的头部后，进入6架精轧机组进行精轧操作，获得精轧红钢，进精轧温度参考1100℃；
S100，所述冷却步骤是精轧红钢经过水冷装置，通过调节摩根控温冷却装置的阀门开口度控制水量及水压，确保精轧红钢上冷床温度1060℃，水冷后的精轧红钢通过3#飞剪剪成倍尺长度的精轧红钢上冷床后矫直并缓慢冷却；
S110，所述定尺剪切步骤是经过冷床冷却后的精轧红钢通过定尺剪剪切成固定长度的成品钢筋；
S120，所述包装检验入库步骤是在收集区剔除短尺材后的定尺长度的精轧红钢，并经过计数器计数，按照固定支数包装、检验合格后入库。
对比例2
所述一种强屈比≥1.25的630MPa高强度抗震指标钢筋及其生产方法的步骤为：包括如下步骤：转炉→吹氩→精炼→连铸→坯料验收→加热→粗轧→中轧→精轧→冷却→定尺剪切→包装→检验→入库，具体地：
S10，所述转炉步骤在炉底顶复合吹炼；
S20，所述吹氩步骤在氩站处理添加氮化硅铁进行合金化，添加氮化硅铁等合金冶炼，确保合金充分溶解均匀；
S30，所述精炼步骤在精炼炉内微调成分和温度，冶炼中严格控制，C 0.24％、Si0.60％、Mn 1.30％、P 0.031％、S 0.035％、Cr 0.320％、V 0.09％、N 0.013％，控制V/N为6.92，并保证Ceq为0.542，同时严格控制钢水出站温度，保持铸机拉速恒定；
S40，所述连铸步骤通过七机七流方坯连铸机将精炼好的钢水在合适的速度范围内连续铸造成连铸钢坯；
S50，所述坯料验收步骤连铸钢坯通过红送辊道或者汽车运输至轧钢厂后，对铸坯表面质量进行检查验收；
S60，所述加热步骤验收合格后的铸坯进入蓄热式步进梁加热炉，通过智能燃烧系统，确保预热段温度为920℃；加热段温度为1160℃，均热段温度为1200℃，总加热时间参考≥90min；
S70，所述粗轧步骤经过加热合格的连铸钢坯进入8架平立交替粗轧机组进行粗轧操作，获得粗轧红钢，钢的开轧参考温度为1080℃；
S80，所述中轧步骤是对所述粗轧红钢通过1#飞剪剪切有缺陷的头部和尾部后，进入4架中轧机组进行中轧操作，获得中轧红钢；
S90，所述精轧步骤是对所述中轧红钢通过2#飞剪剪切有缺陷的头部后，进入6架精轧机组进行精轧操作，获得精轧红钢，进精轧温度参考1050℃；
S100，所述冷却步骤是精轧红钢经过水冷装置，通过调节摩根控温冷却装置的阀门开口度控制水量及水压，确保精轧红钢上冷床温度1010℃，水冷后的精轧红钢通过3#飞剪剪成倍尺长度的精轧红钢上冷床后矫直并缓慢冷却；
S110，所述定尺剪切步骤是经过冷床冷却后的精轧红钢通过定尺剪剪切成固定长度的成品钢筋；
S120，所述包装检验入库步骤是在收集区剔除短尺材后的定尺长度的精轧红钢，并经过计数器计数，按照固定支数包装、检验合格后入库。
对比例3
所述一种强屈比≥1.25的630MPa高强度抗震指标钢筋及其生产方法的步骤为：包括如下步骤：转炉→吹氩→精炼→连铸→坯料验收→加热→粗轧→中轧→精轧→冷却→定尺剪切→包装→检验→入库，具体地：
S10，所述转炉步骤在炉底顶复合吹炼；
S20，所述吹氩步骤在氩站处理添加氮化硅铁进行合金化，添加氮化硅铁等合金冶炼，确保合金充分溶解均匀；
S30，所述精炼步骤在精炼炉内微调成分和温度，冶炼中严格控制，C 0.24％、Si0.72％、Mn 1.32％、P 0.022％、S 0.024％、Cr 0.340％、V 0.110％、N 0.018％，控制V/N为6.54，并保证Ceq为0.556，同时严格控制钢水出站温度，保持铸机拉速恒定；
S40，所述连铸步骤通过七机七流方坯连铸机将精炼好的钢水在合适的速度范围内连续铸造成连铸钢坯；
S50，所述坯料验收步骤连铸钢坯通过红送辊道或者汽车运输至轧钢厂后，对铸坯表面质量进行检查验收；
S60，所述加热步骤验收合格后的铸坯进入蓄热式步进梁加热炉，通过智能燃烧系统，确保预热段温度为950℃；加热段温度为1180℃，均热段温度为1210℃，总加热时间参考≥90min；
S70，所述粗轧步骤经过加热合格的连铸钢坯进入8架平立交替粗轧机组进行粗轧操作，获得粗轧红钢，钢的开轧参考温度为1070℃；
S80，所述中轧步骤是对所述粗轧红钢通过1#飞剪剪切有缺陷的头部和尾部后，进入4架中轧机组进行中轧操作，获得中轧红钢；
S90，所述精轧步骤是对所述中轧红钢通过2#飞剪剪切有缺陷的头部后，进入6架精轧机组进行精轧操作，获得精轧红钢，进精轧温度参考1060℃；
S100，所述冷却步骤是精轧红钢经过水冷装置，通过调节摩根控温冷却装置的阀门开口度控制水量及水压，确保精轧红钢上冷床温度1020℃，水冷后的精轧红钢通过3#飞剪剪成倍尺长度的精轧红钢上冷床后矫直并缓慢冷却；
S110，所述定尺剪切步骤是经过冷床冷却后的精轧红钢通过定尺剪剪切成固定长度的成品钢筋；
S120，所述包装检验入库步骤是在收集区剔除短尺材后的定尺长度的精轧红钢，并经过计数器计数，按照固定支数包装、检验合格后入库。
对上述实施例和对比例获得的钢筋进行力学性能和金相图检测，结果如表1和表2所示。
表1本发明实施例和对比例的力学性能
Figure BDA0003471078360000141
对于630MPa级高强度抗震钢筋，既要满足屈服强度≥630MPa，同时又要满足强屈比≥1.25，即抗拉强度与屈服强度的比值要≥1.25，这也就要求在屈服强度在提高10MPa的同时，抗拉强度至少要提高12.5MPa才能满足强屈比≥1.25，同时由于钢筋的特殊性，屈服强度会随着时间的延长而出现下降的趋势，因此屈服强度至少要保证20MPa以上的富余。从上述实施例与对比例可以看出，实施例的屈服强度抗拉强度对比同直径的对比例，实施例屈服强度富余较高，强屈比
Figure BDA0003471078360000151
也高于对比例。
表2本发明实施例和对比例的金相图组织
实施例 直径/mm 晶粒度 铁素体含量/％ 珠光体含量/％
实施例1 12 10 75 25
实施例2 18 9.5 76 24
实施例3 25 9.5 76 24
实施例4 32 9 76 24
对比例1 18 9 77 23
对比例2 12 9 73 27
对比例3 32 8.5 72 28
铁素体是碳溶解在α-Fe中的间隙固溶体，具有体心立方结构。铁素体晶界圆滑，晶内很少由见孪晶或滑移线。由于铁素体含碳量很低，其性能与纯铁相似，塑性和韧性很好，伸长率45％～50％，强度和硬度很低，抗拉强度≈250MPa。珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替叠压的层状复合物，平均碳含量0.77％，因此它的力学性能介于铁素体与渗碳体之间，即其强度、硬度比铁素体显著增高，塑性韧性则比铁素体要差。因此，铁素体与珠光体的含量比例在2.85～3.17范围内既能保证钢筋的力学性能，又能保证钢筋的伸长率。铁素体含量太多，则屈服强度偏低，无法满足力学性能要求，铁素体含量太高，则无法保证伸长率。从以上的实施例与对比例可以看出，本发明实施例在力学性能、延伸率方面明显优于对比例。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高强度抗震钢筋，其特征在于，所述高强度抗震钢筋的成分质量百分比为：C：0.25-0.28％，Si：0.66-0.70％，Mn：1.48-1.50%，S≤0.030%，P≤0.030%，V：0.13-0.145%，N：0.022-0.024%，Cr：0.100-0.250%，其余为Fe和不可避免杂质；其中，碳当量Ceq为0.54-0.58，V/N为5.23-6.15，所述高强度抗震钢筋的屈服强度≥630MPa，抗拉强度≥790MPa，强屈比≥1.25；高强度钢筋的晶粒度为9.0级以上，铁素体的含量百分比为74-76%，珠光体的含量百分比为24-26%，铁素体与珠光体的含量比例在2.85～3.17范围内。
2.一种如权利要求1所述的高强度抗震钢筋的制备方法，其特征在于，所述方法包括转炉炼钢、吹氩、精炼、连铸、加热、粗轧、中轧、精轧和冷却步骤；
粗轧步骤将经过加热合格的连铸钢坯进入粗轧机组进行粗轧操作，获得粗轧红钢，其中，所述粗轧的开轧参考温度为1100～1140℃；中轧步骤是对所述粗轧红钢进行中轧操作，获得中轧红钢，进中轧温度参考为1050～1100℃；精轧步骤是对所述中轧红钢进行精轧操作，获得精轧红钢，进精轧温度为1000～1050℃；
冷却步骤是将精轧红钢经过水冷装置，控制精轧红钢上冷床温度1040～1080℃，冷却速率为2～4℃/S。
3.根据权利要求2所述的一种制备方法，其特征在于，转炉炼钢步骤在炉底顶复合吹炼；
吹氩步骤在氩站处理，进行合金化冶炼；
精炼步骤在精炼炉内微调成分和温度，冶炼中严格控制，C、Si、Mn、P、S、Cr、V成分并保证Ceq在控制范围内，同时严格控制钢水出站温度1548~1560℃；
所述连铸步骤通过连铸机将精炼好的钢水连续铸造成连铸钢坯，保持铸机拉速3.0~3.5m/s。
4.根据权利要求3所述的一种制备方法，其特征在于，拉速为3.1m/s。
5.根据权利要求3所述的一种制备方法，其特征在于，合金化冶炼包括在钢中添加增氮剂，所述增氮剂为氮化硅铁、氮化硅锰、氮化锰铁中的一种或多种。
6.根据权利要求2所述的一种制备方法，其特征在于，加热步骤将验收合格后的铸坯进入蓄热式步进梁加热炉，通过智能燃烧系统，进行预热、加热和均热，确保钢坯长度方向温度均匀，头中尾温度差在40℃以内。
7.根据权利要求6所述的一种制备方法，其特征在于，当铸坯为红送热坯时，预热温度为900~1050℃，加热段温度为1150~1230℃，均热段温度为1150~1220℃，总加热时间≥65min；当铸坯为冷坯时，预热温度为600~1050℃，加热段温度为1150~1230℃，均热段温度为1150~1220℃，总加热时间≥70min。
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