屈服强度650MPa级以上高强度抗震钢筋及生产方法

摘要

本发明公开了一种屈服强度650MPa级以上高强度抗震钢筋及生产方法，包括以下步骤：铁水脱硫、转炉冶炼、连铸、热轧；钢筋化学成分按质量百分比计为：C：0.23～0.28％，Si：0.50～0.80％，Mn：1.30～1.60％，V：0.100～0.180％，Nb：0.010～0.040％，S≤0.035％，P≤0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％。通过本方法生产的钢材屈服强度达到650MPa以上，抗拉强度达到815MPa以上，满足抗震要求，组织性能良好，可以降低建筑用钢数量。

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金及其轧钢技术领域，具体涉及一种屈服强度650MPa级以上高强度抗震钢筋，还涉及屈服强度650MPa级以上高强度抗震钢筋的生产方法。

背景技术

高强度化是我国钢筋品种发展主要方向之一。我国正在大力推进节能减排，建筑业节能对我国整体节能具有重大意义。钢筋作为建筑用重要材料之一，其强度等级和质量水平对节约资源、降低能耗有着直接影响。在建筑中使用高强钢筋，既可以降低钢材消耗，同时又可以提高建筑物的质量和安全可靠性。目前，行业上生产的高强度抗震钢筋最大屈服600MPa，部分国内企业达到630MPa、600MPa及以上生产没有国家标准，该工艺生产的热轧钢筋可保证屈服强度达到650MPa，满足抗震要求。

同时，发展高强钢筋，进一步提升高强钢筋的标准和应用，是建设资源节约型、环境友好型社会的重要举措，对推动钢铁工业和建筑业结构调整、转型升级具有重要意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种屈服强度650MPa级以上高强度抗震钢筋的生产方法，该高强度抗震钢筋可替代HRB500(E)。

本发明的另一个目的是提供一种屈服强度650MPa级以上高强度抗震钢筋的生产方法，用该方法制得的高强度抗震钢筋可替代HRB500(E)，可以降低钢材消耗，同时又可以提高建筑物的质量和安全可靠性。

本发明所采用的第一种技术方案是，1.屈服强度650MPa级以上高强度抗震钢筋，其特征在于，按质量百分比由以下组分组成：C：0.23～0.28％，Si：0.50～0.80％，Mn：1.30～1.60％，V：0.100～0.180％，Nb：0.010～0.040％，S≤0.035％，P≤0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％。

本发明的特点还在于，

其中，V是通过VN16合金添加，VN16合金按质量百分比由以下组分组成：V：77.0～81.0％，N:14.0～18.0％，C≤6.0％，其余为Fe，杂质含量：P≤0.06％，S≤0.10％，各组分的重量百分比之和为100％。

Nb是通过FeNb60-B合金添加的。

本发明所采用的第二种技术方案是，屈服强度650MPa级以上高强度抗震钢筋的生产方法，具体步骤如下：

步骤1，按照重量百分比，称取下列组分：C：0.23～0.28％，Si：0.50～0.80％，Mn：1.30～1.60％，V：0.100～0.180％，Nb：0.010～0.040％，S≤0.035％，P≤0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％；V是通过含V量77.0～81.0％的VN16合金添加、Nb是通过FeNb60-B合金添加；

步骤2，将步骤1中称取的原料融化为钢水铸造钢坯；

步骤3，将连铸钢坯送入加热炉进行加热；

步骤4，将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧和精轧，得到成品钢筋；

步骤5，将成品钢筋进行初步控制冷却；

步骤6，将步骤5初步控制冷却后的钢筋自然冷却至室温，即得650MPa高强度抗震钢筋。

本发明的特点还在于，

步骤3中钢坯加热过程中，加热温度为：预热段：950～1050℃，加热段1150～1200℃，均热段：1150～1200℃，加热总时间为100～140min。

步骤4中粗轧、中轧和精轧，轧件出精轧速度为10～13.5m/s，粗轧和中轧均轧制6道次，精轧轧制4～6道次。

步骤5初步控制冷却参数如下：控制冷却水量为50～80m

本发明的有益效果是：本发明的一种屈服强度650MPa级以上高强度抗震钢筋，采用本成分配备标准生产的锚杆钢，钢材屈服强度达到650MPa以上，抗拉强度达到800MPa以上，满足屈强比≤0.8的要求，20℃冲击吸收能量(KV

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供一种屈服强度650MPa级以上高强度抗震钢筋，按质量百分比由以下组分组成：C：0.23～0.28％、Si：0.50～0.80％、Mn：1.30～1.60％、V：0.100～0.180％、Nb：0.010～0.040％、S：≤0.035％、P：≤0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％。

一种屈服强度650MPa级以上高强度抗震钢筋的制备流程，包括以下操作步骤：

步骤1，按照重量百分比，称取下列组分：C：0.23～0.28％，Si：0.50～0.80％，Mn：1.30～1.60％，V：0.100～0.180％，Nb：0.010～0.040％，S≤0.035％，P≤0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％；

其中V是通过VN16合金添加，Nb是通过FeNb60-B合金添加的；

步骤2，将步骤1中称取的原料融化为钢水铸造钢坯；

步骤3，将连铸钢坯送入加热炉进行加热，钢坯加热过程中，加热温度为：预热段：950～1050℃，加热段1150～1200℃，均热段：1150～1200℃，加热总时间为100～140min；

步骤4，将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧和精轧，得到成品钢筋；

轧件出精轧速度为10～13.5m/s，粗轧和中轧均轧制6道次，精轧轧制4-6道次；

步骤5，将成品钢筋进行初步控制冷却；

初步控制冷却参数如下：控制冷却水量为50～80m

步骤6，将步骤5初步控制冷却后的钢筋自然冷却至室温，即得650MPa高强度抗震钢筋。

其中，FeNb60-B合金的各组分含量如下表1：

其中，步骤5中钢材表层冷却速度大于100℃/s，是为了使钢材轧后快速冷却，以便获得细小的组织；冷却后钢筋心部温度较高，表层温度很低，钢材温度均匀后为960～990℃，且钢筋心部与表层温度基本一致，钢筋心部进行等温转变，以获得片层间距较小的珠光体组织，该组织有利于钢材性能提高。

步骤6中使用成本低的650MPa高强度抗震钢筋的组织为：细小的珠光体+铁素体组织。

一种650MPa高强度抗震钢筋及其生产方法，提供了利用微合金化、细晶轧制与控冷技术相结合的工艺生产650MPa高强度抗震钢筋的生产方法，该方法生产的650MPa高强度抗震钢筋，组织性能良好，使用成本大大降低。有利于650MPa高强度抗震钢筋的生产和推广应用。

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

制备Φ22mm650MPa高强度抗震钢筋，具体按照以下步骤实施：

步骤1，按照重量百分比，称取下列组分：C：0.23％，Si：0.50％，Mn：1.30％，V：0.100％，Nb：0.010％，S：0.035％，P：0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％；

其中V是通过VN16合金添加，Nb是通过FeNb60-B合金添加的；

步骤2，将步骤1中称取的原料融化为钢水铸造钢坯；

步骤3，将连铸钢坯送入加热炉进行加热，钢坯加热过程中，加热温度为：预热段：950℃，加热段1150℃，均热段：1150℃，加热总时间为100min；

步骤4，将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧和精轧，得到成品钢筋；

轧件出精轧速度为10m/s，粗轧和中轧均轧制6道次，精轧轧制6道次；

步骤5，将成品钢筋进行初步控制冷却；

初步控制冷却参数如下：控制冷却水量为50m

步骤6，将步骤5初步控制冷却后的钢筋自然冷却至室温，即得650MPa高强度抗震钢筋。

实施例2

制备Φ22mm650MPa高强度抗震钢筋，具体按照以下步骤实施：

步骤1，按照重量百分比，称取下列组分：C：0.28％，Si：0.80％，Mn：1.60％，V：0.180％，Nb：0.040％，S：0.02％，P：0.025％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％；

其中V是通过VN16合金添加，Nb是通过FeNb60-B合金添加的；

步骤2，将步骤1中称取的原料融化为钢水铸造钢坯；

步骤3，将连铸钢坯送入加热炉进行加热，钢坯加热过程中，加热温度为：预热段：1050℃，加热段1200℃，均热段：1200℃，加热总时间为140min；

步骤4，将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧和精轧，得到成品钢筋；

轧件出精轧速度为13.5m/s，粗轧和中轧均轧制6道次，精轧轧制6道次；

步骤5，将成品钢筋进行初步控制冷却；

初步控制冷却参数如下：控制冷却水量为80m

步骤6，将步骤5初步控制冷却后的钢筋自然冷却至室温，即得650MPa高强度抗震钢筋。

实施例3

制备Φ22mm650MPa高强度抗震钢筋，具体按照以下步骤实施：

步骤1，按照重量百分比，称取下列组分：C：0.25％，Si：0.60％，Mn：1.50％，V：0.150％，Nb：0.030％，S：0.01％，P：0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质，各组分的重量百分比之和为100％；

其中V是通过VN16合金添加，Nb是通过FeNb60-B合金添加的；

步骤2，将步骤1中称取的原料融化为钢水铸造钢坯；

步骤3，将连铸钢坯送入加热炉进行加热，钢坯加热过程中，加热温度为：预热段：1000℃，加热段1180℃，均热段：1180℃，加热总时间为120min；

步骤4，将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧和精轧，得到成品钢筋；

轧件出精轧速度为12m/s，粗轧和中轧均轧制6道次，精轧轧制6道次；

步骤5，将成品钢筋进行初步控制冷却；

初步控制冷却参数如下：控制冷却水量为70m

步骤6，将步骤5初步控制冷却后的钢筋自然冷却至室温，即得650MPa高强度抗震钢筋。

经测试，实施例1、2和3制备的钢筋参数见表2，钢材以下力学性能均合格。

表2制备的钢筋性能参数