專利名稱：Hrb500e細(xì)晶粒抗震鋼筋及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種細(xì)晶?？拐痄摻?，尤其是HRB500E細(xì)晶?？拐痄摻罴捌渖?產(chǎn)方法，屬于金屬材料加工與成型技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
熱軋帶肋鋼筋是鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的主要增強(qiáng)材料，在結(jié)構(gòu)中承載著 拉、壓應(yīng)力和應(yīng)變，高周或低周疲勞效應(yīng)，高溫或冷脆效應(yīng)，物理或化學(xué) 腐蝕，鋼筋再加工效應(yīng)，如焊接、機(jī)械連接、彎曲或調(diào)直等各種載荷，使 混凝土能滿足各種功能要求，應(yīng)用廣泛。隨著高層、大跨度、抗震、耐低 溫、耐火建筑結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，要求鋼筋具有更高的強(qiáng)度、韌性及良好的焊接 性等綜合性能。目前，己淘汰了強(qiáng)度級別為335MPa的帶肋鋼筋，如美國多 采用屈服強(qiáng)度級別在400MPa以上的鋼筋，而歐盟各國基本上采用500MPa 級別的鋼筋，并在研制600 MPa熱軋帶肋鋼筋。相比335MPa級別鋼筋， 400MPa、 500MPa鋼筋強(qiáng)度高、延性好、安全儲備量大、抗震性能好、節(jié)省 鋼材用量，是一種更節(jié)約、更高效的新型建筑材料。近年來國家積極倡導(dǎo) 創(chuàng)建節(jié)約型社會，十分重視高強(qiáng)度級別鋼筋的研制和應(yīng)用推廣，國內(nèi)許多 地方，已經(jīng)開始批量推廣生產(chǎn)和使用服B500、 HRB500E鋼筋。
國內(nèi)傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)HRB500、HRB500E熱軋帶肋鋼筋主要以微合金化的方 式進(jìn)行，即在HRB335成分的基礎(chǔ)上，加入大量的V、 Nb等微合金強(qiáng)化元素， 利用這些元素在鋼中形成和析出的碳氮化物、碳化物，可起到沉淀強(qiáng)化和 細(xì)化晶粒的作用，從而進(jìn)一步提高鋼筋的強(qiáng)度，達(dá)到更高的強(qiáng)度級別。但 現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝存在的主要問題有1、目前釩合金和鈮鐵等微合金價(jià)格較 高，煉鋼過程中微合金加入量過大，導(dǎo)致其生產(chǎn)成本過高，完全擠占了企 業(yè)的利潤空間，不利于提高企業(yè)的競爭力。2、常規(guī)微合金化工藝生產(chǎn) 服B500、 HRB500E高強(qiáng)度鋼筋由于成本較高，企業(yè)生產(chǎn)動力不足，產(chǎn)量無法 規(guī)?；虼瞬焕诜﨎500、 HRB500E鋼筋的推廣和應(yīng)用。3、作為國家重 要戰(zhàn)略儲備物資的鈮鐵、釩氮合金礦產(chǎn)資源儲量非常有限，常規(guī)生產(chǎn)工藝
3使得微合金鈮鐵、釩氮合金消耗量大幅度增加，鈮鐵、釩氮合金礦產(chǎn)資源
儲量急劇下降，不利于稀有礦產(chǎn)資源和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
為降低服B500E生產(chǎn)成本，更好地促進(jìn)高性能抗震鋼筋的推廣及應(yīng)用， 保護(hù)有限的鈮鐵、釩氮合金礦產(chǎn)資源，本發(fā)明目的之一是提供一種HRB500E 細(xì)晶粒抗震鋼筋。
本發(fā)明提供的HRB500E細(xì)晶?？拐痄摻罹哂邢铝谢瘜W(xué)成分 C: 0. 20 0. 25 wt% Si: 0. 20 0. 45wt%
Mn: 1.35 1.60wt% Nb《0. 022wt0/0
S《0.045wt% P《0. 045wt%
其余為Fe及不可避免的不純物。
本發(fā)明目的之二是提供HRB500E細(xì)晶?？拐痄摻畹纳a(chǎn)方法，它在軋 制過程中采用控冷控軋的方法，使鋼筋組織晶粒細(xì)化，充分發(fā)揮細(xì)晶強(qiáng)化 和微合金強(qiáng)化雙重效果，使強(qiáng)度明顯提高，并在提高強(qiáng)度的同時，保持韌 性和塑性不變。
本發(fā)明提供的HRB500E細(xì)晶粒抗震鋼筋的生產(chǎn)方法通過以下技術(shù)方 案實(shí)現(xiàn) 一種HRB500E細(xì)晶?？拐痄摻畹纳a(chǎn)方法，其特征在于經(jīng)過下列 工藝步驟
A、 將化學(xué)成分如下的鋼坯C: 0. 20 0. 25 wt%、 Si: 0. 20 0. 45wt %、 Mn: 1.35 1.60wt%、 Nb《0.022wt%、 S《0.045wt%、 P《0.045wt%， 其余為Fe及不可避免的不純物；送入爐溫為1110 116(TC的加熱爐中，加 熱鋼坯至坯溫為1010 1060"C時，在速度為0.8 1.4m/s的軋制條件下粗 軋55 78秒，之后在速度為3. 5 5. 0 m/s的軋制條件下中軋68 80秒， 最后在速度為8. 6 14. 5m/s的軋制條件下精軋55 80秒；
B、 將A步驟的精軋鋼材在冷卻水量為260 420 m3/h、冷卻水壓力為 1.6 2. 5MPa的條件下，冷卻0.8 3.0秒，得溫度為820 890°C的鋼材， 之后置于空氣中自然空冷至室溫，即可獲得服B500E細(xì)晶粒高性能抗震鋼 筋，i亥鋼筋的化學(xué)成分為:C: 0. 20 0. 25wt%、 Si: 0. 20 0. 45wt%、 Mn: 1.35 1.60wt%、 Nb《0.022wt%、 S《0. 045wt%、 P《0. 045wt%，其余為Fe 及不可避免的不純物。所述A步驟的各道軋制速度和軋制時間視不同鋼種，不同規(guī)格要求而
具體確定。
所述B步驟的快速冷卻參數(shù)即冷卻水量、冷卻水壓、時間視不同鋼種， 不同規(guī)格要求而具體確定。
所述A步驟的鋼坯是用現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)煉鋼方法得到的，其中的微量 元素及其它化學(xué)成分含量是在煉鋼過程中加入、控制得到的。
采用本發(fā)明上述方案生產(chǎn)出來的服B500E細(xì)晶粒抗震鋼筋具有以下優(yōu)占.
八、、
1、 生產(chǎn)服B500E細(xì)晶粒高性能抗震鋼筋時，只需在煉鋼過程中加入極 少量鈮鐵及少量氮化增強(qiáng)劑；然后通過軋鋼生產(chǎn)工藝中的軋后控冷方法， 進(jìn)一步提高鋼筋的強(qiáng)度。
2、 本發(fā)明生產(chǎn)的HRB500E高性能抗震鋼筋工藝力學(xué)性能穩(wěn)定， 一級抗 震合格率〉98.0%，同時較好地解決了細(xì)晶粒高強(qiáng)度鋼筋焊接、時效等方面 存在的問題。
3、 本發(fā)明生產(chǎn)的服B500E細(xì)晶粒鋼筋與常規(guī)工藝V微合金化HRB500E 熱軋鋼筋相比，鋼中只需加入少量鈮鐵及氮化增強(qiáng)劑，此外鋼中Si含量控 制在較低水平，硅鐵消耗同比明顯降低；該工藝和常規(guī)V微合金化工藝生 產(chǎn)的HRB500E相比，噸材成本降低200元，經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。
4、 本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中高級別鋼筋的生產(chǎn)成本較高，企業(yè)生產(chǎn)動 力不足，產(chǎn)量無法規(guī)?；葐栴}，對HRB500E高級別抗震鋼筋的推廣和應(yīng) 用起到了較好的推動作用。
5、 采用鈮微合金化、氮化增強(qiáng)劑+控軋控冷工藝生產(chǎn)HRB500E細(xì)晶粒高 性能抗震鋼筋，生產(chǎn)過程中只需加入少量鈮鐵、氮化增強(qiáng)劑，與現(xiàn)有常規(guī) 微合金化工藝相比，其微合金加入量大幅度降低，有利于稀有礦產(chǎn)資源的 保護(hù)，有利于建立節(jié)約型社會和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。 實(shí)施例l
A、取下列化學(xué)成分的鋼坯C: 0. 20%、Si: 0. 33%、Mn: 1. 43%、Nb: 0. 018%、 S: 0.021%、 P: 0.027%，其余為Fe以及不可避免的不純物；B、 將上述鋼坯送入爐溫為1110。C的加熱爐內(nèi)，加熱至坯溫1010。C時， 送軋機(jī)軋制，軋制時，在速度為1.2 m/s的軋制條件下粗軋65秒，之后在 速度為3. 5 m/s的軋制條件下中軋80秒，最后在速度為14 m/s的軋制條件 下精軋75秒;
C、 將B步驟的精軋鋼材在冷卻水量為350 m7h、冷卻水壓力為1. 8MPa 的條件下，快速冷卻3秒，得溫度為88(TC的鋼材，之后置于空氣中自然空 冷至室溫，即獲得規(guī)格為。12mm的HRB500E細(xì)晶粒高性能抗震鋼筋，該鋼 筋的化學(xué)成分為C: 0.20%、 Si: 0.33%、 Mn: 1.43%、 Nb: 0.018%、 S: 0.021 %、 P: 0.027%，其余為Fe以及不可避免的不純物。
實(shí)施例2
A、 取下列化學(xué)成分的鋼坯C: 0.24%、 Si: 0.36%、 Mn: 1.53%、 Nb: 0.020%、 S: 0.016%、 P: 0.023%，其余為Fe以及不可避免的不純物；
B、 將上述鋼坯送入爐溫為116(TC的加熱爐中，加熱至鑄坯溫度1060 i:時，送軋機(jī)軋制，軋制時，在速度為lm/s的軋制條件下粗軋75秒，之 后在速度為5 m/s的軋制條件下中軋68秒，最后在速度為9m/s的軋制條 件下精軋70秒；
C、 將B步驟的精軋鋼材在冷卻水總水量為410 m'7h，冷卻水壓力為 2.4MPa條件下，快速冷卻l秒，得溫度為87(TC的鋼材，上冷床進(jìn)行自然 空冷至室溫，收集打捆，即獲得規(guī)格為①32mm的HRB500E細(xì)晶粒高性能抗 震鋼筋，i亥鋼筋的化學(xué)成分為:C: 0. 24%、 Si: 0. 36%、 Mn: 1. 53%、 Nb: 0. 020%、 S: 0.016%、 P: 0.023%，其余為Fe以及不可避免的不純物。
權(quán)利要求
1、一種HRB500E細(xì)晶?？拐痄摻?，其特征在于具有下列化學(xué)成分C0.20～0.25wt％ Si0.20～0.45wt％Mn1.35～1.60wt％ Nb≤0.022wt％S≤0.045wt％P≤0.045wt％其余為Fe及不可避免的不純物。
2、 一種如權(quán)利要求1所述的HRB500E細(xì)晶?？拐痄摻畹纳a(chǎn)方法，其特征在于經(jīng)過下列工藝步驟A、 將化學(xué)成分如下的鋼坯C: 0. 20 0. 25 wt%、 Si: 0. 20 0. 45wt %、 Mn: 1. 35 1.60wt%、 Nb《0. 022wt%、 S《0. 045wt%、 P《0. 045wt%， 其余為Fe及不可避免的不純物；送入爐溫為1110 116(TC的加熱爐中，加 熱鋼坯至坯溫為1010 106(TC時，在速度為0.8 1.4m/s的軋制條件下粗 軋55 78秒，之后在速度為3. 5 5. 0 m/s的軋制條件下中軋68 80秒， 最后在速度為8. 6 14. 5m/s的軋制條件下精軋55 80秒；B、 將A步驟的精軋鋼材在冷卻水量為260 420 m7h、冷卻水壓力為 1.6 2. 5MPa的條件下，冷卻0.8 3.0秒，得溫度為820 890°C的鋼材， 之后置于空氣中自然空冷至室溫，即可獲得服B500E細(xì)晶粒高性能抗震鋼 筋，該鋼筋的化學(xué)成分為C: 0. 20 0. 25wt%、 Si: 0. 20 0. 45wt%、 Mn: 1. 35 1.60wt%、 Nb《0. 022wt%、 S《0. 045wt%、 P《0. 045wt%，其余為Fe 及不可避免的不純物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種HRB500E細(xì)晶?？拐痄摻?，其特征在于具有下列化學(xué)成分C0.20～0.25wt％，Si0.20～0.45wt％，Mn1.35～1.60wt％，Nb≤0.022wt％，S≤0.045wt％，P≤0.045wt％，其余為Fe及不可避免的不純物。只需在煉鋼過程中加入極少量鈮鐵及少量氮化增強(qiáng)劑；然后通過軋鋼生產(chǎn)工藝中的軋后控冷方法，即可獲得力學(xué)性能穩(wěn)定，一級抗震合格率＞98.0％的細(xì)晶?？拐痄摻?，解決了細(xì)晶粒高強(qiáng)度鋼筋焊接效應(yīng)等問題，此外鋼中Si含量控制在較低水平，硅鐵消耗同比明顯降低，與現(xiàn)有工藝相比，其微合金加入量大幅度降低，有利于稀有礦產(chǎn)資源的保護(hù)，降低成本。
文檔編號C21D8/08GK101538677SQ200910094359
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月16日
發(fā)明者庾郁梅, 張衛(wèi)強(qiáng), 李金柱, 斌 王, 蘇鶴洲, 宇 趙, 偉 陳 申請人:武鋼集團(tuán)昆明鋼鐵股份有限公司