本發(fā)明涉及冶金，尤其是一種低成本高質(zhì)量500mpa級(jí)高強(qiáng)鋼筋及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

1、隨著城市化建設(shè)過(guò)程向資源環(huán)保型方向發(fā)展邁進(jìn)，高強(qiáng)鋼筋在實(shí)際工程建設(shè)中的優(yōu)勢(shì)得到充分肯定和高度的認(rèn)可，越來(lái)越多地應(yīng)用于現(xiàn)代大跨度高層建筑中，提高了建筑的安全性、美觀性和空間利用率，并一定程度上增加了建筑的使用壽命。一方面，設(shè)計(jì)采用高強(qiáng)鋼筋不僅可以節(jié)約鋼材用量，還可以減少運(yùn)輸成本，節(jié)約建設(shè)時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，降低工程建筑制造成本；另一方面，提高了安全性的同時(shí)一定程度地避免了煤、水、電等能源和資源浪費(fèi)，減少含碳、硫等有害氣體的排放。因此，大力開發(fā)和推廣應(yīng)用500mpa級(jí)別高強(qiáng)鋼筋，對(duì)一些重點(diǎn)工程和特殊超高層及大跨度建筑，在設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)先選擇500mpa級(jí)鋼筋。但如何低成本高質(zhì)量批量穩(wěn)定生產(chǎn)500mpa級(jí)以上鋼筋是當(dāng)前高強(qiáng)鋼筋生產(chǎn)技術(shù)的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，如何在最低成本條件下生產(chǎn)出性能滿足要求的高強(qiáng)度鋼筋，是擺在冶金工作者面前一項(xiàng)十分緊迫的任務(wù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種低成本高質(zhì)量500mpa級(jí)高強(qiáng)鋼筋及其生產(chǎn)方法。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是，成分及其質(zhì)量百分含量為：c0.10～0.25%，si?0.30%～0.65%，mn?1.20%～1.55%，p≤0.020%，?s≤0.030%，v?0.01%～0.07%，n?0.005%～0.015%，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。

3、進(jìn)一步的，所述鋼筋的屈服強(qiáng)度均值≥530mpa，抗拉強(qiáng)度均值≥680mpa，斷后伸長(zhǎng)率均值≥17.5%，最大伸長(zhǎng)率均值≥10.5%，強(qiáng)屈比均值≥1.25，晶粒度7.5～9.5級(jí)。

4、本發(fā)明采用減量化成分設(shè)計(jì)：

5、低si設(shè)計(jì)：成分設(shè)計(jì)控制低si，在轉(zhuǎn)爐合金化階段只加入硅錳合金脫氧合金化，不加入si鐵脫氧合金化，使鋼中si保持在較低水平，有利于控制氧化鐵皮產(chǎn)生，又可降低成本。本發(fā)明鋼筋的si含量為0.30%～0.65%。

6、低mn設(shè)計(jì)：成分設(shè)計(jì)控制低mn，mn控制在較低水平可降低成本并穩(wěn)定控制鋼的淬透性，其損失的強(qiáng)度則可通過(guò)較低溫度下的細(xì)晶強(qiáng)化來(lái)彌補(bǔ)。本發(fā)明鋼筋的mn含量為1.20%～1.55%。

7、低v高n設(shè)計(jì)：采用微合金化技術(shù)是世界各國(guó)發(fā)展高強(qiáng)度鋼筋的主要技術(shù)路線之一。相對(duì)于其他微合金化鋼來(lái)說(shuō)，v和v-n鋼具有易連鑄、變形抗力小、適合在高溫區(qū)軋制、析出相的溶解溫度低等一系列工藝上的優(yōu)點(diǎn)。采用v-n微合金化，充分利用廉價(jià)的氮元素，促進(jìn)了鋼筋中v的析出，顯著提高了v的沉淀強(qiáng)化效果，達(dá)到了節(jié)約合金含量、降低鋼的成本的目的。釩氮微合金化與僅僅釩鐵的合金化，在獲得同等強(qiáng)度下，可以節(jié)約30%～50%的釩用量，降低約50%的成本，充分體現(xiàn)了技術(shù)經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明鋼筋的v含量為0.01%～0.07%、n含量為0.005%～0.015%。

8、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明方法所采取的技術(shù)方案包括轉(zhuǎn)爐冶煉、方坯連鑄和控軋控冷步驟；

9、所述控軋控冷步驟：包括加熱、軋制和冷卻過(guò)程；所述軋制過(guò)程，粗軋的開軋溫度控制在980～1020℃，精軋的終軋溫度控制在930～960℃；所述冷卻過(guò)程，先采用輕穿水冷卻，冷速不大于5℃/s，然后冷床冷卻，冷床入口溫度920±30℃，鋼筋在冷床上加蓋保溫罩冷卻。

10、進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)爐冶煉步驟轉(zhuǎn)爐采用全程底吹供氮模式，轉(zhuǎn)爐冶煉供氧量達(dá)到總供氧量80%以后采用最大的底吹氮?dú)夤鈴?qiáng)度；轉(zhuǎn)爐冶煉供氧量為總供氧量60%～80%期間采用采用氮氧混吹模式，混吹氮?dú)饬繛榛齑禋饪偭康?0%～30%；轉(zhuǎn)爐出鋼即開始脫氧，脫氧至鋼中溶解氧[o]≤40ppm；轉(zhuǎn)爐出鋼同時(shí)鋼包底吹高壓氮?dú)猓ＷC鋼包內(nèi)鋼水充分翻騰。

11、采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明及其方法采用減量化成分設(shè)計(jì)和轉(zhuǎn)爐增氮工藝，降低30%～50%的v合金加入量和生產(chǎn)成本。通過(guò)對(duì)整個(gè)軋制過(guò)程的溫度控制，包括適當(dāng)降低開軋溫度，精軋前預(yù)冷，軋后控制冷卻，利用再結(jié)晶和未再結(jié)晶區(qū)軋制與軋后冷速匹配，實(shí)現(xiàn)了鋼筋細(xì)晶強(qiáng)化以及析出強(qiáng)化，來(lái)保證鋼材綜合機(jī)械性能，既提高鋼筋強(qiáng)度，又不影響塑性、焊接性能等指標(biāo)。經(jīng)檢測(cè)成品屈服強(qiáng)度(r)均值≥530mpa，抗拉強(qiáng)度(r.)均值≥680mpa，斷后伸長(zhǎng)率(a)均值≥17.5%，最大伸長(zhǎng)率(a)均值≥10.5%，強(qiáng)屈比均值≥1.25，組織均勻，晶粒度7.5～9.5級(jí)。

技術(shù)特征：

1.一種低成本高質(zhì)量500mpa級(jí)高強(qiáng)鋼筋，其特征在于，其成分及其質(zhì)量百分含量為：c0.10～0.25%，si?0.30%～0.65%，mn?1.20%～1.55%，p≤0.020%，?s≤0.030%，v?0.01%～0.07%，n?0.005%～0.015%，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低成本高質(zhì)量500mpa級(jí)高強(qiáng)鋼筋，其特征在于：所述鋼筋的屈服強(qiáng)度均值≥530mpa，抗拉強(qiáng)度均值≥680mpa，斷后伸長(zhǎng)率均值≥17.5%，最大伸長(zhǎng)率均值≥10.5%，強(qiáng)屈比均值≥1.25，晶粒度7.5～9.5級(jí)。

3.權(quán)利要求1所述低成本高質(zhì)量500mpa級(jí)高強(qiáng)鋼筋的生產(chǎn)方法，其特征在于：包括轉(zhuǎn)爐冶煉、方坯連鑄和控軋控冷步驟；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低成本高質(zhì)量500mpa級(jí)高強(qiáng)鋼筋的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)爐冶煉步驟轉(zhuǎn)爐采用全程底吹供氮模式，轉(zhuǎn)爐冶煉供氧量達(dá)到總供氧量80%以后采用最大的底吹氮?dú)夤鈴?qiáng)度；轉(zhuǎn)爐冶煉供氧量為總供氧量60%～80%期間采用采用氮氧混吹模式，混吹氮?dú)饬繛榛齑禋饪偭康?0%～30%；轉(zhuǎn)爐出鋼即開始脫氧，脫氧至鋼中溶解氧[o]≤40ppm；轉(zhuǎn)爐出鋼同時(shí)鋼包底吹高壓氮?dú)猓ＷC鋼包內(nèi)鋼水充分翻騰。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種低成本高質(zhì)量500MPa級(jí)高強(qiáng)鋼筋及其生產(chǎn)方法，其成分及其質(zhì)量百分含量為：C?0.10～0.25%，Si?0.30%～0.65%，Mn?1.20%～1.55%，P≤0.020%，S≤0.030%，V?0.01%～0.07%，N?0.005%～0.015%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本高強(qiáng)鋼筋及其生產(chǎn)方法采用減量化成分設(shè)計(jì)和轉(zhuǎn)爐增氮工藝，降低30%～50%的V合金加入量和生產(chǎn)成本；通過(guò)對(duì)整個(gè)軋制過(guò)程的溫度控制，包括適當(dāng)降低開軋溫度，精軋前預(yù)冷，軋后控制冷卻，利用再結(jié)晶和未再結(jié)晶區(qū)軋制與軋后冷速匹配，實(shí)現(xiàn)了鋼筋細(xì)晶強(qiáng)化以及析出強(qiáng)化，來(lái)保證鋼材綜合機(jī)械性能，既提高鋼筋強(qiáng)度，又不影響塑性、焊接性能等指標(biāo)。

技術(shù)研發(fā)人員：汪洪峰,杜秀珍,陳菲,張燕平,張帥,郝志琴,張賢,陳禹含,肖鋒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：唐山鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8