專利名稱：：細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋及其制備方法，屬于金屬材料加工與成型
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：我國(guó)每年建筑工程用混凝土超過5億立方米，消耗鋼材將近2000萬噸。除少量預(yù)應(yīng)力鋼絲鋼絞線以外，絕大多數(shù)是用在混凝土中的鋼筋。我國(guó)熱軋帶肋鋼筋的牌號(hào)有HRB335、HRB400和HRB500三個(gè)，H、R、B分別表示熱軋(Hotrolled)、帶肋(Ribbled)、鋼筋(bars)，335、400和500分別表示鋼筋的最低屈服強(qiáng)度，單位為MPa。鋼筋的級(jí)別越高，質(zhì)量越好，無論是強(qiáng)度、韌性和延伸性能都隨之越好，因此越有利于減少鋼筋的用量。目前國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)HRB400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，加入適當(dāng)V、Nb等微合金元素，V、Nb等微合金元素在鋼中起到沉淀強(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(jí)別。但是這一工藝存在的問題是1、由于近年來國(guó)家大力推行使用HRB400以上級(jí)別的鋼筋，逐步取代目前廣泛使用的HRB335熱軋帶肋鋼筋。這一舉措導(dǎo)致了按常規(guī)工藝生產(chǎn)HRB400級(jí)別鋼筋所必須的微合金元素釩和鈮的價(jià)格大幅飆升，生產(chǎn)成本過高，完全擠占了企業(yè)的利潤(rùn)空間，不利于提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。2、高級(jí)別鋼筋的生產(chǎn)成本較高，企業(yè)生產(chǎn)動(dòng)力不足，產(chǎn)量無法規(guī)?；虼瞬焕诟呒?jí)別鋼筋的推廣和運(yùn)用，有悖于中央構(gòu)建和諧社會(huì)的宗旨。3、作為國(guó)家重要戰(zhàn)略儲(chǔ)備物資的鈮鐵、釩氮合金礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量非常有限，常規(guī)生產(chǎn)工藝使得微合金鈮鐵、釩氮合金消耗量大幅度增加，鈮鐵、釩氮合金礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量急劇下降，不利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。另外，目前國(guó)內(nèi)采用傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)HRB335時(shí)，鋼中加入大量的Mn、Si等合金元素，利用Mn、Si的固溶強(qiáng)化的作用提高鋼筋的強(qiáng)度和硬度。但是這一工藝存在的問題是1、由于Mn、Si合金價(jià)格大幅上漲，使得生產(chǎn)成本大幅上揚(yáng)，擠占了企業(yè)的盈利空間。2、作為國(guó)家重要戰(zhàn)略儲(chǔ)備物資的Mn、Si礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量非常有限，常規(guī)生產(chǎn)工藝使得高碳錳鐵和硅鐵合金消耗量大幅度增加，Mn、Si礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量急劇下降，不利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
發(fā)明內(nèi)容為節(jié)約或降低有限的V、Nb等微合金元素的使用量，或者降低Mn、Si等合金元素的使用量，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的強(qiáng)度，使產(chǎn)品具有足夠的韌性和塑性，本發(fā)明提供一種細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋及其制備方法。本發(fā)明主要通過控冷控軋的方法，使鋼筋組織晶粒細(xì)化，強(qiáng)度提高。通過軋制控制冷卻的工藝，使鋼筋獲得表面組織為回火索氏體、芯部組織為珠光體和鐵素體的良好組織結(jié)構(gòu)。在提高強(qiáng)度的同時(shí)，還能提高韌性，并保持韌性和塑性不變。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋，其特征在于經(jīng)過下列工藝步驟制得-A、以化學(xué)成分為C0.180.25wt%、Si0.200.70wt%、Mn0.901.50wt%、V(Nb)《0.030wt%、S《0.045wt%、P《0,045wt0/o，其余為Fe及不可避免的不純物的服B400鋼種，或者以化學(xué)成分為C0.180.25wt%、Si0.100.50wt%、Mn0.601.20wt%、S《0.045wt%、P《0.045wt°/。，其余為Fe以及不可避免的不純物的HRB335鋼種，作為扎制用鋼坯；B、將上述鋼坯送入爐溫為1100120(TC的加熱爐中，加熱鋼坯至坯溫度為1000110(TC時(shí)，在速度為0.51.5m/s的軋制條件下粗軋4595秒，之后在速度為3.55.5m/s的軋制條件下中軋4595秒，最后在速度為5.518m/s的軋制條件下精軋4595秒；C、將B步驟的精軋鋼材在冷卻水量為250450mVh、冷卻水壓力為1.02.2MPa的條件下，快速冷卻0.32.5秒，得溫度為800900'C的鋼材，之后置于空氣中自然空冷至200300°C,即可獲得細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋產(chǎn)品。所述B步驟的各道軋制速度和軋制時(shí)間視不同鋼種，不同規(guī)格要求而具體確定。所述C步驟的快速冷卻參數(shù)即冷卻水量、冷卻水壓、時(shí)間視不同鋼種，不同規(guī)格要求而具體確定。本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果，即采用上述方案生產(chǎn)出來的細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋具有以下優(yōu)點(diǎn)1、生產(chǎn)細(xì)晶粒HRB400帶肋鋼筋時(shí)，只需在現(xiàn)有的煉鋼過程中加入極少量微合金V和Nb;生產(chǎn)細(xì)晶粒HRB335時(shí)，也只需在現(xiàn)有的煉鋼過程中加入少量Mn、Si合金成分，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)明得到的細(xì)晶粒鋼筋與常規(guī)熱軋鋼筋相比，鋼中合金、微合金加入量大幅降低，合金成本服B400鋼種噸鋼降低131元/噸；HRB335鋼種噸鋼成本降低83元/噸。生產(chǎn)企業(yè)直接經(jīng)濟(jì)效益顯著。3、本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中高級(jí)別鋼筋的生產(chǎn)成本較高，企業(yè)生產(chǎn)動(dòng)力不足，產(chǎn)量無法規(guī)?；葐栴}，對(duì)高級(jí)別鋼筋的推廣和運(yùn)用起到了推動(dòng)作用。4、生產(chǎn)的細(xì)晶粒鋼筋，不論是微合金鈮鐵、釩氮合金用量，還是Mn、Si合金用量，與現(xiàn)有工藝相比均得到大幅度降低，有利于稀有礦產(chǎn)資源的保護(hù)，同時(shí)減少礦石開采量，鐵合金用量的減少還帶來了節(jié)約電量的效果，同時(shí)使環(huán)境污染得到改善，具有良好的生態(tài)效益，有利于建立節(jié)約型社會(huì)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(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。實(shí)施例1A、取下列化學(xué)成分的鋼坯C0.18%、SiO.25%、MnO.90%、V0.003%、S0.018%、P0.024%,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1100120(TC的加熱爐內(nèi)，加熱至坯溫1000105(TC時(shí)，送軋機(jī)軋制，軋制時(shí)，在速度為1m/s的軋制條件下粗軋60秒，之后在速度為4m/s的軋制條件下中軋65秒，最后在速度為11m/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量為350m7h、冷卻水壓力為1.8MPa的條件下，快速冷卻2秒，得溫度為87(TC的鋼材，之后置于空氣中自然空冷至250'C，即獲得規(guī)格為025mm，鋼種為HRB400MPa的細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋產(chǎn)品。實(shí)施例2A、取下列化學(xué)成分的鋼坯CO.18%、Si0.20%、Mn0.8%、SO.019%、P0.024%，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1150120(TC的加熱爐中，加熱至鑄坯溫度達(dá)1000110(TC時(shí)，開軋，軋制時(shí)，在速度為1.5m/s的軋制條件下粗軋45秒，之后在速度為5.5m/s的軋制條件下中軋50秒，最后在速度為5.5m/s的軋制條件下精軋90秒；C、將B步驟的精軋鋼材在冷卻水總水量為450mVh，冷卻水壓力為l.OMPa條件下，快速冷卻0.3秒，得溫度為80(TC的鋼材，上冷床進(jìn)行自然空冷至28(TC，收集打捆，即獲得規(guī)格為025mm，鋼種為HRB335的細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋產(chǎn)品。表1給出了HRB335鋼種和HRB400MPa鋼種的不同規(guī)格產(chǎn)品的具體軋制控冷工藝條件，且軋制過程與實(shí)施例1或?qū)嵤├?完全相同。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1、一種細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋，其特征在于經(jīng)過下列工藝步驟制得A、以化學(xué)成分為C0.18～0.25wt％、Si0.20～0.70wt％、Mn0.90～1.50wt％、V(Nb)≤0.030wt％、S≤0.045wt％、P≤0.045wt％，其余為Fe及不可避免的不純物的HRB400鋼種，或者以化學(xué)成分為C0.18～0.25wt％、Si0.10～0.50wt％、Mn0.60～1.20wt％、S≤0.045wt％、P≤0.045wt％，其余為Fe以及不可避免的不純物的HRB335鋼種，作為扎制用鋼坯；B、將上述鋼坯送入爐溫為1100～1200℃的加熱爐中，加熱鋼坯至坯溫度為1000～1100℃時(shí)，在速度為0.5～1.5m/s的軋制條件下粗軋45～95秒，之后在速度為3.5～5.5m/s的軋制條件下中軋45～95秒，最后在速度為5.5～18m/s的軋制條件下精軋45～95秒；C、將B步驟的精軋鋼材在冷卻水量為250～450m3/h、冷卻水壓力為1.0～2.2MPa的條件下，快速冷卻0.3～2.5秒，得溫度為800～900℃的鋼材，之后置于空氣中自然空冷至200～300℃，即可獲得細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋產(chǎn)品。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋，其特征在于所述B步驟的各道軋制速度和軋制時(shí)間視不同鋼種，不同規(guī)格要求具體確定。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋，其特征在于所述C步驟的快速冷卻參數(shù)即冷卻水量、冷卻水壓、時(shí)間視不同鋼種，不同規(guī)格要求具體確定。全文摘要本發(fā)明提供一種細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋，經(jīng)過加熱、粗軋、中軋和精軋后，在冷卻水量為250～450m³/h、冷卻水壓力為1.0～2.2MPa的條件下，快速冷卻0.3～2.5秒，得溫度為800～900℃的鋼材，之后置于空氣中自然空冷至200～300℃，即可獲得細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋產(chǎn)品。本發(fā)明的微合金V和Nb或者M(jìn)n、Si合金用量極少，有效降低了原料成本，同時(shí)有利于稀有礦產(chǎn)資源的保護(hù)，減少礦石開采量，鐵合金用量的減少還帶來了節(jié)約電量的效果，所得產(chǎn)品具有強(qiáng)度高，且能保持其韌性和塑性不變等。解決了現(xiàn)有技術(shù)中高級(jí)別鋼筋的生產(chǎn)成本較高，企業(yè)生產(chǎn)動(dòng)力不足，產(chǎn)量無法規(guī)?；葐栴}，對(duì)高級(jí)別鋼筋的推廣和運(yùn)用起到了推動(dòng)作用。文檔編號(hào)C22C38/04GK101289732SQ20081005855公開日2008年10月22日申請(qǐng)日期2008年6月18日優(yōu)先權(quán)日2008年6月18日發(fā)明者嚴(yán)錫九,和智君,庾郁梅,張衛(wèi)強(qiáng),李志敏,宇趙,偉陳申請(qǐng)人:武鋼集團(tuán)昆明鋼鐵股份有限公司