專利名稱：Hrb600鋼筋及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼筋及其冶煉方法，尤其是ー種HRB600鋼筋及其生產(chǎn)方法，該鋼筋的屈服強(qiáng)度可達(dá)到600MPa。
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)カ和應(yīng)變等負(fù)載的應(yīng)カ應(yīng)變，尤其是隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高層、大跨度、抗震、耐低溫、耐火等多功能建筑結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，要求鋼筋具有更高的強(qiáng)度、韌性和較好的焊接性能等綜合性能。目前，世界主要エ業(yè)國家已淘汰了強(qiáng)度級別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，而歐美各國基本上都采用500MPa級鋼筋，并在研發(fā)600MPa熱軋帶肋鋼筋。相比335MPa級別的鋼筋，400MPa、500MPa、600MPa的鋼筋強(qiáng)度高 、延伸好、安全儲備量大、抗震性能好、節(jié)省鋼材用量，因此屈服強(qiáng)度為600MPa的鋼筋是ー種更節(jié)約、更高效的新型建筑材料。另外，近年來國家積極倡導(dǎo)建設(shè)節(jié)約型社會，十分重視高強(qiáng)度級別鋼筋的研發(fā)應(yīng)用推廣。所以有必要研發(fā)ー種HRB600熱軋帶肋鋼筋。目前，對HRB600熱軋帶肋鋼筋的報(bào)道較少，一般是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V、Nb等微合金強(qiáng)化元素，利用這些元素在鋼種形成和析出的碳氮化物、碳化物，起到沉淀強(qiáng)化和細(xì)化晶粒的作用，從而提高鋼筋的強(qiáng)度，其中，承鋼和濟(jì)鋼報(bào)道了有關(guān)HRB600的成功開發(fā)，其中微合金元素V的含量達(dá)到了 O. 179ΓΟ. 20%，造成了
合金元素的嚴(yán)重浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供ー種HRB600鋼筋，其具有高屈服強(qiáng)度、高抗拉強(qiáng)度以及高延伸率，而且V的用量較低，很大程度上降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明的另ー目的在于提供上述HRB600鋼筋的生產(chǎn)方法。本發(fā)明對鋼種成分進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。一方面對鋼中碳、硅、錳主要元素進(jìn)行合理調(diào)整，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化配置；另一方面采用微合金化技木，向鋼中加入適量釩氮合金，充分利用釩的沉淀強(qiáng)化作用提高鋼筋的強(qiáng)度和韌性。同時(shí)降低鋼中磷、硫雜質(zhì)及其它雜質(zhì)含量，使鋼水潔凈度高。再加入增氮劑即微氮合金來適當(dāng)提高鋼水中N含量，増加細(xì)小彌散的V(CN)析出項(xiàng)，充分發(fā)揮微合金第二相析出強(qiáng)化作用，達(dá)到高強(qiáng)度、高塑性的目的。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中遇到的問題，本發(fā)明提供的HRB600鋼筋(又稱為富氮釩微合金化600MPa高強(qiáng)度熱軋帶肋鋼筋)按重量百分比由以下成分組成C 0. 2Γθ. 25%、Mn I. 40 L 80%、Si 0. 65^0. 85%、V 0. 08^0. 12%、S ^ 0. 020%、P ^ 0. 025%、N 0. 016^0. 024% ；其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。該鋼筋的屈服強(qiáng)度Rel彡600MPa，抗拉強(qiáng)度Rm彡740MPa，延伸率A彡15%。本發(fā)明提供的上述HRB600鋼筋的生產(chǎn)方法之一的技術(shù)方案如下包括冶煉エ序、精煉エ序、連鑄エ序和軋制エ序，在所述冶煉エ序中采用釩氮微合金化，并且在所述精煉エ序中向鋼水中加入微氮合金進(jìn)行增氮處理，以使最終獲得的HRB600鋼筋按重量百分比含有 O. 08 O. 12% 的 V 和 O. 016 O. 024% 的 N。優(yōu)選地，在所述冶煉エ序中，控制爐渣堿度為2. 8-3. 2，終點(diǎn)碳含量O. 10wt%-0. 16wt%。在所述精煉エ序中，待爐渣變白后加入微氮合金；白渣或黃白渣保持15_30min,軟吹時(shí)間為8_20min ;脫氧劑米用碳化娃或復(fù)合脫氧劑；在所述精煉エ序中，鋼水進(jìn)站溫度為1560-1570°C，鋼水出站溫度為1600-1620°C，精煉時(shí)間為20_30min。本發(fā)明提供的上述HRB600鋼筋的生產(chǎn)方法之ニ的技術(shù)方案較第一種生產(chǎn)方法簡單些，具體如下包括冶煉エ序、連鑄エ序和軋制エ序，在所述冶煉エ序中，采用釩氮微合金化并且加入微氮合金進(jìn)行增氮處理，以使最終獲得的HRB600鋼筋按重量百分比含有
0.08 O. 12% 的 V 和 O. 016 O. 024% 的 N。上述兩種方法在所述連鑄エ序中，中間包鋼水溫度均為1515_1530°C ;正常拉速均 為2. 0-2. 5m/min ;中間包液面高度均為700-800mm ;連鑄機(jī)均實(shí)行全保護(hù)澆鑄。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明通過富氮和釩微合金化處理生產(chǎn)出了高屈服強(qiáng)度、高抗拉強(qiáng)度，高延伸率的高強(qiáng)度熱軋鋼筋，可以節(jié)省鋼材，降低建造成本，増加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度加大安全儲備量，増加建筑安全性。此外，微合金元素V的用量少，大幅度的降低了生產(chǎn)成本，本發(fā)明的HRB600鋼筋的釩含量比同級別的屈服強(qiáng)度的鋼筋中的釩的含量減少了 3(Γ40%左右，比如山東石橫開發(fā)的600MPa錨桿,I凡含量為O. 14-0. 16%,按中限計(jì)算,本發(fā)明可節(jié)約鑰；33. 33%。另外，本發(fā)明方法簡單，容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)ー步說明，但本發(fā)明并不限于此。以下百分比均為重量百分比。本發(fā)明提供的HRB600鋼筋按重量百分比由以下成分組成C :0. 2 f O. 25%、Mn
1.40 L 80%、Si 0. 65^0. 85%、V 0. 08^0. 12%、S ^ O. 020%、P ^ O. 025%、N 0. 016^0. 024% ；其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。所述HRB600鋼筋優(yōu)選按重量百分比由下列元素組成C :0. 2Γ0. 25%、Mn
I.60 L 80%、Si 0. 75 O. 80%、V 0. 08 O. 12%、S^O. 020%、P^O. 025%、N 0. 016^0. 024%,其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。所述的HRB600鋼筋，其屈服強(qiáng)度Rel彡600MPa,抗拉強(qiáng)度Rm彡740MPa,延伸率A彡15% (以上力學(xué)性能參數(shù)均基于GB/T228. I來測定)。本發(fā)明提供的上述HRB600鋼筋的生產(chǎn)方法的技術(shù)方案如下包括冶煉エ序、精煉エ序、連鑄エ序和軋制エ序；其中冶煉エ序包括采用轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉鋼水、鋼包合金化和鋼包底吹氬，在鋼包合金化步驟中，使鋼水的N含量達(dá)到O. Ο ΓΟ. 022%, V的含量達(dá)到O. 08、. 12%，比如可加入釩氮合金來進(jìn)行合金化；優(yōu)選地，轉(zhuǎn)爐控制爐渣堿度為2. 8-3. 2，以保證過程渣化好，終渣化透；優(yōu)選地，終點(diǎn)碳含量O. 10%-0. 16%。在精煉エ序中，待爐渣變白后加入微氮合金(如氮化硅、氮化硅錳等)進(jìn)行增氮處理，以控制鋼水中的N含量為O. 016、. 024%，V含量為O. 08、. 12%。優(yōu)選地，白渣或黃白渣保持15-30min,軟吹時(shí)間8_20min ;優(yōu)選地,脫氧劑采用碳化娃或復(fù)合脫氧劑(購自山東章丘市川達(dá)有限責(zé)任公司或甘肅泰盛物資集團(tuán)有限責(zé)任公司龍泉碳化硅分公司)；優(yōu)選地，鋼水進(jìn)站溫度為1560-1570°C，鋼水出站溫度為1600-1620°C，精煉時(shí)間20_30min。優(yōu)選地，在連鑄エ序中，中間包鋼水溫度1515-1530°C ;正常拉速2. 0-2. 5m/min ；中間包液面高度彡700mm，優(yōu)選為700-800mm ;連鑄機(jī)實(shí)行全保護(hù)澆鑄。
本發(fā)明提供的上述HRB600鋼筋的生產(chǎn)方法的另ー技術(shù)方案為包括冶煉エ序、連鋳工序和軋制エ序；其中冶煉エ序包括采用轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉鋼水、鋼包合金化和鋼包底吹氬，在鋼包合金化步驟中，使鋼水的N含量達(dá)到O. 016、. 024%, V的含量達(dá)到O. 08、. 12%，比如可加入釩氮合金和微氮合金來實(shí)現(xiàn)上述目的；優(yōu)選地，轉(zhuǎn)爐控制爐渣堿度為2. 8-3. 2，以保證過程渣化好，終渣化透；優(yōu)選地，終點(diǎn)碳含量O. 10%-0. 16%。優(yōu)選地，在連鑄エ序中，中間包鋼水溫度1515-1530°C ;正常拉速2. 0-2. 5m/min ；中間包液面高度彡700mm，優(yōu)選為700-800mm ;連鑄機(jī)實(shí)行全保護(hù)澆鑄。本發(fā)明得到的HRB600鋼筋的規(guī)格為Φ 10_50mm。下面結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明做出更詳細(xì)的說明。實(shí)施例IHRB600鋼筋的生產(chǎn)包括冶煉エ序、精煉エ序、連鑄エ序和軋制エ序。其中，轉(zhuǎn)爐冶煉エ序該爐原料鐵水加入量為88. 9噸，廢鋼加入量為4. 8噸；吹氧脫碳，供氧時(shí)間為15. 5分鐘；造渣料石灰加入量為4940千克，螢石加入量為156千克，燒結(jié)塊為769千克；合金化過程中，娃鐵合金和猛鐵合金加入量為2333千克凡氮合金為145千克，爐渣堿度為2. 8-3.2。LF精煉エ序鋼包到精煉位后，根據(jù)溫度、渣況進(jìn)行造渣、脫氧，其中，鋼水進(jìn)站溫度1570°C，出站溫度1602°C，精煉時(shí)間25分鐘，復(fù)合脫氧劑加入量180千克，爐渣變白后加入微氮合金氮化硅58. 5千克，白渣保持20min，成分溫度合適后，進(jìn)行“軟吹”操作，軟吹時(shí)間10分鐘。連鑄エ序5號連鑄是六機(jī)六流的方坯連鑄機(jī)，在整個(gè)過程中間包液面穩(wěn)定，中間包鋼水溫度1526°C，拉速穩(wěn)定在2. lm/min，中間包液面高度為700mm，連鑄機(jī)實(shí)行全保護(hù)澆鑄。得到的方坯的規(guī)格為150mmX 150mm。軋制エ序取上述方坯在106(Tll30°C的開軋溫度進(jìn)行軋制，并在98(Tl030°C的終軋溫度進(jìn)行軋制，軋后自然冷卻。從而得到滿足性能要求的HRB600鋼筋。該鋼筋的成分及力學(xué)性能參見表I。實(shí)施例2HRB600鋼筋的生產(chǎn)包括冶煉エ序、精煉エ序、連鑄エ序和軋制エ序。其中，轉(zhuǎn)爐冶煉エ序該爐原料鐵水加入量為89. 4噸，廢鋼加入量為4. 9噸；供氧時(shí)間為15分鐘，造渣料石灰加入量為4950千克，螢石加入量為155千克，燒結(jié)塊為755千克，合金化過程中，娃鐵合金和猛鐵合金加入量為2450千克凡氮合金為150千克，爐洛堿度為
2.8_3· 2 οLF精煉エ序鋼包到精煉位后，根據(jù)溫度、渣況進(jìn)行造渣、脫氧，其中，鋼水進(jìn)站溫度1560°C，出站溫度1610°C，精煉時(shí)間25分鐘，復(fù)合脫氧劑加入量為160千克，爐渣變白后加入微氮合金氮化硅58. 5千克，白渣保持25min，成分溫度合適后，進(jìn)行“軟吹”操作，軟吹時(shí)間15分鐘。連鑄エ序5號連鑄是六機(jī)六流的方坯連鑄機(jī)，在整個(gè)過程中間包液面穩(wěn)定，中間包鋼水溫度1524°C，拉速穩(wěn)定在2. lm/min，連鑄機(jī)實(shí)行全保護(hù)澆鋳。得到的方坯的規(guī)格為1 50mm X 1 SOmnin軋制エ序取上述方坯在106(Tll30°C的開軋溫度進(jìn)行軋制，并在98(Tl030°C的終軋溫度進(jìn)行軋制，軋后自然冷卻。從而得到滿足性能要求的HRB600鋼筋。該鋼筋的成分及力學(xué)性能參見表I。實(shí)施例3HRB600鋼筋的生產(chǎn)包括冶煉エ序、精煉エ序、連鑄エ序和軋制エ序。其中，轉(zhuǎn)爐冶煉エ序該爐原料鐵水加入量為90. 3噸，廢鋼加入量為4. 7噸；供氧時(shí)間為15分鐘，造渣料石灰加入量為4788千克，螢石加入量為145千克，燒結(jié)塊為830千克，在 合金化過程中，娃鐵合金和猛鐵合金加入量為2430千克凡氮合金為155千克。LF精煉エ序鋼包到精煉位后，根據(jù)溫度、渣況進(jìn)行造渣、脫氧，其中，鋼水進(jìn)站溫度1560°C，出站溫度1620°C，精煉時(shí)間29分鐘，復(fù)合脫氧劑加入量為175千克，爐渣變白后加入微氮合金氮化硅58. 5千克，白渣保持30min，成分溫度合適后，進(jìn)行“軟吹”操作，軟吹時(shí)間20分鐘。連鑄エ序5號連鑄是六機(jī)六流的方坯連鑄機(jī)，在整個(gè)過程中間包液面穩(wěn)定，中間包鋼水溫度1527°C，拉速穩(wěn)定在2. lm/min，連鑄機(jī)實(shí)行全保護(hù)澆鑄。得到的方坯的規(guī)格為150mmX 150mm0軋制エ序取上述方坯在106(Tll30°C的開軋溫度進(jìn)行軋制，并在98(Tl030°C的終軋溫度進(jìn)行軋制，軋后自然冷卻。從而得到滿足性能要求的HRB600鋼筋。該鋼筋的成分及力學(xué)性能參見表I。實(shí)施例4HRB600鋼筋的生產(chǎn)包括冶煉エ序、連鑄エ序和軋制エ序。其中，轉(zhuǎn)爐冶煉エ序該爐原料鐵水加入量為88. 9噸，廢鋼加入量為4. 8噸；吹氧脫碳，供氧時(shí)間為15. 5分鐘；造渣料石灰加入量為4940千克，螢石加入量為156千克，燒結(jié)塊為769千克；合金化過程中，娃鐵合金和猛鐵合金加入量為2333千克凡氮合金為145千克，微氮合金氮化娃為58. 5千克，爐洛堿度為2. 8-3. 2。連鑄エ序5號連鑄是六機(jī)六流的方坯連鑄機(jī)，在整個(gè)過程中間包液面穩(wěn)定，中間包鋼水溫度1526°C，拉速穩(wěn)定在2. lm/min，中間包液面高度為700mm，連鑄機(jī)實(shí)行全保護(hù)澆鑄。得到的方坯的規(guī)格為150mmX 150mm。軋制エ序取上述方坯在106(Tll30°C的開軋溫度進(jìn)行軋制，并在98(Tl030°C的終軋溫度進(jìn)行軋制，軋后自然冷卻。從而得到滿足性能要求的HRB600鋼筋。該鋼筋的成分及力學(xué)性能參見表I。表I為本發(fā)明鋼筋的部分成分含量(wt%)和力學(xué)性能
權(quán)利要求
1.一種HRB600鋼筋，其特征在于，按重量百分比由下列元素組成C 0. 2Γ0. 25%、Mn I.40 L 80%、Si 0. 65^0. 85%、V 0. 08≤0. 12%、S ≤O. 020%、P ≤ O. 025%、N 0. 016≤0. 024%、其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的HRB600鋼筋，其特征在于，所述HRB600鋼筋按重量百分比由下列元素組成C 0. 2Γ0. 25%、Mn 1. 60 1· 80%、Si :0. 75 O. 80%、V :0. 08 O. 12%、S≤O. 020%、P≤O. 025%、N :0. 016 O. 024%、其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
3.權(quán)利要求I或2所述的HRB600鋼筋的生產(chǎn)方法，包括冶煉工序、精煉工序、連鑄工序和軋制工序，其特征在于，在所述冶煉工序中采用釩氮微合金化，并且在所述精煉工序中向鋼水中加入微氮合金進(jìn)行增氮處理，以使最終獲得的HRB600鋼筋按重量百分比含有O.08 O. 12% 的 V 和 O. 016 O. 024% 的 N。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的HRB600鋼筋的生產(chǎn)方法，其特征在于，在所述冶煉工序中，控制爐渣堿度為2. 8-3. 2，終點(diǎn)碳含量O. 10wt%-0. 16wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的HRB600鋼筋的生產(chǎn)方法，其特征在于，在所述精煉工序中，待爐渣變白后加入微氮合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的HRB600鋼筋的生產(chǎn)方法，其特征在于，在所述精煉工序中，白渣或黃白渣保持15-30min，軟吹時(shí)間為8_20min。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的HRB600鋼筋的生產(chǎn)方法，其特征在于，在所述精煉工序中，脫氧劑采用碳化硅或復(fù)合脫氧劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的HRB600鋼筋的生產(chǎn)方法，其特征在于，在所述精煉工序中，鋼水進(jìn)站溫度為1560-1570°C，鋼水出站溫度為1600-1620°C，精煉時(shí)間為20_30min。
9.權(quán)利要求I或2所述的HRB600鋼筋的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括冶煉工序、連鑄工序和軋制工序，其特征在于，在所述冶煉工序中，采用釩氮微合金化并且加入微氮合金進(jìn)行增氮處理，以使最終獲得的HRB600鋼筋按重量百分比含有O. 08、. 12%的V和O.016 O. 024% 的 No
10.根據(jù)權(quán)利要求3或9所述的HRB600鋼筋的生產(chǎn)方法，其特征在于，在所述連鑄工序中，中間包鋼水溫度為1515-1530°C ;正常拉速為2. 0-2. 5m/min ;中間包液面高度為700-800mm ;連鑄機(jī)實(shí)行全保護(hù)澆鑄。
11.根據(jù)權(quán)利要求3或9所述的HRB600鋼筋的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述微氮合金為氮化硅或氮化硅錳。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種HRB600鋼筋及其生產(chǎn)方法，該鋼筋按重量百分比由以下成分組成C0.21~0.25%、Mn1.40~1.80%、Si0.65~0.85%、V0.08~0.12%、S≤0.020%、P≤0.025%、N0.016~0.024%；其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。其生產(chǎn)方法包括冶煉工序、精煉工序、連鑄工序和軋制工序，在所述冶煉工序中采用釩氮微合金化，并且在所述精煉工序中向鋼水中加入微氮合金進(jìn)行增氮處理，以使HRB600鋼筋按重量百分比含有0.08~0.12%的V和0.016~0.024%的N。該鋼筋具有高屈服強(qiáng)度、高抗拉強(qiáng)度，高延伸率，而且微合金元素V的用量少，成本低。
文檔編號C22C38/12GK102839318SQ20121037433
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者杜傳治, 江洪廣, 梁輝 申請人:萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司