Hrb600e抗震鋼筋及其生產方法

2023-05-07 01:45:26 2

專利名稱：Hrb600e抗震鋼筋及其生產方法
技術領域：
本發明涉及一種鋼筋及其生產方法，特別是一種HRB600E抗震鋼筋及其生產方法。·
背景技術：
近年來，隨著地震等地質災害的頻發，引起了建築界對抗震鋼筋的高度關注。提高鋼筋的抗震性能主要關注鋼筋的屈服強度(Rel)，提高鋼筋的強屈比Rm/Rel，增加鋼筋在最大外力作用下的總伸長率。穩定鋼筋的屈服強度，將其控制在一定的範圍內，可以使所有受力鋼筋都能夠比較均勻的承受力量。如果在建築結構某處的鋼筋性能波動範圍大，在破壞力超過鋼筋的允許屈服強度時，而鋼筋還沒有發生變形，使建築物無法形成塑性鉸，則建築物發生不可恢復的永久性破壞，起不到抗震的作用。提高強屈比，有利於提高鋼筋的安全儲備，當建築物受到地震破壞發生變形時，鋼筋在延伸過程中吸收了能量而不斷裂，仍然能在建築結構中起到加強材料的作用，強屈比比值越大，吸收的能量越多，越能夠提高抵抗破壞的能力，綜上所述對抗震鋼筋要求如下1)鋼筋的屈服強度要高；2)鋼筋的強屈比Rm/Rel的比值不小於I. 25 ；3)鋼筋的實測屈服強度與標準規定的屈服強度特徵值之比不大於I. 30 ；4)鋼筋的最大力總伸長不小於9%。目前，大部分企業對抗震鋼筋的生產還停留在HRB335E和HRB400E級別，能夠生產HRB500E的企業還不是特別多，到現在為止還沒有查到相關HRB600E高強抗震鋼筋的相關報導，只有承鋼和濟鋼報導了有關HRB600的成功開發，而且HRB600鋼筋的開發中微合金元素V的含量達到了 O. 179ΓΟ. 20%，造成了合金元素的嚴重浪費，因此需要研究合理的鋼筋成分及合適的生產工藝以生產出滿足性能要求的低成本HRB600E高強抗震鋼筋。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的缺陷，提供一種HRB600E抗震鋼筋。本發明的另一目的在於提供一種上述HRB600E抗震鋼筋的生產方法。為了實現本發明的目的，本發明提供的一種HRB600E抗震鋼筋按重量百分比由以下元素組成C :0. 17% 0· 25% ；Si 0. 40% 0· 80% ；Mn :1. 10%"I. 50% ；V :0· 07% 0· 11% ；P彡O. 035% ；S ( O. 035% ；N :0. 017-0. 023% ;其餘為Fe和不可避免的雜質。本發明提供的上述HRB600E抗震鋼筋的生產方法的技術方案如下包括煉鋼工序、連鑄工序和軋鋼工序，在所述煉鋼工序的初煉工序中，對鋼包中的鋼水進行脫氧合金化，以使最終獲得的HRB600E抗震鋼筋按重量百分比含有O. 079Γ0. 11%的 V 和 O. 017-0. 023% 的 No優選地，所述合金化是在鋼水出鋼至1/5 1/3時，開始將用於調整鋼水成分的金屬或合金加入鋼水，並在鋼水出鋼至3/51/5時，加完用於調整鋼水成分的金屬或合金。所述用於調整鋼水成分的合金優選是娃猛合金、娃鐵合金、鑰;氮合金和微氮合金。其中，所述微氮合金可以是氮化矽或氮化矽錳。
在所述軋鋼工序中，開軋溫度為1100°C 1200°C，終軋溫度為102(Tl060°C，軋後進行輕穿水工藝控制以確保上冷床溫度在94(T970°C之間。所述HRB600E抗震鋼筋的屈服強度Rel為600Mpa_750Mpa，強屈比Rm/Rel為I. 25-1. 35，延伸率A為:18%-21%，最大力伸長率Agt為9%_15%。本發明的有益效果本發明採用了在成分設計時採用加入少量價格昂貴的微合金元素V，同時採用高氮(N :0.017-0. 023%)，且採用軋後輕穿水工藝進行處理，在降低生產成本的同時，通過高氮的控制，很好的保證了抗震鋼筋的強屈比，使鋼筋的性能更加穩定。本發明的HRB600E抗震鋼筋的釩含量比同級別的屈服強度的鋼筋中的釩的含量減少了3(Γ40%左右。本發明提供的HRB600E抗震鋼筋具有高屈服強度、高抗拉強度、高強屈比和高延伸率等優點，其中，600Mpa ( Rel ( 750Mpa，I. 25 ( Rm/Rel ( I. 35，18% ( 21%，且最 大力伸長率(Agt) ^ 9%，達到了抗震鋼筋的要求。本發明的HRB600E抗震鋼筋替代HRB335(E)、HRB400 (E)、HRB500 (E)級鋼筋，可分別節約用鋼量73. 3%、44. 4%和19. 5%，具有節能減排的現實意義。另外，可以解決建築結構中「肥梁胖柱」的問題，增加建築使用面積，使結構設計更加靈活，提高建築使用功能，增加建築安全性。此外，本發明生產的HRB600E鋼筋成本較低，為市場推廣應用奠定了堅實的基礎。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明作進一步說明，但本發明並不限於此。以下百分比均為重量百分比。本發明提供的HRB600E抗震鋼筋按重量百分比由以下元素組成C 0. 179Γ0. 25% ；Si :0. 40% 0· 80% ；Μη :1. 10%"I. 50% ；V :0. 07% 0· 11% ；P彡0· 035% ；S ( 0. 035% ；N :0. 017-0. 023% ;其餘為Fe和不可避免的雜質。上述抗震鋼筋按重量百分比優選由以下元素組成C :0. 179T0.24%;Si O. 45% 0· 78% ；Μη :1. 20%"I. 50% ；V :0· 09% 0· 11% ；Ρ ( O. 035% ；S ( O. 035% ；Ν O. 017-0. 023% ;其餘為Fe和不可避免的雜質。在本發明鋼筋的成分設計過程中，充分考慮了 C、Si、Mn等元素與V之間的沉澱強化、細晶強化以及固溶強化之間的關係，同時考慮到增氮以後，氮元素與釩之間的作用，此成分採用氮含量超過了 O. 015%，細小彌散的V (CN)析出數量明顯增多，使得V的強化效果得到了更加充分的發揮，由於大量析出增加了奧氏體穩定性，促進了 V (CN)在奧氏體向鐵素體轉變期間在相界面的析出，有效組織鐵素體長大，使得晶粒更加細小。從而保證了鋼筋強度與塑韌性的完美結合。本發明提供的上述HRB600E抗震鋼筋的生產方法的具體技術方案如下該方法包括煉鋼工序、連鑄工序和軋鋼工序，在所述煉鋼工序的初煉工序中，對鋼包中的鋼水進行脫氧合金化，以使最終獲得的HRB600E高強抗震鋼筋中包含以重量計O. 079Γ0. 11%的V和
O.017-0. 023%的N，優選V含量為O. 09% O. 11%。優選出鋼溫度控制在1625 1645°C。所述煉鋼工序包括採用轉爐或電爐冶煉鋼水、鋼包合金化和鋼包底吹氬等初煉工序。在鋼包合金化的步驟中，使鋼水的N含量達到0.017-0.023%，V的含量達到
0.079Γ0. 11%。例如，可以通過向鋼水中加入釩氮合金和微氮合金來實現上述目的。優選地，在鋼水出鋼至1/5 1/3時，開始將用於調整鋼水成分的金屬或合金加入鋼水，並在鋼水出鋼至3/51/5時，加完用於調整鋼水成分的金屬或合金。所述用於調整鋼水成分的合金為矽錳、矽鐵、釩氮合金和微氮合金，而後進行LF爐精煉工序以進一步脫除鋼液中的硫、氧等，去除鋼液中的夾雜物，從而淨化鋼液。其中，所述微氮合金可以是氮化矽或氮化矽錳等。在軋鋼工序中，可以取上述鋼坯在1100°C 1200°C的開軋溫度進行軋制，並在不小於1000°C的終軋溫度進行軋制，優選終軋溫度為102(Γ1060 ，而後進行輕穿水工藝控制以確保上冷床溫度不低於930°c，優選上冷床溫度為94(T970°C。從而獲得滿足性能要求的HRB600E高強抗震鋼筋。所述HRB600E抗震鋼筋的屈服強度Rel為600Mpa_750Mpa，強屈比Rm/Rel為
I.25-1. 35，延伸率A為18%-21%，最大力伸長率Agt為9%-15%。因此，符合抗震鋼筋的要求。以上力學性能參數均基於GB/T228. I來測定。本發明得到的HRB600E抗震鋼筋的規格為Φ 12mm-032mm。 下面結合具體實施例更詳細地說明本發明的HRB600E抗震鋼筋及其生產方法。實施例I生產HRB600E抗震鋼筋的方法包括煉鋼工序、連鑄工序以及軋鋼工序。下面將對各個工序的具體步驟進行描述。在煉鋼工序中採用轉爐或電爐冶煉鋼水及鋼包合金化。在鋼水出鋼出至1/5時，依次加入矽錳、矽鐵、釩氮合金、氮化矽以及氮化矽錳，鋼水出至4/5時將其全部加完，使鋼水成分中N含量達到O. 019%、V含量達到O. 105% ;同時出鋼溫度控制在1635°C。然後鋼水經過LF爐進行精煉。在連鑄工序中，由連鑄機進行拉坯成型，從而成型為150mmX 150mm方坯，拉坯速度為 I. 77m/s。在軋鋼工序中，將成型的鋼在1120°C的開軋溫度進行軋制，並在1040°C的終軋溫度進行軋制，而後進行輕穿水工藝控制，使成品上冷床溫度為950°C。從而獲得滿足性能要求的HRB600E高強抗震鋼筋，其具體成分見表I，性能參數見表2。實施例2生產HRB600E抗震鋼筋的方法包括煉鋼工序、連鑄工序以及軋鋼工序。下面將對各個工序的具體步驟進行描述。在煉鋼工序中採用轉爐或電爐冶煉鋼水及鋼包合金化。在鋼水出鋼出至1/5時，依次加入矽錳、矽鐵、釩氮合金以及氮化矽，鋼水出至4/5時將其全部加完，使鋼水成分中N含量達到O. 021%、V含量達到O. 095%。同時出鋼溫度控制在1630°C。然後鋼水經過LF爐進行精煉。在連鑄工序中，由連鑄機進行拉坯成型，從而成型為150mmX 150mm方坯，拉坯速度為 I. 80m/sο在軋鋼工序中，將成型的鋼在1140°C的開軋溫度進行軋制，並在1030°C的終軋溫度進行軋制，而後進行輕穿水工藝控制，使成品上冷床溫度為940°C。從而獲得滿足性能要求的HRB600E高強抗震鋼筋。其具體成分見表1，性能參數見表2。實施例3生產HRB600E抗震鋼筋的方法包括煉鋼工序、連鑄工序以及軋鋼工序。下面將對各個工序的具體步驟進行描述。
在煉鋼工序中採用轉爐或電爐冶煉鋼水及鋼包合金化。在鋼水出鋼出至1/5時，依次加入矽錳、矽鐵、釩氮合金以及氮化矽，鋼水出至4/5時將其全部加完，使鋼水成分中N含量達到O. 023%、V含量達到O. 110%ο同時出鋼溫度控制在1640°C。然後鋼水經過LF爐進行精煉。在連鑄工序中，由連鑄機進行拉坯成型，從而成型為150mmX 150mm方坯，拉坯速度為 I. 79m/s。在軋鋼工序中，將成型的鋼在在1140°C的開軋溫度進行軋制，並在1060°C的終軋溫度進行軋制，而後進行輕穿水工藝控制，使成品上冷床溫度為970°C。從而獲得滿足性能要求的HRB600E高強抗震鋼筋。其具體成分見表1，性能參數見表2。實施例4
生產HRB600E抗震鋼筋的方法包括煉鋼工序、連鑄工序以及軋鋼工序。下面將對各個工序的具體步驟進行描述。在煉鋼工序中採用轉爐或電爐冶煉鋼水及鋼包合金化。在鋼水出鋼出至1/5時，依次加入矽錳、矽鐵、釩氮合金以及氮化矽錳，鋼水出至4/5時將其完全加完，使鋼水成分中N含量達到O. 017%、V含量達到O. 103%。同時出鋼溫度控制在1637°C。然後鋼水經過LF爐進行精煉。在連鑄工序中，由連鑄機進行拉坯成型，從而成型為150mmX 150mm方坯，拉坯速度為 I. 81m/s。在軋鋼工序中，將成型的鋼在在1150°C的開軋溫度進行軋制，並在1056°C的終軋溫度進行軋制，而後進行輕穿水工藝控制，使成品上冷床溫度為960°C。從而獲得滿足性能要求的HRB600E高強抗震鋼筋。其具體成分見表1，性能參數見表2。表I本發明鋼筋的化學成分(wt%)
實施例 C ~Si~ Mn~I-V ~P I-S Γ ~ αΤ 060 Γ35 O. 105 0.018 0.022 0.019
024 048 Λ7 0.095 0.020 0.019 0.0213022 075 Ο O. 110 0.016 0.018 0.023
~αΤθ 078 L48 O. 103 0.021 0.020 0.017表2本發明HRB600E抗震鋼筋的性能參數
權利要求
1.一種HRB600E抗震鋼筋，其特徵在於，所述抗震鋼筋按重量百分比由以下元素組成C 0. 17% 0· 25% ；Si 0. 40% 0· 80% ；Mn :1. 10%"I. 50% ；V :0· 07% 0· 11% ；Ρ ( O. 035% ；S≤O. 035% ；Ν 0. 017-0. 023% ;其餘為Fe和不可避免的雜質。
2.根據權利要求I所述的HRB600E抗震鋼筋，其特徵在於，所述抗震鋼筋按重量百分比由以下元素組成C 0. 17% 0· 24% ；Si 0. 45% 0· 78% ；Μη :1. 20%"I. 50% ；V :0. 09% 0· 11% ；P≤0· 035% ；S ( 0. 035% ；N :0. 017-0. 023% ;其餘為Fe和不可避免的雜質。
3.根據權利要求I所述的HRB600E抗震鋼筋，其特徵在於，所述HRB600E抗震鋼筋的屈服強度Rel為600Mpa-750Mpa,強屈比Rm/Rel為I. 25-1. 35，延伸率A為18%_21%，最大力伸長率 Agt 為 9%-15%。
4.權利要求I所述的HRB600E抗震鋼筋的生產方法，包括煉鋼工序、連鑄工序和軋鋼工序，其特徵在於，在所述煉鋼工序的初煉工序中，對鋼包中的鋼水進行脫氧合金化，以使最終獲得的HRB600E抗震鋼筋按重量百分比含有O. 079Γ0. 11%的V和O. 017-0. 023%的N。
5.根據權利要求4所述的HRB600E抗震鋼筋的生產方法，其特徵在於，所述合金化是在鋼水出鋼至1/5 1/3時，開始將用於調整鋼水成分的金屬或合金加入鋼水，並在鋼水出鋼至3/51/5時，加完用於調整鋼水成分的金屬或合金。
6.根據權利要求5所述的HRB600E抗震鋼筋的生產方法，其特徵在於，所述用於調整鋼水成分的合金是娃猛合金、娃鐵合金、f凡氮合金和微氮合金。
7.根據權利要求6所述的HRB600E抗震鋼筋的生產方法，其特徵在於，所述微氮合金為氮化矽或氮化矽錳。
8.根據權利要求4所述的HRB600E抗震鋼筋的生產方法，其特徵在於，在所述軋鋼工序中，開軋溫度為1100°C 1200°C，終軋溫度為102(Tl060°C，軋後進行輕穿水工藝控制以確保上冷床溫度在94(T970°C之間。
9.根據權利要求4所述的HRB600E抗震鋼筋的生產方法，其特徵在於，所述HRB600E抗震鋼筋的屈服強度Rel為600Mpa-750Mpa，強屈比Rm/RelS I. 25-1. 35，延伸率A為18%_21%，最大力伸長率Agt為9%-15%。
全文摘要
本發明提供了一種HRB600E抗震鋼筋及其生產方法，該鋼筋按重量百分比由以下元素組成C0.17%~0.25%；Si0.40%~0.80%；Mn1.10%~1.50%；V0.07%~0.11%；P≤0.035%；S≤0.035%；N0.017-0.023%；其餘為Fe和不可避免的雜質。其生產方法包括煉鋼工序、連鑄工序和軋鋼工序，在煉鋼工序的初煉工序中，對鋼包中的鋼水進行脫氧合金化，以使最終獲得的HRB600E高強抗震鋼筋中含有以重量計0.07%~0.11%的V和0.017-0.023%的N。該鋼筋具有高屈服強度、高抗拉強度、高強屈比和高延伸率，達到了抗震鋼筋的要求；而且生產成本低。
文檔編號C22C38/12GK102851580SQ20121037526
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者劉豔林, 杜傳治, 王淑華, 徐尚富 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司