專利名稱：Hrb500e高性能抗震鋼筋及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高性能抗震鋼筋及其生產(chǎn)方法，尤其是一種HRB500E 高性能抗震鋼筋及其生產(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、機械連接、彎曲或調(diào)直等各種載荷，以 使混凝土能夠充分滿足各種功能要求，擴大應(yīng)用范圍。尤其是隨著高層、 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 高的強度、韌性和較好的焊接性等綜合性能。目前，世界主要工業(yè)國家已 淘汰了強度級別335MPa的帶肋鋼筋，如美國多采用屈服強度級別在 400MPa以上的鋼筋，而歐盟各國基本上采用500MPa級鋼筋，并在研制600 MPa熱軋帶肋鋼筋。相比335MPa級別的鋼筋，400MPa、 500MPa的鋼筋 強度高、延性好、安全儲備量大、抗震性能好、節(jié)省鋼材用量，因此是一 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 量推廣使用服B500、服B500E鋼筋。
國內(nèi)傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的HRB500、 HRB500E熱軋帶肋鋼筋，主要以微合 金化的方式進行，即在HRB335成分的基礎(chǔ)上，加入大量的V、 Nb等微合 金強化元素，利用這些元素在鋼中形成和析出的碳氮化物、碳化物，沉淀 強化和細化晶粒，從而進一步提高鋼筋的強度，達到更高的強度級別。但 這一工藝存在的主要問題有1、釩合金和鈮鐵等微合金價格較高，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)HRB500E高強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?br> HRB500E高強度鋼筋的推廣和應(yīng)用。3、作為國家重要戰(zhàn)略儲備物資的鈮鐵、 釩氮合金的礦產(chǎn)資源儲量非常有限，而用常規(guī)生產(chǎn)工藝會使微合金鈮鐵、 釩氮合金消耗量大幅度增加，不利于稀有礦產(chǎn)資源和生態(tài)環(huán)境的保護。

發(fā)明內(nèi)容
為降低HRB500E高性能抗震鋼筋生產(chǎn)成本，更好地促進抗震鋼筋推廣 及應(yīng)用，本發(fā)明目的之一是提供一種HRB500E高性能抗震鋼筋。
本發(fā)明提供的HRB500E高性能抗震鋼筋具有下列質(zhì)量比的化學(xué)成分 C: 0.20 0.25 wt%， Si: 0.25 0.45wt% ，
Mm 1.30 1.55 wt%， Nb: 0.028 0.040 wt%、
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高性能抗震鋼筋的生產(chǎn)方法，它在軋 鋼過程采用控冷控軋的方法，使鋼筋組織晶粒細化，充分發(fā)揮細晶強化和 微合金強化作用，使強度進一步提高。在強度提高的同時，保持韌性和塑 性不變或略有改善。
本發(fā)明提供的HRB500E高性能抗震鋼筋的生產(chǎn)方法通過以下技術(shù)方 案實現(xiàn) 一種HRB500E高性能抗震鋼筋的生產(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: 0.25 0.45wt %、 Mn: 1.30 1.55 wt%、 Nb: 0.028 0.040 wt%、 S《0.045wt%、 P《 0.045wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；送入爐溫為1120 117(TC的加 熱爐中，加熱鋼坯至坯溫為1000 1050。C時，在速度為0.6 1.5m/s的軋制 條件下粗軋45 75秒，之后在速度為3.4 5.0 m/s的軋制條件下中軋54 82秒，最后在速度為8.2 15m/s的軋制條件下精軋55 75秒；
B、 將A步驟的精軋鋼材在冷卻水量為250 400 m7h、冷卻水壓力為 1.3 2.4MPa的條件下，快速冷卻0.8 2.0秒，得溫度為830 900'C的鋼材，之后置于空氣中自然空冷至室溫，即可獲得HRB500E細晶粒高性能抗 震鋼筋，該鋼筋的化學(xué)成分為C: 0.20 0.25 wt%、 Si: 0.25 0.45wt%、 Mn: 1.30 1.55 wt%、Nb: 0.028 0.040 wt0/o、 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、冷卻時間視不同 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HRB500E細晶粒高性能抗震鋼筋具 有以下優(yōu)點
1、 生產(chǎn)HRB500E細晶粒高性能抗震鋼筋時，只需在煉鋼過程中加入 少量鈮鐵，使其化學(xué)成分及微量元素含量達到要求后，再通過軋鋼生產(chǎn)工 藝中的軋后控冷方法，進一步細化晶粒，提高鋼筋的強度。
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>98.5%，同時較好地解決了細晶粒高強度鋼筋焊接時效等方面 存在的問題。
3、 本發(fā)明生產(chǎn)的HRB500E高性能抗震鋼筋與常規(guī)V微合金化工藝生 產(chǎn)的冊B500E熱軋鋼筋相比，鋼中只需加入少量鈮合金，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)HRB500E相比，噸材成本降低165元，經(jīng)濟效益非常顯著。
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)模化等問題，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、 本發(fā)明與現(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，有利于建立節(jié)約型社會和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步描述。 實施例l
A、 取下列化學(xué)成分的鋼坯C: 0.20%、 Si: 0.36%、 Mn: 1.43%、 Nb: 0.036%、 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112(TC的加熱爐內(nèi)，加熱至坯溫105(TC時， 送軋機軋制，軋制時，在速度為1.2 m/s的軋制條件下粗軋60秒，之后在 速度為4. 5m/s的軋制條件下中軋65秒，最后在速度為12 m/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360mVh、冷卻水壓力為1.5MPa 的條件下，快速冷卻2秒，得溫度為8卯。C的鋼材，之后置于空氣中自然空 冷至室溫，即獲得規(guī)格為①12mm的HRB500E細晶粒高性能抗震鋼筋，該 鋼筋的化學(xué)成分為C: 0. 20%、 Si: 0. 36%、 Mn: 1. 43%、 Nb: 0. 036%、 S: 0. 021 %、 P: 0.027%，其余為Fe以及不可避免的不純物。
實施例2
A、 取下列化學(xué)成分的鋼坯C: 0.23%、 Si: 0.38%、 Mn: 1.51%、 Nb : 0.037%、 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117(TC的加熱爐中，加熱至鑄坯溫度1000 "C時，送軋機軋制，軋制時，在速度為0.6 m/s的軋制條件下粗軋70秒， 之后在速度為3.5 m/s的軋制條件下中軋70秒，最后在速度為9m/s的軋制 條件下精軋73秒；
C、 將B步驟的精軋鋼材在冷卻水總水量為390 mVh，冷卻水壓力為 2.2MPa條件下，快速冷卻l秒，得溫度為870。C的鋼材，上冷床進行自然 空冷至室溫，收集打捆，即獲得規(guī)格為032mm的HRB500E細晶粒高性能 抗震鋼筋，該鋼筋的化學(xué)成分為C: 0.23%、 Si: 0.38%、 Mn: 1.51%、 Nb: 0.037%、 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高性能抗震鋼筋，其特征在于具有下列質(zhì)量比的化學(xué)成分C0.20～0.25wt％， Si0.25～0.45wt％，Mn1.30～1.55wt％， Nb0.028～0.040wt％、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HRB500E高性能抗震鋼筋的生產(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C0.20 0.25 wt%、 Si0.25 0.45wt%、 Mnl.30 1.55 wt%、 Nb 0.028 0.040 wt0/0、 S《0.045wt%、 P《0.045wt%， 其余為Fe及不可避免的不純物；送入爐溫為1120 117(TC的加熱爐中，加 熱鋼坯至坯溫為1000 105(TC時，在速度為0.6 1.5m/s的軋制條件下粗軋 45 75秒，之后在速度為3.4 5.0m/s的軋制條件下中軋54 82秒，最后 在速度為8.2 15m/s的軋制條件下精軋55 75秒；B、 將A步驟的精軋鋼材在冷卻水量為250 400 m7h、冷卻水壓力為 1.3 2.4MPa的條件下，冷卻0.8 2.0秒，得溫度為830 900。C的鋼材， 之后置于空氣中自然空冷至室溫，即可獲得HRB500E細晶粒高性能抗震鋼 筋，該鋼筋的化學(xué)成分為C0.20 0.25 wt%、 Si0.25 0.45wt%、 Mnl.30 1.55 wt%、 Nb 0.028 0.040 wt%、 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高性能抗震鋼筋及其生產(chǎn)方法，由下列質(zhì)量比的化學(xué)成分組成C0.20～0.25wt％，Si0.25～0.45wt％，Mn1.30～1.55wt％，Nb0.028～0.040wt％，S≤0.045wt％，P≤0.045wt％，其余為Fe及不可避免的不純物。生產(chǎn)時，只需在煉鋼過程中加入少量鈮鐵，使其化學(xué)成分及微量元素含量達到要求后，再通過軋鋼生產(chǎn)工藝中的軋后控冷方法，進一步細化晶粒，使鋼筋力學(xué)性能穩(wěn)定，一級抗震合格率＞98.5％，解決了鋼筋焊接效應(yīng)等問題，同時降低成本，使生產(chǎn)規(guī)?；瑢RB500E高級別抗震鋼筋的推廣和應(yīng)用起到了較好的推動作用。
文檔編號C21D8/06GK101538678SQ200910094360
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, 李金柱, 斌 王, 宇 趙, 偉 陳 申請人:武鋼集團昆明鋼鐵股份有限公司