[发明专利]一种500MPa级高强抗震钢筋生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种低合金钢生产工艺，尤其涉及一种500MPa级高强抗 震钢筋生产工艺。

背景技术

目前，低合金钢大多采用碳锰钢系成分设计，采用锰系和硅系铁合 金进行锰和硅元素的合金化，采用钒铁或钒氮合金进行钒微合金化，采 用铌铁合金进行铌微合金化，其主要成分控制[Mn]在1.2-1.6％之间，[Si] 在0.40-0.60％之间，[C]在0.17-0.25％之间，[V]控制在0.06-0.12％之 间，[Nb]控制在0.04-0.09％之间，屈服强度(Rel)≥500MPa，抗拉强 度≥630MPa，断面收缩率(A)≥16％，主要依靠碳、锰和硅固溶强化和 钒与铌析出强化，该钢种存在如下问题是，①硅锰及碳含量较高，合金 成本升高；②在凝固和冷却过程中容易产生元素偏析；③碳当量偏高焊 接性能较差，钒和铌含量高，合金成本高；④容易出现屈服不明显和混 晶现象；⑤抗震性差。另外一种方法是将成分按下限控制，采用低温大 变形量轧制，生产出超细晶钢，合金成分可以降低，但该方法存在缺点 是，①需要大幅度增加轧机能力；②生产的钢筋不能采用常规焊接，否 则焊接区钢筋强度大幅度下降。还有一种方法是将成分控制在下限，采 用轧后强制冷却，合金成分也可大幅度降低，但缺陷是，①需增加穿水 设备，增加投资；②钢筋性能波动大，时效现象严重；③焊接性能差； ④钢筋容易锈蚀，抗震性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种合金消耗降低，成本节约且 钢筋强度级别较高，性能指标有所改善的500MPa级高强抗震钢筋生产 工艺。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

①采用碳锰钢成分设计，将钢中[Mn]含量控制在0.60-1.40％之间， [Si]在0.20-0.60％之间，[V]在0.02-0.055％之间，[Nb]在0.02-0.055％ 之间，[C]在0.15-0.24％之间，[N]在0.006-0.012％之间；

②采用转炉或电炉冶炼，转炉吹氧2-8min后在冶炼中期加入还原性 氧化锰球团，顶吹氧气3-8min，同时底吹3-8min，使冶炼终点钢水中 [C]在0.15-0.20％之间，[Mn]在0.20-0.40％之间；

③冶炼后期加入还原性原氧化钒球团和还原性氧化铌，顶吹氧气 1-6min，同时底吹气1-6min，使钢水中[V]在0.01-0.05％之间，[Nb]在 0.01-0.05％之间，其他成分满足标准要求时钢水温度＝1685-1693℃出 钢；

④在出钢中前期向钢包中加入锰系和硅系合金及增碳剂，使钢水中 [C]在0.20-0.25％之间，[Mn]在0.60-1.40％之间，[Si]在0.20-0.60％ 之间；

⑤在出钢和钢水镇静过程中通过微波场向钢包中的钢水吹氮气使钢 水中的[N]含量在0.006-0.012％之间，吹氮气强度为0.02-0.3m³/min.t 钢，吹氮气时间控制在3-10min；

⑥在出钢中期加入钒铁和铌铁对钢水中的[V]和[Nb]进行微调，使钢 水中的[V]在0.02-0.055％之间，[Nb]在0.02-0.055％之间；

⑦根据所轧钢筋直径与定尺要求，将钢水浇注成不同断面尺寸的钢 坯；

⑧钢坯通过热送或冷却后进入加热炉加热，加热温度在1050-1250 ℃之间，开轧温度在950-1150℃之间，终轧温度在950-1050℃之间， 轧后冷却速率在15-500℃/秒之间；

⑨根据铸坯尺寸和钢筋规格设定每个道次的轧制负荷，钢筋经冷却 后按用户需求剪切成规定的定尺，检验包装入库。

增碳剂为类石墨、石油焦、碳粉、碳化硅和碳化钙中的一种或几种。