[发明专利]钛微合金化500MPa级高强度钢筋及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金微合金化技术领域，具体涉及一种钢筋混凝土用热轧400MPa级高强度钢筋及其生产方法。

背景技术

目前，我国处于工业化和城镇化快速发展时期，建筑业向大型化发展的速度十分迅猛。建筑业向大型化发展，为提高大型建筑物的安全性，国内外建筑行业普遍采用高强度、高焊接性能的热轧带肋钢筋代替普通钢筋。另外，随着我国推广高强度钢筋使用政策的出台，以HRB335等335MPa级以下低强度钢筋将逐渐被淘汰，HRB400及其以上级别的热轧带肋钢筋将得到大力发展，新修订的国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》还将增加HRB600钢筋。

高强钢筋的生产工艺技术主要采取微合金化的措施，是钢铁冶金领域的一项高新技术，也是各钢厂目前生产500MPa及以上级别钢筋采用的主要技术路线。钢的微合金化主要使用V、Nb、V-N复合、V-Nb复合等对钢质的强化作用，使热轧状态下的钢筋即可获得高强度、高韧性、高焊接性等性能。但钒及其合金、铌及其合金生产成本较高，挤占了企业利润空间的同时还造成钒、铌资源的紧张，不利于500MPa高强度钢筋和抗震钢筋的生产和推广应用。

攀西地区蕴藏着丰富的钒钛资源，用钒对钢筋进行微合金碳氮化物析出强化已得到广泛应用，利用微钛处理细化钢筋的奥氏体晶粒也得到应用，但用钛对钢进行微合金碳氮化物析出强化还未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种钛微合金化500MPa级高强度钢筋及其生产方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：钛微合金化500MPa级高强度钢筋，钢的化学成分按重量计为：C：0.18～0.25％、Si：0.20～0.80％、Mn：1.20～1.50％、Ti：0.06～0.12％，N：≤0.01％、S≤0.045％、P≤0.045％，其余为Fe和不可避免的杂质。

其中，上述钢筋中钢的化学成分按重量计为：C：0.18～0.24％、Si：0.35～0.70％、Mn：1.35～1.50％、Ti：0.07～0.12％，N：≤0.01％、S≤0.045％、P≤0.045％，其余为Fe和不可避免的杂质。

其中，上述钢筋在轧制前，将轧制钢筋用钢坯加热至1100～1250℃再保温30～150分钟，之后进行轧制，到750～950℃之间时结束轧制，轧制的钢筋空冷至室温，制得钛微合金化500MPa级高强度钢筋。

进一步的，将轧制钢筋用钢坯加热至1150～1230℃再保温55～125分钟，之后降温至1000～1080℃进行轧制，到800～880℃之间时结束轧制，轧制的钢筋空冷至室温，制得钛微合金化500MPa级高强度钢筋。

其中，制备上述钢筋的合金化过程中，钛元素的加入采用钛硅铁合金，所述钛硅铁合金按重量计含有Ti：20～70％、Si：10～45％、Fe≤15％。

上述钛微合金化500MPa级高强度钢筋的制备方法，包括如下步骤：

a、将炼钢原料冶炼成粗钢液，出钢，出钢过程中进行脱氧和合金化；

b、出钢后的钢液送入精炼炉进行精炼和成分微调，使其满足钢筋成分要求后进行浇铸，得到轧制钢筋用钢坯；

c、将轧制钢筋用钢坯加热至1100～1250℃再保温30～150分钟，之后进行轧制，到750～950℃之间时结束轧制，轧制的钢筋空冷至室温，制得钛微合金化500MPa级高强度钢筋；

其中，在出钢过程中且脱氧后、或在精炼过程中进行钛的合金化。

本发明所述的炼钢原料包括普通铁矿炼成的铁水，钒钛磁铁矿炼成的铁水和/或半钢，直接还原铁，化铁炉铁水，回收的废钢铁和／或渣钢铁。

所述废钢铁可以为钢铁厂产生的废钢或废铁，也可以是市面上有售的其他废钢或废铁。所述渣钢铁是指钢渣或高炉渣中选出的钢或铁。

其中，上述方法步骤c中，将轧制钢筋用钢坯加热至1150～1230℃再保温55～125分钟，之后降温至1000～1080℃进行轧制，到800～880℃之间时结束轧制，轧制的钢筋空冷至室温，制得钛微合金化500MPa级高强度钢筋。

其中，上述方法合金化过程中，钛元素的加入采用钛铁、钛硅铁合金、金属钛或含钛包芯线中的至少一种。

进一步的，合金化过程中，钛元素的加入采用钛硅铁合金，所述钛硅铁合金按重量计含有Ti：20～70％、Si：10～45％、Fe≤15％。

其中，上述方法步骤a中，将炼钢原料冶炼成温度为1600～1700℃的粗钢液，所述粗钢液按重量计含[C]≤0.30％、[P]≤0.045％、[S]≤0.12％。