[发明专利]一种不锈螺纹钢的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不锈螺纹钢的生产方法，尤其是指奥氏体不锈螺纹钢的成分设计及其制造方法。

背景技术

不锈钢是以铬(Cr≥10.5％)为主要元素，耐气体、水、酸、碱、盐等介质腐蚀的钢种。按钢组织分类，不锈钢主要有：奥氏体不锈钢、体素体不锈钢、双相不锈钢、马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢。

螺纹钢是热轧带肋钢筋的俗称。普通热轧钢筋其牌号由HRB和牌号的屈服点最小值构成。热轧带肋钢筋分为HRB335(20MnSi)、HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)、HRB500等牌号。

不锈螺纹钢是不锈钢加强筋的俗称，主要用于在侵蚀环境中的建筑工程、交通运输、海洋环境、石油石化及其他需要耐腐蚀钢筋材料的领域。

目前，我国螺纹钢多采用碳钢连铸坯直接轧制，典型的钢种为HRB335、HRB400、HRB500等，这种方法生产的优点是工艺简单、生产效率高、成材率较高、制造成本较低等等，但受其钢种特性限制，造成其成品螺纹钢不耐腐蚀，无法满足海洋环境、石油化工等工程质量的要求。而现有的不锈钢因为受钢种特性限制，所制成的螺纹钢筋强度较低(一般屈服强度只有200MPa～400MPa)，无法满足高强度建筑工程构件的要求(如英国螺纹钢标准BS 6744-2009中有屈服强度≥500MPa和≥650MPa的级别要求)。

中国专利号CN201310545482.4公开了一种不锈螺纹钢的生产方法，工艺流程包括：开坯、粗轧、中轧、精轧，其特征在于：成品经中轧后，设置穿水冷却装置，精冷却后再进入精轧机，具体步骤为：在成品轧制前增加穿水冷却装置，实现双相螺纹钢成品前控制冷却，冷却流量为35-45m³/小时，压力为0.4-0.6MPa，冷却时间为1-2秒。系双相不锈钢轧制成材技术，而本发明为奥氏体不锈螺纹钢生产技术，两者钢基体组织不同。

中国专利号CN201410006309.1公开了一种消除不锈螺纹钢横肋裂纹的方法，其特征在于：在不锈螺纹钢辊环基圆和横肋交界处加工圆角，使不锈螺纹钢筋在轧制时消除横肋根部棱角和裂纹。而本发明设计的奥氏体不锈钢组织为单一奥氏体相，热加工性能及好，一般无裂纹产生。

但是现有技术都没有公开如何用单一奥氏体相，设计高强度不锈螺纹钢的成分及具体生产工艺。本发明人旨在大量的生产实践中，通过大量的实验，得出优化的配方和参数，从而提供一种耐腐蚀、经济型(低成本)的高质量(高强度、耐腐蚀)的奥氏体不锈螺纹钢冶炼及轧制技术，满足建筑工程、桥梁、石油石化等行业的需要。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明针对目前螺纹钢易腐蚀，易开裂的缺点，提供了一种新的不锈螺纹钢的生产方法。

本发明的目的是：在不增加轧制成本的基础上解决现有碳钢螺纹钢易腐蚀和现有不锈螺纹钢强度低且轧制过程中易开裂的问题；目的是提高螺纹钢的强度和耐腐蚀性尤其是耐海洋环境腐蚀，从而提高质量和使用寿命进一步降低工程成本。本发明对于跨海大桥提拉索构件尤为有效，大大提高了使用寿命，降低了工程造价和维护成本。

此外，在大量的生产实践中，通过大量的实验，得出优化的配方和参数，从而生产得到的不锈螺纹钢在前述优点的基础上，更是意料不到地得到非常高质量的成品，其各种指标优良，尤其是力学性能远超常规不锈螺纹钢，这超出了本领域技术人员的预期。

本发明开发一种不锈螺纹钢其特征在于钢的化学元素成分(重量％)是：碳：0.02～0.12，硅：0.20～0.60，锰：0.80～2.00，镍：8.0～14.0，铬：16.0～25.0，钼：0.10～3.00，铜：0～0.20，硼：0.0002～0.0020，硫：0～0.010，磷：0～0.040，氮：0.10～0.25，其余为Fe和不可避免杂质。

成分设计理由或原理：

碳：碳是稳定奥氏体的元素，同时碳在不锈钢中与Cr、Mn、Mo等元素形成碳化物强化基体，使钢的强度和硬度大幅提高，但C过高则对韧性及晶间腐蚀不利，因此碳控制为0.02～0.12％可以在获得高强度的同时确保良好的韧性及耐腐蚀性。

锰：锰是奥氏体稳定化元素，增加奥氏体的稳定性，拟制奥氏体的分解。同时，锰可以起到脱氧剂和脱硫剂的作用，可净化钢液，但锰过高会促使晶粒粗大，此外，在提高钢的耐腐蚀性能方面，锰的作用不大，因此控制为0.80～2.00％。