[发明专利]一种资源节约型HRB400高强钢筋的制造方法

说明书

本发明公开了一种资源节约型HRB400高强钢筋的制造方法，旨在利用普通20MnSi的成分，采用氧化物冶金技术提高钢筋强度，生产出HRB400高强钢筋，包括以下的工艺步骤：1)冶炼及浇铸，根据20MnSi的化学成分进行冶炼，出钢过程中加入Si和Mn进行预脱氧，然后进行氧化物冶金处理，之后根据成分要求加入Si和Mn进行成分微调，钢水达到设计成分和温度后进行浇铸，得到铸坯；2)铸坯加热，加热温度控制在1050～1250℃，加热时间60～180min；3)热轧，粗轧开轧温度950～1200℃，精轧开轧温度830～1150℃，精轧终轧温度950℃～1200℃，热轧后钢筋进行自然冷却。本发明利用氧化物冶金技术使用20MnSi成分生产了HBR400，节省了V、Nb等合金的使用，节省了生产成本，实现了高强钢筋的绿色制造。

技术领域

本发明属于钢筋生产技术领域，涉及一种资源节约型HRB400高强钢筋的制造方法，具体涉及利用氧化物冶金技术提高钢筋的性能，以替代合金的使用。

背景技术

自2012年，我国开始实施高强钢筋以来，一般通过两种方式来提高钢筋强度，一种是添加锰钒合金；另一种是“穿水工艺”。

但是，“穿水工艺”轧制的钢筋产品存在以下几个方面的问题：1)穿水后的钢筋降低了物理性能塑性指标，尽管在强度上能够达标，生产成本也相对节约不少，但是钢筋表层氧化膜被破坏，生锈是难以避免的，且强度容易衰竭； 2)“穿水”钢筋焊接之后，将会影响到钢材的性能，且不易焊接；3)“穿水”钢筋的强度具有时效性，强度非常容易失效；4)钢筋表面裂纹严重，穿水后的钢筋容易产生边缘裂纹，该裂纹源于表面，往基体延伸，通常深达0.15-0.25mm。在终端使用过程中容易产生应力集中现象，裂纹进一步加深或扩散，从而严重影响钢筋的使用性能。

2018年11月，我国正式实施了GB/T 1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第 2部分：热轧带肋钢筋》，新增了金相组织检验规定、宏观金相、截面维氏硬度、微观组织及检验方法，旨在从行业标准上，防止穿水钢筋在市场进行流通。由此，高强钢筋的生产全面采用微合金化，面临着巨大的资源及生产成本问题。

由上所述，取消高强钢筋穿水工艺后，开发一种新的生产工艺，减少甚至替代微合金化来生产高强度钢筋迫在眉睫。

氧化物冶金(Oxide Metallurgy)是利用炼钢过程中生成的尺寸细小、弥散分布、成分可控的氧化物夹杂作为硫化物、氮化物等异相析出形核点，以改变钢的组织和晶粒度，使钢材具有优异的韧性、较高的强度及优良的焊接性能，使钢中传统的夹杂物变害为利。目前，氧化物冶金主要应用于改善大线能量焊接用钢热影响区的冲击性能。基于氧化物冶金技术可以细化晶粒，改善组织，提高强韧性等特点，在高强钢筋的生产中使用氧化物冶金技术，从而减少甚至替代锰、钒、铌等合金元素的使用，是实现减量化制造及绿色制造和推进国民经济可持续发展的一种可行的方法，会产生巨大的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种资源节约型HRB400高强钢筋的制造方法，利用普通20MnSi的成分体系，采用氧化物冶金技术提高钢筋强度，生产出HRB400 高强钢筋，旨在减少合金元素的使用，降低生产成本，实现高强钢筋的减量化制造和绿色制造。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现：

一种资源节约型HRB400高强钢筋的制造方法，包括以下的工艺步骤：

步骤1：冶炼及浇铸

根据20MnSi的化学成分进行初炼炉冶炼，出钢过程中加入Si和Mn进行预脱氧，然后进行氧化物冶金处理，之后根据成分要求加入Si和Mn进行成分微调，钢水达到设计成分和温度后进行浇铸，得到铸坯。

步骤2：铸坯加热

铸坯可采用热送热装，也可采用冷坯再加热；铸坯加热温度控制在1050～ 1250℃，加热时间60～180min。