[发明专利]一种高强耐火抗震钢筋及生产方法

说明书

本发明公开了一种高强耐火抗震钢筋及生产方法，按重量百分比计C 0.15‑0.20％、Si 0.7‑0.9％、Mn 0.5‑1.0％、Ni+Cr+Mo 0.8‑2.0％中的两种及以上、Nb+V 0.1‑0.25％中的一种及以上，Ti 0.05‑0.15％、B 0.0015‑0.0025％、N≤0.003％、O≤0.003％，余量为Fe及不可避免的杂质；LF白渣精炼5min后加入铌铁、钒铁和钛铁包芯线进行合金化，LF精炼出钢时钢液中自由氧范围在30‑50ppm，连铸中间包温度为1525‑1555℃，拉速为2.8‑3.0m/min，二冷比水量为2.1‑2.4L/kg；开轧温度1000‑1080℃，上冷床温度900‑990℃；制得的热轧钢筋成品的室温屈服强度≥650MPa，屈强比≤0.8，断后延伸率≥17％，均匀延伸率≥10％，600℃高温下屈服强度≥435MPa。

技术领域

本发明属于高强钢筋生产领域，具体涉及一种高强耐火抗震钢筋及生产方法。

背景技术

当前我国的建筑仍然以钢筋混凝土为主，其中，带肋钢筋在建筑用钢中的消费量最大。随着高层、大跨度、抗震、耐低温及耐火等多功能建筑结构的出现，建筑用钢尤其是建筑用钢筋的性能和质量已成为建筑业衡量建筑物是否安全可靠，能否保证建筑物设计寿命的重要参数；而高层建筑物火灾的发生，对人的生命安全和财产造成重大威胁和损失，人们逐步认识到建筑钢筋的耐火性能对于建筑物安全的重要性。

根据GB50016-2014《建筑设计防火规范》的规定，建筑高度大于27m的住宅建筑和建筑高度大于24m的非单层厂房、仓库和其他民用建筑，建筑高度增加后，建筑的耐火问题直接关系到人身财产安全。GB/T28415-2012规定，耐火钢 600℃的高温屈服强度必须不低于室温标准屈服强度的2/3。日本钢结构安全设计规范中规定，常温下钢材屈服强度的2/3相当于该材料的长期允许应力值。根据标准火灾时间温度曲线，火灾发生后30分钟温度可达到800℃，60钟可接近 1000℃。由于普通建筑用钢在温度达到600℃时，屈服强度明显下降，不到室温状态下屈服强度的1/2，因此，普通钢结构建筑在火灾面前容易出现灾难性后果，而耐火钢的屈服点仍然能保持不低于室温标准屈服强度的2/3，保证了建筑物在高温下的安全性能。

专利CN 102796961 A涉及一种混凝土用600MPa高性能耐火抗震钢筋，经过钢水冶炼与浇涛、钢坯开轧温度为930-980℃，精轧温度为800-850℃，随后控冷至钢材温度达到680-720℃。较低温度的控轧控冷对轧机要求较高，需要使用高负荷轧制设备，目前多数钢筋生产线不具备生产该类产品的工艺条件。另外采用低温轧制方法生产的钢筋虽然在钢筋强度上有提高，但低温轧制容易产生变形不均匀，导致性能不均匀、塑性降低。

专利CN 109097682 A及CN 104032234 A均涉及耐火钢筋及其生产方法，通过合金成分设计及轧制过程控制来生产耐火钢筋，但所述耐火钢筋的常温屈服强度在456-645MPa，远未达到650MPa级，不能满足目前及日后高强建筑钢筋对于耐火性能的需求。

专利CN 105543704 A涉及到一种采用Cr、Mo、Nb、Ti、Ni、V复合合金化设计并结合控制轧制生产的高强耐火钢板，但该钢板需经热处理后才能达到所需性能，生产控制过程复杂，并且生产成本偏高。

综上，目前针对耐火钢筋，常温屈服强度≥650MPa，600℃高温屈服强度≥435MPa，并且满足综合抗震需求的钢筋及生产方法仍未见报道。

发明内容

本发明属于高强钢筋生产领域，具体涉及一种650MPa级抗大变形钢筋及生产方法，采用Ni、Cr、Mo、Nb、V、Ti复合添加的成分设计体系，制得的热轧钢筋成品的室温屈服强度≥650MPa，屈强比≤0.80，断后延伸率≥17％，均匀延伸率≥10％，600℃高温下屈服强度≥435MPa。该创新点属于材料科学领域，具体属于金属材料成分设计领域。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：