[发明专利]铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋及其制备方法，所述钢筋包括以下重量份的化学成分：C 0.21～0.25wt%、Si 0.40～0.52wt%、Mn 1.38～1.52wt%、Nb 0.007～0.011wt%、V 0.010～0.015wt%、S≤0.045wt%、P≤0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；其制备方法包括钢水冶炼、脱氧合金化、钢水氩站精炼、钢水浇铸、钢坯加热及钢坯控轧控冷工序。本发明的制备方法中，轧钢采用较低的加热温度和开轧温度，细晶强化效果显著；钢中加入铌铁和含钒生铁，精轧前采用预水冷控冷，钢的强度显著提高，同时改善了钢的焊接、时效等性能；出钢钢包加入一定量含钒生铁替代昂贵的钒氮合金，增加了钢水V含量，大幅降低了合金化成本。本发明工艺具有生产成本低、工艺适用性及控制性强等优点。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋及其制备方法。

背景技术

热轧带肋钢筋是钢筋混凝土建筑结构的主要增强材料，在结构中承载着拉、压应力和应变等负载的应力应变。目前我国热轧带肋钢筋年产量约2亿吨，是国民经济建筑工程结构建设使用最多的钢铁材料。随着我国建筑向高层、大跨度及抗震结构方向的不断发展，开发高强韧、综合性能优异的细晶抗震钢筋已是钢铁行业提升技术水平和产品结构调整的重要任务之一。

近年来随着建筑结构不断升级，用钢强度持续提高 ，促进了建筑用钢筋的升级换代和产品标准的修改完善。热轧带肋钢筋国家标准GB/T 1499.2-2018于2018年11月1日正式实施，新标准增加了金相组织检验规定及配套的宏观金相、截面维氏硬度、微观组织检验方法，对钢筋性能、质量检验和判定作出了更严格和更明确规定，对生产工艺提出了更高、更严格的要求，对提升热轧带肋钢筋产品质量、促进节能减排、淘汰落后产能产生积极的推进作用。

GB/T 1499.2-2018标准实施后，国内主要热轧带肋钢筋生产企业基本都采用钒微合金化工艺生产直条带肋钢筋，同时通过优化化学成分控制及轧制工艺，确保钢筋宏观金相、微观组织及截面维氏硬度满足新标准检验要求。

目前，国内已有针对GB/T 1499.2-2018标准实施后HRB400E直条抗震钢筋的生产，主要采用钒氮微合金化工艺，钢中加入一定量的钒氮合金或氮化钒铁，钢中V含量控制为0.025～0.035wt%，通过适当控轧控冷工艺得到宏观金相、截面维氏硬度、微观组织满足GB/T 1499.2-2018标准的HRB400E钢筋，钢筋显微组织晶粒度大多控制在9.5～10.5级；由于钒合金价格昂贵，导致该工艺生产成本较高，所以不利于钢筋企业生产成本的降低和产品市场竞争力的提升。目前国内外尚无铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋制备方法的相关专利和论文研究报道。

针对GB/T 1499.2-2018标准实施后采用钒微合金化工艺生产HRB400E钢筋生产成本居高不下的局面，开发一种铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋的低成本制备方法是极其重要的。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋，本发明的第二目的在于提供铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋的制备方法。

本发明的第一目的是这样实现的，铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋，包括以下重量份的化学成分：C 0.21～0.25wt%、Si 0.40～0.52wt%、Mn 1.38～1.52wt%、Nb 0.007～0.011wt%、V 0.010～0.015wt%、S≤0.045wt%、P≤0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。

本发明的第二目的是这样实现的，铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋的制备方法，包括钢水冶炼、脱氧合金化、钢水氩站精炼、钢水浇铸、钢坯加热及钢坯控轧控冷工序，具体包括以下步骤：