[发明专利]螺纹钢及其制备方法

说明书

本发明涉及的螺纹钢的制备方法，包括：S1、将入炉料熔炼成钢水；S2、向钢水中加入钛，同时，根据制备螺纹钢筋的成分，调整钢水中化学成分含量；S3、向步骤S2得到的钢水中加入镁；S4、将步骤S3得到的钢水采用保护浇铸连铸成型，得到连铸坯；S5、对连铸坯进行连续轧制，得到轧制后的螺纹钢，在空气中自然冷却，得到螺纹钢。向钢水中加入钛和镁而取代价格昂贵的钒和铌，降低了成本，而镁的加入可以使钢中的夹杂物变得更加细小且分散，从而聚集状的Al₂O₃夹杂物变成细小且分散的MgO·Al₂O₃夹杂且为其它夹杂物的析出提供形核核心，故TiN在凝固过程中以MgO或者MgO·Al₂O₃为核心形核析出，从而减小TiN的尺寸，得到的螺纹钢中晶粒尺寸小、且具有高强度和强韧性。

技术领域

本发明涉及一种螺纹钢及其制备方法。

背景技术

高强度化是钢筋发展的重要方向之一，余热处理和微合金化是目前国内外提高热轧焊接用钢筋强度的主要方式。由于余热处理钢筋不易弯曲变形，以及焊接时会影响其性能，因此该类钢筋的应用受到一定的限制，根据新的标准GB 1499.2-2018，不再认定穿水工艺生产的钢筋为热轧钢筋，该工艺生产的钢筋在建筑工程上已停止使用。微合金化钢筋是在传统低碳锰钢的基础上，通过添加V、Nb、Ti等微合金化元素来改善钢筋的强韧性。V是目前世界各国发展可焊接高强度热轧钢筋的主要合金元素，利用其形成的碳氮化物起细晶强化和沉淀强化的作用，从而达到提高钢筋强度和韧性的目的，且不会降低其焊接性能。Nb微合金化已广泛应用于高强度板带钢的生产，采用低温变形的控轧控冷工艺，发挥 Nb的晶粒细化和沉淀强化作用，提高钢板的强韧性。然而，钢筋的轧制，采用的是固定孔型轧制，通过改变各道次变形量来适应控制轧制变形量的要求极其困难，且轧制速度快，轧制过程中一般是升温轧制，终轧机架出口温度可高达 1100℃以上。此外，在均热炉温度下，相比于V和Ti，Nb的碳化物在钢中的溶解度很低，因此，热轧钢筋生产很难达到含铌钢所要求的低温大变形的工艺条件，不能有效发挥Nb的作用。Nb微合金化钢筋还存在生产工艺不稳定、钢坯加热温度过高、连铸坯裂纹及易形成贝氏体等问题。Ti具有很好的晶粒细化和沉淀强化效果，而且从轧制工艺来看，Nb适合采用低温未再结晶控制轧制工艺，V适合采用高温动态再结晶轧制工艺，而Ti即可以采用再结晶轧制工艺，也可采用未再结晶轧制工艺，甚至同时采用两种工艺，因此，Ti微合金化符合钢筋的现行轧制工艺特点。我国是钛资源储量最大的国家，相比于V和Nb，Ti具有明显的价格优势。但是，Ti微合金化高强度钢筋生产的难题主要是钢中TiN尺寸难以控制，大颗粒的TiN不仅不能起到细化晶粒的作用，反而还会影响钢的质量。因此，必须控制 TiN的尺寸，使其细化，这既可以降低其对材料力学性能的不利影响，同时又能发挥其阻止晶粒长大的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单、成本低、无需昂贵金属的螺纹钢制备方法，得到的螺纹钢中晶粒尺寸小、且具有高强度和强韧性。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种螺纹钢的制备方法，包括：

S1、将入炉料熔炼成钢水；

S2、向所述钢水中加入钛，同时，根据制备螺纹钢筋的成分，调整钢水中化学成分含量；

S3、向步骤S2得到的钢水中加入镁；

S4、将步骤S3得到的钢水采用保护浇铸连铸成型，得到连铸坯；

S5、对所述连铸坯进行连续轧制，得到轧制后的螺纹钢，在空气中自然冷却，得到螺纹钢。

进一步地，在步骤S2中，调整所述钢水中化学成分含量到：C：0.20～0.25％， Si：0.40～0.6％，Mn：1.30～1.50％，Al：0.025～0.04％，Ti：0.010～0.025％，N：≤0.01％，P：≤0.035％，S：≤0.025％。