[发明专利]高强度高塑性热轧螺纹预应力混凝土用钢材及其加工工艺方法

说明书

技术领域  本发明涉及一种建筑钢材，特别是一种高强度高塑性热轧螺纹预应力混凝土用钢材及其加工工艺方法。

背景技术  目前，我国拥有世界上最大的建筑市场。建筑用钢筋每年超过1.5亿吨，钢铁产业低档次、低附加值产品所占的比例还很大，其中预应力钢筋仅200多万吨，在建筑用钢筋中比例较低，而工业发达国家预应力钢筋比例较高，一般为建筑钢筋用量的10％，而我国仅2％—3％，对传统的钢铁材料进行加工工艺改进，大幅度提高其性能，特别是向高强度方向发展，提高资源的利用率和回收率，成为我国钢铁工业发展的战略之一，也符合《国家中长期科学和技术发展规划纲要》(2006—2020)中重点领域“制造业”中“基础原材料”、“城镇化与城市发展”中“建筑节能与绿色建筑”两个优先主题任务要求。

为了实质性推动节材、节能工作，实现建设事业的可持续发展。高强度、高塑性、高握裹力集于一体的钢材的研究与应用、建筑用钢材的更新产品换代、钢铁行业的技术进步、材料资源的综合利用、节能减排是当前的重要任务。现对下列建筑用钢种进行优缺点分析：

1、预应力钢棒：采用在钢厂购进热轧光面盘圆，经放线、拉拔刻痕成型、校直、牵引、加热、淬火、回火、冷却、收线生产而成，虽然具有高强度的优点，但存在规格范围窄、表面螺旋槽浅、与混凝土的握裹力低、应用范围单一(目前我国仅用于预应力管桩)、因该工艺必需经拉拔刻痕成型，从而造成生产速度慢和拉拔时所带油脂进入热处理炉后会产生的有毒烟气和粉尘，严重影响操作人员的身心健康，此外，还存在成材率低、生产成本高、污染环境、建设成本高、设备利用率低、高能耗等缺点。

2、带肋螺纹钢筋：由钢厂直接用钢坯经加热、粗轧、中轧、冷却、收卷或直条打包生产而成，虽然具有产出量大，与混凝土握裹力高的优点，但存在强度等级低、品质差、浪费钢材、污染环境、钢筋长度短需焊接连接浪费人工、钢材等缺点，此外，该工艺生产的产品在采用盘圆包装形式时，用户需对其进行二次校直处理，增加了成本，无法满足我国“建设资源节约型、环境友好型社会”的可持续发展要求。

3、精轧螺纹钢：由钢厂直接用钢坯经加热、粗轧、中轧、精轧、淬火、回火冷却、直条打包生产而成，属中强度钢，虽然具有与混凝土握裹力高、可锚固的优点，但热处理精轧螺纹钢筋受终轧温度，特别是受车间环境温度和生产季节等不可抗力的因素影响，该工艺存在无法弥补的缺陷造成生产的产品通条性能差、内外组织不稳定、性能波动大、产品合格率偏低、规格少、范围窄、生产成本高、性价比不合理等缺点，从而影响了精轧螺纹钢筋整体的质量性能和应用，不能满足我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要》(2006—2020)提出的“四节一保”的发展要求。

4、高强度钢丝、钢绞线：采用由钢厂购进盘圆，经酸洗磷化、放线、拉拔、校直、加热调质、牵引、冷却、收线生产而成，虽然具有强度高的优点，但其延性稍差，生产过程需酸洗，造成环境污染，该工艺生产的产品受建筑规范要求的限制，不能大面积使用。

发明内容  本发明的目的是克服以上四种产品存在的问题，集中其优点的基础上再创新，提供一种使用方便、节省钢材、高握裹力、规格品种齐全、节能环保的高强度高塑性热轧螺纹预应力混凝土用钢材及其加工工艺方法，替代现有的建筑用钢种。

本发明的目的是这样实现的：本发明产品由一根长的收成卷并用铁丝或钢带捆扎了的表面带有规则螺纹的高强度高塑性预应力混凝土用钢材材体组成，露在铁丝或钢带外面的两端是直的，解开铁丝或钢带，可以放成一根长的直的，不需进行校直，根据用户需要的尺寸切断成直条后使用；本发明产品是这样加工的：将符合本发明所需材料要求的钢坯，在钢厂加热到所需要的温度时，使用钢厂的粗轧和中轧机轧制成表面带有规则螺纹的盘圆材料，然后，将该盘圆材料运到后续工艺加工单位，通过牵引传动放线、校直处理后，加热到800～970℃，进行为时1～4秒的淬火冷却，然后经370～450℃回火冷却处理，最后定尺切断或收线成卷，并用铁丝或钢带扎好。产品Rm达到1580Mpa，A≥9％，强度达到普通螺纹钢的3～4倍，是精轧螺纹钢的1.5倍。采用本发明可生产长度不定直径5～35mm的几十个产品规格，如使用单位有具体长度要求，本产品也可直接切成一根根直的进行捆扎销售。