[发明专利]HRB600钢筋及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢筋及其冶炼方法，尤其是一种HRB600钢筋及其生产方法，该钢筋的屈服强度可达到600MPa。

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，尤其是随着国民经济的发展，高层、大跨度、抗震、耐低温、耐火等多功能建筑结构的出现，要求钢筋具有更高的强度、韧性和较好的焊接性能等综合性能。目前，世界主要工业国家已淘汰了强度级别335MPa的带肋钢筋，如美国多采用屈服强度级别在400MPa以上的钢筋，而欧美各国基本上都采用500MPa级钢筋，并在研发600MPa热轧带肋钢筋。相比335MPa级别的钢筋，400MPa、500MPa、600MPa的钢筋强度高、延伸好、安全储备量大、抗震性能好、节省钢材用量，因此屈服强度为600MPa的钢筋是一种更节约、更高效的新型建筑材料。另外，近年来国家积极倡导建设节约型社会，十分重视高强度级别钢筋的研发应用推广。所以有必要研发一种HRB600热轧带肋钢筋。

目前，对HRB600热轧带肋钢筋的报道较少，一般是以微合金化的方式进行，即在HRB335成分的基础上，加入大量V、Nb等微合金强化元素，利用这些元素在钢种形成和析出的碳氮化物、碳化物，起到沉淀强化和细化晶粒的作用，从而提高钢筋的强度，其中，承钢和济钢报道了有关HRB600的成功开发，其中微合金元素V的含量达到了0.17%~0.20%，造成了合金元素的严重浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种HRB600钢筋，其具有高屈服强度、高抗拉强度以及高延伸率，而且V的用量较低，很大程度上降低了生产成本。

本发明的另一目的在于提供上述HRB600钢筋的生产方法。

本发明对钢种成分进行了优化设计。一方面对钢中碳、硅、锰主要元素进行合理调整，实现优化配置；另一方面采用微合金化技术，向钢中加入适量钒氮合金，充分利用钒的沉淀强化作用提高钢筋的强度和韧性。同时降低钢中磷、硫杂质及其它杂质含量，使钢水洁净度高。再加入增氮剂即微氮合金来适当提高钢水中N含量，增加细小弥散的V(CN)析出项，充分发挥微合金第二相析出强化作用，达到高强度、高塑性的目的。

为了解决现有技术中遇到的问题，本发明提供的HRB600钢筋（又称为富氮钒微合金化600MPa高强度热轧带肋钢筋）按重量百分比由以下成分组成：C：0.21~0.25%、Mn：1.40~1.80%、Si：0.65~0.85%、V：0.08~0.12%、S≤0.020%、P≤0.025%、N：0.016~0.024%；其余为Fe和不可避免的杂质。该钢筋的屈服强度R_el≥600MPa，抗拉强度R_m≥740MPa，延伸率A≥15%。

本发明提供的上述HRB600钢筋的生产方法之一的技术方案如下：包括冶炼工序、精炼工序、连铸工序和轧制工序，在所述冶炼工序中采用钒氮微合金化，并且在所述精炼工序中向钢水中加入微氮合金进行增氮处理，以使最终获得的HRB600钢筋按重量百分比含有0.08~0.12%的V和0.016~0.024%的N。

优选地，在所述冶炼工序中，控制炉渣碱度为2.8-3.2，终点碳含量0.10wt%-0.16wt%。在所述精炼工序中，待炉渣变白后加入微氮合金；白渣或黄白渣保持15-30min，软吹时间为8-20min；脱氧剂采用碳化硅或复合脱氧剂；在所述精炼工序中，钢水进站温度为1560-1570℃，钢水出站温度为1600-1620℃，精炼时间为20-30min。

本发明提供的上述HRB600钢筋的生产方法之二的技术方案较第一种生产方法简单些，具体如下：包括冶炼工序、连铸工序和轧制工序，在所述冶炼工序中，采用钒氮微合金化并且加入微氮合金进行增氮处理，以使最终获得的HRB600钢筋按重量百分比含有0.08~0.12%的V和0.016~0.024%的N。

上述两种方法在所述连铸工序中，中间包钢水温度均为1515-1530℃；正常拉速均为2.0-2.5m/min；中间包液面高度均为700-800mm；连铸机均实行全保护浇铸。