[发明专利]一种稀土和氮微合金化处理的HRB400E盘螺钢筋及其生产方法

说明书

本发明公开了一种稀土和氮微合金化HRB400E盘螺钢筋及其生产方法，利用微量的稀土和氮在钢筋中的析出强化作用，部分代替固溶强化元素锰和硅，部分或全部代替钒或铌，采用控制轧和控制冷却工艺，通过控制轧制和冷却过程中的相变与二相粒子析出，解决盘螺同圈性能差大(一般在30‑50MPa)和拉伸屈服平台不明显的技术难题，同圈盘螺性能差小于10MPa，钢筋组织为铁素+珠光体。本发明利用现有冶炼、轧制装备，不增加任何投入前提下，生产出满足GB/T1499.2‑2018标准的HRB400E盘螺钢筋，综合成本较传统方法降低15‑50元/吨，三个月自然时效，Rel和Rm值波动值小于10MPa，焊接性能良好，钢筋进行拉伸试验时，具有明显的屈服平台，而不仅仅是出现屈服点。

技术领域

本发明属于盘螺钢筋制备技术领域，尤其涉及一种稀土和氮微合金化处理的HRB400E盘螺钢筋及其生产方法。

背景技术

钢筋混凝土用热轧带肋钢筋，从热轧交货的形状可分为直条螺纹钢和盘条螺纹钢，其中盘条螺纹钢的直径主要为6-12mm。轧制主要工序为：钢坯加热-粗轧机组轧制-中轧机组轧制-A组冷却水箱冷却-预精轧机组轧制-B组冷却水箱冷却-精轧机组轧制-C组冷却水箱冷却-减径机组—吐丝机-斯泰尔摩散卷冷却-集卷。随着GB/T1499.2-2018国家新标准的实施，对螺纹钢的微观组织有明确的规定和限制，利用轧后余热在线热处理的螺纹钢强穿水工艺使用受到了限制，热轧状态的成品钢筋不允许出现回火马氏体组织。钢筋生产企业若不进行微合金化与控轧控冷工艺技术创新，只能通过大幅度提高钢中硅、锰、钒、铌等元素的含量来满足新标准对组织与性能的要求。但这样，一方面会增加诸如硅、锰合金及钒、铌等合金的用量，形成增量化生产，造成资源和环境负荷增加，这与当今“碳达峰、碳中和”背道而驰；另一方面大幅增加盘螺钢筋的生产成本，给钢筋生产企业带来巨大成本压力。

另外，依据现有盘条螺纹钢设备与工艺特点，盘条螺纹钢筋存在如下技术问题：因搭接点冷却速率小，且冷却不均匀，造成同圈性能差大；将圆弧状钢筋制成直条状的拉伸试样时，存在变形应力，钢筋拉伸性能数据与盘螺实际性能值存在差别；因盘螺现有成分控制与轧制及冷却工艺特性，造成拉伸试验时无明显屈服点更无明显屈服平台等。

新标准执行后，采用低成分或超低成分设计，仅仅采用碳、硅、锰合金化，依靠钢筋轧制后余热淬火工艺即强穿水工艺已被淘汰。