一种钢筋用钢及其生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及钢筋混凝土用热轧带肋钢筋用钢及其生产方法，具体涉及一种直径不 小于巾36_的大规格高强钢筋用钢及其表面无缺陷的生产工艺。
【背景技术】
[0002] 热轧带肋钢筋是混凝土结构的骨架材料，在结构中承载着各种应力。近年来，随着 我国高层、大跨度、抗震、耐低温、耐火建筑结构的大量出现，使钢筋朝着大直径、高强度、高 韧性及良好的焊接性等方向发展，市场对高强度、大规格钢筋的需求量日益增加。与普通规 格巾32_)相比，大规格高强钢筋具有更高的安全性能，主要应用于国家各类重点工程 项目中，尤其是高层、大跨度的桥梁工程中。
[0003] 采用大规格钢筋代替普通规格钢筋，对于提高建筑的综合性能与降低成本，促进 冶金行业技术升级换代和产品结构调整，充分发挥钢材的潜在性能，充分利用有限资源，走 持续发展的道路具有重要推动作用，具有巨大的经济效益和社会效益。
[0004] 由于混凝土是脆性材料，不能承受拉力而只能受压，且容易发生裂缝、破碎而最 终被压溃，因此钢筋承担了全部拉力，在使用中需要克服以下两种失效情况：（1)强度、延 性不匹配，强度高、延性低，会发生无预兆的脆性断裂，危害性极大；（2)表面有微裂纹等缺 陷，在载荷的反复作用下，表面微裂纹扩展，钢筋发生断裂。
[0005] 由于目前国内钢筋生产企业一般采用140/150小方坯原料轧制，在生产大规格钢 筋时，由于压缩比小，表面易出现微裂纹、黑线等缺陷，冷弯、反弯合格率低，给建筑物的安 全带来隐患。
[0006] 专利申请号200910184824. 8公开了 "500MPa级的大规格热轧带肋钢筋用钢及 其冶炼方法"，其化学成分重量百分比为：C0. 17-0. 25%、SiO. 40-0. 80%、Mnl. 40-1. 60%、 P 彡 0? 045 %、S 彡 0? 045 %、VO. 06-0. 10 %，NO. 012-0. 033 %，且 V/N 比=3. 0-5. 0,其余 为Fe和杂质元素。其冶炼方法为：在转炉冶炼出钢过程中，向钢包中每吨钢水加入含 0. 62-1. 01kg纯钒的钒氮合金，加入含0. 09-0. 32kg纯氮的增氮剂，将钢水的V/N比控制在 3. 0-5. 0。通过添加含钒合金和增氮剂，可将钢水的V/N比控制在3. 0-5. 0,利用廉价的氮元 素充分发挥钒的强化效果，明显地减少钒的用量。存在不足是：N含量过高，易导致铸坯的 皮下气泡等缺陷，影响钢筋的塑性指标及表面质量。
[0007] 专利申请号201010183312. 2公开了"一种高强度螺纹钢及其制造方法"，采用的 技术方案是：在20MnSi螺纹钢的化学组分基础上，冶炼时外加20MnSi螺纹钢的0. 001? 0? lwt%的Ti、0. 0008?0? 5wt%的B和0?0? 5wt%的V，经连铸或半连铸成铸坯；再将 铸坯均热，在l〇〇〇°C?1200°C条件下粗轧，变形量为40?80% ;然后在950°C?1KKTC条 件下中轧，变形量为30?70% ;最后在700°C?900°C条件下精轧，变形量为10?40%。 采用比较廉价的硼来代替Nb、V等价格较高的元素，所制造的高强度螺纹钢比同规格普通 20MnSi螺纹钢强度高出100?150MPa，还可降低成本100?300元/吨。与原有20MnSi 螺纹钢相比，不仅提高了强度，且延伸率降低不大，综合性能较好。不足之处在于，B有促进 回火脆性的倾向，当B含量超过0. 007%时将导致钢的热脆现象，影响热加工性能。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于提供一种钢筋用钢及其生产方法，在现有工艺装备条件下，采 用140/150方还原料，克服上述技术的不足，设计一种大规格（多巾36mm)高强钢筋用钢及 其表面无缺陷的生产工艺，保证大规格高强钢筋有优良的表面质量、良好的强塑性配合，从 而满足高层、大跨度桥梁等重点工程的需要。具体技术方案如下：
[0009] 一种钢筋用钢，其化学成分按重量百分比的配比为：0. 18-0. 25% C，0. 30-0. 70% Si，1. 20-1. 60 % Mn，彡 0? 035 % P、彡 0? 035 % S，0. 03-0. 06 % V，0. 008-0. 012 % N， 0. 01-0. 06% Als，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
[0010] 进一步地，其为彡巾36mm的高强钢筋用钢。
[0011] 上述钢筋用钢的生产方法，包括如下步骤：
[0012] (1)按照权利要求1的配比和组分进行冶炼；
[0013] (2)精炼；
[0014] (3)小方坯连铸；
[0015] (4)棒材轧机轧制；
[0016] (5)冷却。
[0017] 进一步地，步骤（1)中在转炉、电弧炉或其它冶炼炉中冶炼。
[0018] 进一步地，步骤（2)中炉外钢包吹氩精炼。
[0019] 进一步地，步骤（3)中140或150小方坯连铸。
[0020] 进一步地，步骤（5)包括冷床自然冷却，堆垛自然冷却。
[0021] 进一步地，步骤（1)中，转炉冶炼采用铁水：废钢63 :7的稳定装入制度，出钢过程 中进行脱氧合金化，合金加入顺序为：复合脱氧剂一SiMn - FeSi -复合脱氧剂一VN(16) 合金，其中，VN(16)合金加入量为0. 38-0. 80kg/t钢，出钢1/4时开始加入，出钢3/4前加 完。
[0022] 进一步地，步骤（2)中，吹氩时间5-10分钟，吹氩过程中保证钢水不裸露，保证钢 水成分、温度的均匀性以及夹杂物的上浮去除。
[0023] 进一步地，步骤（3)中，连铸过程中采用全程保护浇注，一次冷却水流量 100-130m 3/h，二次冷却的比水量1. 0-1. 41/kg ;和/或，步骤（4)中，加热温度控制在 1000-1200°C，均热温度控制在1050-1150°C，终轧后空冷或弱穿水冷却，弱穿水冷却时上冷 床返红温度在830°C以上。
[0024] 与目前现有技术相比，本发明室温力学性能达到：屈服强度ReL彡400MPa，抗拉强 度Rm彡540MPa，强屈比彡1. 25,断后延伸率A彡15%，均匀伸长率Agt彡9%，表面质量优 良、没有裂纹等表面缺陷。
【具体实施方式】
[0025] 下面对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
[0026]本实施例的一种大规格高强钢筋用钢的化学成分配比（按重量百分比）为： 0. 18-0. 25% C,0. 30-0. 70% Si, 1. 20-1. 60% Mn, ^ 0. 035% 0. 035% S,0. 03-0. 06% V，0. 008-0. 012% N，0. 01-0. 06% Als，其余为Fe和不可避免的杂质元素。按上述成分要求， 在转炉、电弧炉或其它冶炼炉中冶炼，炉外钢包吹氩精炼，140或150小方坯连铸，棒材轧机 车L制，冷床自然冷却，堆垛自然冷却。
[0027] C:在钢中起到固溶强化的作用，是廉价的能大幅提高钢筋强度的元素，但随着C 含量的增加，钢筋塑性指标降低、焊接性能变差。因此本发明C含量为0. 18-0. 25%，最佳控