专利名称：超细晶热轧带肋钢筋盘条的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种超细晶(4-6μm)400Mpa级热轧带肋钢筋盘条，属于低合金建筑用钢领域。
技术背景未来钢铁材料的发展方向是高洁净度、高均匀度和超细组织为目标，晶粒细化是提高钢铁材料强度和韧性的最有效方法之一，在线控制并形成超细组织一直是钢铁材料研究的目标。文献《钢铁》Vol.36.No.8 August.2001，刊登的杨忠民等人的论文“普通碳素钢超细晶临界奥氏体控轧工艺研究”，通过在Gleeble-2000热变形模拟机上的模拟实验，研究了低温变形条件下的工艺参数对普通低碳钢Q235获得微米级超细晶组织影响规律，利用实验研究结果在型钢轧机上试验轧出晶粒尺寸约为5μm的400MPa级钢筋(抗拉强度仅为515-545Mpa)。但其研究超细晶钢筋不足之处是该研究对于其变形温度、变形量、变形速率、以及变形后的冷却速度等要求较为严格，这对于实验室来说较为容易控制，但对于工业化大生产来说控制难度将会很大，同时也不容易实现。且根据力学性能结果其性能也仅仅是屈服强度达到了400Mpa，而抗拉强度还远远达不到HRB400级钢筋要求。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种能够利用现有工艺装备水平制造的超细晶(4-6μm)400Mpa级热轧带肋钢筋盘条，该钢筋盘条具有新颖的外观结构，晶粒细，综合性能好，能够完全满足国标GB1499-1998《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》及建设部新制定的《混凝土结构设计规范》对HRB400钢筋的要求。
为达到上述目的，本实用新型钢筋盘条的外表面具有径向凸起的横肋和轴向凸起的纵肋，所述横肋的纵截面呈月牙形或竹节形，与纵肋不相交，所述横肋具有同一形状和尺寸，沿轴向呈一定的间隔分布；所述钢筋盘条的化学成分(重量％)为C0.18-0.24 Si0.15-0.50 Mn1.3-1.60Nb0.010-0.025余量为铁；钢筋组织结构为铁素体+珠光体，其中铁素体晶粒尺寸为4-6μm。
本实用新型超细晶400Mpa级热轧带肋钢筋盘条的制造方法包括炼钢工艺和轧制工艺两部分炼钢工艺电炉、转炉冶炼，采取吹氩技术减少夹杂物提高钢的纯净度；连铸工艺过程采用全过程保护浇注，以减少钢中氧化物夹杂、成分偏析。
轧制工艺采用高速无扭轧机控制轧制，连铸方坯加热温度940-1040℃，加热时间1.5小时；开轧温度为920-980℃，精轧入口温度880-920℃，减定径入口及吐丝温度840-890℃；轧制道次为24-28道次，连续轧制；轧后采用斯太尔摩线控制风冷却至相变温度，然后空冷，冷却速度3-6℃/s。
本实用新型超细晶钢筋中的Si含量在0.20-0.50％，低于国际标准通用成分体系Si 0.40-0.80％，原因一是为了减小Si对工艺性能的影响Si的固熔强化以及柱状晶发达容易使钢的塑性降低；另外Si对钢筋的焊接性能不利，在焊接时容易生成低熔点硅酸盐，熔渣和喷溅影响焊缝质量；原因二考虑在不影响其钢筋使用性能的前提下降低冶炼成本。
本实用新型超细晶钢筋中含有微量Nb，主要目的是满足国家《混凝土结构设计规范》对HRB400钢筋的要求，另外微量的Nb可以提高钢筋的综合性能，主要是焊接性能。
本实用新型超细晶钢筋的制造方法中，在钢坯加热时，采取的加热温度为940-1040℃，此钢坯加热温度，可以控制奥氏体晶粒尺寸大小和再结晶过程，为轧后通过控制冷却进行相变，得到理想的组织结构提供条件。在轧制时，当轧制变形进入奥氏体未再结晶区域内时，采取低温奥氏体变形，变形后的奥氏体晶粒不再发生再结晶，而呈现加工硬化状态，这种加工硬化了的奥氏体具有促进铁素体相变形核作用，使相变后的铁素体晶粒细小。在轧后控制冷却时，由于相变区冷却速度决定着奥氏体的分解转变温度和时间，也决定着线材的最终组织状态，所以整个控冷工艺的核心问题就是如何控制相变区冷却速度，因此本实用新型通过控制轧后吐丝温度、斯太尔摩线入口段辊道速度和风冷强度，使未再结晶区奥氏体尽快向铁素体转变，然后采取空冷使相变均匀充分，以利于形成稳定均匀的细晶组织。
本实用新型能够在现有工艺装备水平条件下，通过采取低温加热控制原始奥氏体长大、未再结晶区控制轧制及控制钢的冷却速度等措施，获得较为均匀的超细化晶粒钢筋；同时由于采取较低含量的Si以及含有少量的微合金元素Nb，与传统的低合金钢筋及细晶钢筋相比，即能够提高钢筋的焊接性能及钢筋的抗震性能(塑、韧性增加)，符合国际标准和国家行业要求，又可以降低生产成本。本实用新型具有生产成本低、工艺适应性及控制性强等特点，生产的超细晶钢筋广泛适应于建筑工程，其抗震性及焊接性能良好。
图1是本实用新型的月牙形横肋钢筋剖面图；图2是本实用新型的月牙形横肋钢筋示意图；图3是本实用新型的竹节形横肋钢筋剖面图；图4是本实用新型的竹节形横肋钢筋示意图。
具体实施方式
本实用新型钢筋盘条的外表面具有径向凸起的横肋1和轴向凸起的纵肋2，所述横肋1的纵截面呈月牙形3或竹节形4，所述横肋1与纵肋2不相交，所述横肋具有同一形状和尺寸，沿轴向呈一定的间隔分布，平均间隔为4-10mm；所述钢筋盘条的化学成分(重量％)为C0.18-0.24 Si0.15-0.50Mn1.3-1.60 Nb0.010-0.025余量为铁；钢筋组织结构为铁素体+珠光体，其中铁素体晶粒尺寸为4-6μm。
权利要求1.一种超细晶热轧带肋钢筋盘条，其强度级别为400Mpa级，钢筋组织结构为铁素体+珠光体，其中铁素体晶粒尺寸为4-6μm，其特征在于所述钢筋盘条的外表面具有径向凸起的横肋和轴向凸起的纵肋，所述横肋的纵截面呈月牙形或竹节形，与纵肋不相交，所述横肋具有同一形状和尺寸，沿轴向呈一定的间隔分布。
2.根据权利要求1所述的钢筋盘条，其特征在于，所述横肋沿轴向平均间隔为4-10mm。
专利摘要本实用新型涉及一种超细晶(4－6μm) 400Mpa级热轧带肋钢筋盘条，属于低合金建筑用钢领域。本实用新型钢筋盘条的外表面具有径向凸起的横肋1和轴向凸起的纵肋2，所述横肋的纵截面呈月牙形3或竹节形4，与纵肋不相交，所述横肋具有同一形状和尺寸，沿轴向呈一定的间隔分布；钢筋组织结构为铁素体+珠光体，其中铁素体晶粒尺寸为4－6μm。本实用新型具有生产成本低、工艺适应性及控制性强等特点，生产的超细晶钢筋广泛适应于建筑工程，其抗震性及焊接性能良好。
文档编号C21C7/06GK2813636SQ20052000482
公开日2006年9月6日 申请日期2005年2月16日 优先权日2005年2月16日
发明者李子林, 王子亮, 李利剑, 赵自义, 韦弦, 范银平, 曹树卫, 马志军 申请人:安阳钢铁集团有限责任公司