专利名称：Hrb600e钢筋及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种钢筋及其生产方法，具体而言涉及一种HRB600E钢筋及其生产方法。
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。由于高强度钢筋安全储备量大、抗震性能好、节省钢材用量，是一种更节约、更高效的新型建筑材料。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。另外，随着地震等地质灾害的频发，引起了建筑界对抗震钢筋的高度关注。提高钢筋的抗震性能主要关注钢筋的屈服强度(Rel)，提高钢筋的强屈比(Rm/Rel)，增加钢筋在最大外力作用下的总伸长率。稳定钢筋的屈服强度，将其控制在一定的范围内，可以使所有受力钢筋都能够比较均匀的承受力量。如果在建筑结构某处的钢筋性能波动范围大，在破坏力超过钢筋的允许屈服强度时，而钢筋还没有发生变形，使建筑物无法形成塑性铰，则建筑物发生不可恢复的永久性破坏，起不到抗震的作用。提高强屈比，有利于提高钢筋的安全储备，当建筑物受到地震破坏发生变形时，钢筋在延伸过程中吸收了能量而不断裂，仍然能在建筑结构中起到加强材料的作用，强屈比比值越大，吸收的能量越多，越能够提高抵抗破坏的能力，综上所述对抗震钢筋要求如下1)钢筋的屈服强度要高；2)钢筋的强屈比&/Rel的比值不小于I. 25 ；3)钢筋的实测屈服强度与标准规定的屈服强度特征值之比不大于I. 30 ；4)钢筋的最大力总伸长不小于9%。目前，大部分企业对抗震钢筋的生产还停留在HRB335E和HRB400E级别，能够生产HRB500E的企业还不是特别多，到现在为止还没有查到相关HRB600E高强抗震钢筋的相关报道，只有承钢和济钢报道了有关HRB600的成功开发，而且HRB600钢筋的开发中微合金元素V的含量达到了 O. 179ΓΟ. 20%，造成了合金元素的严重浪费，因此需要研究合理的钢筋成分及合适的生产工艺以生产出满足性能要求的低成本HRB600E高强抗震钢筋。
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HRB600E钢筋(即600MPa热轧带肋抗震钢筋)。本发明的另一目的在于提供一种上述HRB600E钢筋的生产方法。为了实现本发明的目的，本发明提供的一种HRB600E钢筋按重量百分比由以下元素组成c 0. 20 0· 28%, Mn :1· 30 1· 60%, Si :0· 30 0· 80%, V :0. 08 O. 12%, S 彡 O. 020%,P彡O. 030%, Cr 0. 05 O. 40%，其余为Fe和不可避免的杂质。所述钢筋按重量百分比优选由以下元素组成C 0. 2(Γθ. 28%，Mn :1. 3(Tl. 60%，Si 0. 30 0· 80%, V 0. 10%, S 彡 O. 020%, P 彡 O. 030%, Cr :0. 05 O. 40%，其余为 Fe 和不可避
免的杂质。所述钢筋按重量百分比还可以优选由以下元素组成C :0. 2(Γ0. 28%，Mn
I.30 1· 60%, Si 0. 30 0· 80%, V :0. 08-0. 12%, S 彡 O. 020%, P 彡 O. 030%, Cr :0. 30%，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明提供的上述HRB600E钢筋的生产方法的技术方案如下包括冶炼工序、连铸工序和轧钢工序，其中，在所述冶炼工序中，对钢包中的钢水进行合金化，以使钢水中按重量百分比含有O. 08、. 12%的V和O. 05、. 40%的Cr。优选地，在所述轧钢工序中，开轧温度为100(Tl08(TC，终轧温度为80(T90(TC，轧后自然冷却。 所述HRB600E钢筋的生产方法还包括精炼工序，位于冶炼工序和连铸工序之间。本发明的有益效果本发明在成分设计时采用加入少量价格昂贵的微合金元素V，降低了生产成本，本发明的HRB600E钢筋的钒含量比同级别的屈服强度的钢筋中的钒的含量减少了 3(Γ40%左右。本发明提供的HRB600E抗震钢筋具有高屈服强度、高抗拉强度(Rel)、高强屈比(Rm/Rel)和高延伸率(A)等优点，其中，600Mpa彡Rel ( 780Mpa, Rm/Rel彡1.25, A彡15%，且最大力伸长率(Agt)彡9%，达到了抗震钢筋的要求。本发明的HRB600E抗震钢筋替代HRB335 (E)、HRB400 (E)、HRB500 (E)级钢筋，可分别节约大量钢筋，具有节能减排的现实意义。另外，可以解决建筑结构中“肥梁胖柱”的问题，增加建筑使用面积，使结构设计更加灵活，提高建筑使用功能，增加建筑安全性。此外，由于本发明生产的HRB600E钢筋成本较低，为市场推广应用奠定了坚实的基础。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明作进一步说明，但本发明并不限于此。以下百分比均为重量百分比。本发明提供的一种HRB600E钢筋按重量百分比由以下元素组成C :0. 20、. 28%，Mn 1. 3(Γ · 60%, Si :0· 3(Γθ· 80%, V :0. 08^0. 12%，S 彡 O. 020%，P 彡 O. 030%, Cr :0. 05^0. 40%,其余为Fe和不可避免的杂质。上述HRB600E钢筋按重量百分比优选由以下元素组成C :0. 2(Γθ. 28%，Mn
I.30 1· 60%, Si 0. 30 0· 80%, V :0. 08-0. 12%, S 彡 O. 020%, P 彡 O. 030%, Cr :0. 30%，其余为Fe和不可避免的杂质。上述HRB600E钢筋按重量百分比更优选由以下元素组成C :0. 2(Γθ. 28%，Mn
I.30 1· 60%, Si 0. 30 0· 80%, V :0. 10%, S 彡 O. 020%, P 彡 O. 030%, Cr :0. 30%，其余为 Fe 和不可避免的杂质。所述HRB600E钢筋的屈服强度为600Mpa ( Rel ( 780Mpa ;强屈比为Rm/Rel彡I. 25，延伸率为A ^ 15%;最大力伸长率=Agt彡9% (以上力学性能参数均基于GB/T228. I来测定)。因此，符合抗震钢筋的要求。本发明提供的HRB600E钢筋的生产方法的具体技术方案如下包括冶炼工序、连铸工序和轧钢工序，所述冶炼工序包括采用转炉或电炉冶炼钢水、钢包合金化和钢包底吹氩等工序，在钢包合金化的步骤中，使钢水的Cr含量达到O. 05、. 40%, V的含量达到O. 08、. 12%。例如，可以通过向钢水中加入钒氮合金、铬铁合金来实现上述目的。由上述成分可知，本发明的钢筋中包含O. 089Γ0. 12%的V，更优选地包含O. 10%的V，V与钢中的C、N结合生成V (CN)化合物，起到析出强化作用，可以提高钢筋的屈服强度。另外，钢筋中包含O. 059Γ0. 40%的Cr，更优选地包含O. 30%的Cr，加入Cr的目的是提高钢的淬透性，改善强屈比指标。在轧钢工序中，开轧温度为100(Γ1080 ，终轧温度为80(T90(TC，轧后自然冷却。从而获得满足性能要求的HRB600E高强抗震钢筋。所述开轧温度优选为1060°C，本发明的开轧温度能够保证V充分溶入奥氏体中，发挥其强化作用。而在本发明的终轧温度范围内，可以减小钢筋珠光体片层间距，进一步提高钢筋的抗拉强度，保证抗震指标满足要求，所述终轧温度优选为850°C。 所述HRB600E钢筋的生产方法还可以包括LF精炼工序，位于冶炼工序工序之后连铸工序之前，该精炼工序可进一步脱除钢液中的硫、氧等，去除钢液中的夹杂物，从而净化钢液。本发明得到的HRB600E抗震钢筋的规格为Φ 10_50mm。下面结合具体的实施例对本发明做更详细的说明。实施例I生产HRB600E抗震钢筋的方法包括冶炼工序、连铸工序以及轧钢工序。下面将对各个工序的具体步骤进行描述。在冶炼工序中采用转炉或电炉冶炼钢水及钢包合金化。在钢包合金化步骤中，除加入硅锰、硅铁合金外，还加入铬铁合金、钒氮合金，从而使钢水成分中Cr含量达到O. 032%、V 含量达到 O. 12%。在连铸工序中，由连铸机进行拉坯成型，从而成型为150_X150mm方坯，拉坯速度为 2. lm/min。在轧钢工序中，将方坯在1070°C的开轧温度进行轧制，并在860°C的终轧温度进行轧制，轧制后上冷床自然冷却。从而获得满足性能要求的HRB600E高强抗震钢筋，其具体成分见表I，性能参数见表2。实施例2生产HRB600E抗震钢筋的方法包括冶炼工序、连铸工序以及轧钢工序。下面将对各个工序的具体步骤进行描述。在冶炼工序中采用转炉或电炉冶炼钢水及钢包合金化。在钢包合金化步骤中，除加入硅锰、硅铁合金外，还加入铬铁合金、钒氮合金，从而使钢水成分中Cr含量达到O. 030%,V含量达到O. 11%。之后，钢水依次经过LF精炼炉及VD真空脱气炉进行精炼处理。在连铸工序中，由连铸机进行拉还成型,从而成型为150mmX 150mm方还，拉还速度为 2. Om/min。在轧钢工序中，将方坯在1050°C的开轧温度进行轧制，并在840°C的终轧温度进行轧制，轧制后上冷床自然冷却。从而获得满足性能要求的HRB600E高强抗震钢筋，其具体成分见表I，性能参数见表2。实施例3
生产HRB600E抗震钢筋的方法包括冶炼工序、连铸工序以及轧钢工序。下面将对各个工序的具体步骤进行描述。在冶炼工序中采用转炉或电炉冶炼钢水及钢包合金化。在钢包合金化步骤中，除加入硅锰、硅铁合金外，还加入铬铁合金、钒氮合金，从而使钢水成分中Cr含量达到
O.028%,V含量达到O. 10%。之后，钢水依次经过LF精炼炉及VD真空脱气炉进行精炼处理。在连铸工序中，由连铸机进行拉还成型,从而成型为150_X 150mm方还，拉还速度为 2. lm/min ο在轧钢工序中，将方坯在1030°C的开轧温度进行轧制，并在840°C的终轧温度进行轧制，轧制后上冷床自然冷却。从而获得满足性能要求的HRB600E高强抗震钢筋，其具体成分见表I，性能参数见表2。 表I本发明钢筋的成分(wt%)
权利要求
1.一种HRB600E钢筋，其特征在于，所述钢筋按重量百分比由以下元素组成C O.2(Γθ· 28%, Mn :1· 3(Γ · 60%, Si :0· 3(Γθ· 80%, V :0. 08^0. 12%，S 彡 O. 020%，P 彡 O. 030%, Cr O.05^0. 40%，其余为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求I所述的HRB600E钢筋，其特征在于，所述钢筋按重量百分比由以下元素组成C 0. 20 0· 28%, Mn :1· 30 1· 60%, Si :0· 30 0· 80%, V :0. 10%, S 彡 O. 020%,P≤O. 030%, Cr 0. 05 O. 40%，其余为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求I所述的HRB600E钢筋，其特征在于，所述钢筋按重量百分比由以下元素组成c 0. 20 0· 28%, Mn :1· 30 1· 60%, Si :0· 30 0· 80%, V :0. 08-0. 12%, S 彡 O. 020%,P≤O. 030%, Cr 0. 30%，其余为Fe和不可避免的杂质。
4.权利要求I所述HRB600E钢筋的生产方法，包括冶炼工序、连铸工序和轧钢工序，其特征在于，在所述冶炼工序中，对钢包中的钢水进行合金化，以使钢水中按重量百分比含有O.08 O. 12% 的 V 和 O. 05 O. 40% 的 Cr。
5.根据权利要求4所述的HRB600E钢筋的生产方法，其特征在于，在所述轧钢工序中，开轧温度为100(Γ1080 ，终轧温度为80(T900°C，轧后自然冷却。
6.根据权利要求5所述的HRB600E钢筋的生产方法，其特征在于，所述开轧温度是1060。。。
7.根据权利要求5所述的HRB600E钢筋的生产方法，其特征在于，所述终轧温度850。。。
8.根据权利要求4所述的HRB600E钢筋的生产方法，其特征在于，所述钢水中按重量百分比含有O. 10%的V。
9.根据权利要求4所述的HRB600E钢筋的生产方法，其特征在于，所述钢水中按重量百分比含有O. 30%的Cr。
10.根据权利要求4所述的HRB600E钢筋的生产方法，其特征在于，还包括精炼工序，位于冶炼工序和连铸工序之间。
全文摘要
本发明公开了一种HRB600E钢筋及生产方法，该钢筋按重量百分比由以下元素组成C0.20~0.28%，Mn1.30~1.60%，Si0.30~0.80%，V0.08~0.12%，S≤0.020%，P≤0.030%，Cr0.05~0.40%，其余为Fe和不可避免的杂质。其生产方法包括冶炼工序、连铸工序和轧钢工序，在所述冶炼工序中，对钢包中的钢水进行合金化，以使钢水中按重量百分比含有0.08~0.12%的V和0.05~0.40%的Cr。本发明钢筋的钒含量比同级别的屈服强度的钢筋中的钒的含量减少了30~40%左右，而且具有高屈服强度、高抗拉强度、高强屈比和高延伸率等优点。
文档编号C22C38/24GK102851605SQ20121037661
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者杜传治, 梁辉, 孙道清 申请人:莱芜钢铁集团有限公司