本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉，具體涉及一種公稱直徑28-40mm大規(guī)格650mpa高強(qiáng)韌耐腐蝕抗震鋼筋及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、高強(qiáng)抗震鋼筋是高層、大型鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的主要增強(qiáng)材料，在結(jié)構(gòu)中承載著拉、壓應(yīng)力和應(yīng)變等負(fù)載的應(yīng)力應(yīng)變。隨著我國(guó)建筑向高層、超高層、大跨度隧橋抗震結(jié)構(gòu)方向的不斷發(fā)展，開發(fā)高強(qiáng)韌、耐腐蝕、綜合性能優(yōu)異的600mpa及以上強(qiáng)度級(jí)別的抗震鋼筋已是鋼鐵行業(yè)提升技術(shù)水平和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要任務(wù)之一。

2、目前國(guó)內(nèi)已有600mpa級(jí)以上高強(qiáng)鋼筋生產(chǎn)技術(shù)的相關(guān)研究報(bào)道，主要采用釩氮微合金化工藝，鋼中v含量≥0.160wt%，鋼筋抗震性能指標(biāo)強(qiáng)屈比(r°m/?r°el)大多在1.23-1.26，最大力總延伸率(agt)7.5-9.0%，抗震性能匹配性不好，制約了產(chǎn)品的運(yùn)用。本發(fā)明旨在提供一種公稱直徑28-40mm大規(guī)格650mpa高強(qiáng)韌耐腐蝕抗震鋼筋及其制備方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的第一目的在于提供一種公稱直徑28-40mm大規(guī)格650mpa高強(qiáng)韌耐腐蝕抗震鋼筋。本發(fā)明的第二目的在于提供所述公稱直徑28-40mm大規(guī)格650mpa高強(qiáng)韌耐腐蝕抗震鋼筋的制備方法。

2、本發(fā)明的第一目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種公稱直徑28-40mm大規(guī)格650mpa高強(qiáng)韌耐腐蝕抗震鋼筋，其具有下列重量百分比的化學(xué)成分：c?0.26～0.29wt%、si?0.65～0.75wt%、mn?1.52～1.60wt%、cr?0.15～0.20wt%、ni?0.12～0.18wt%、v?0.136～0.150wt%、s≤0.035wt%、p≤0.035wt%、o≤0.0040wt%、n?0.0310～0.0340wt%，其余為fe及不可避免的不純物。

3、本發(fā)明的第二目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種公稱直徑28-40mm大規(guī)格650mpa高強(qiáng)韌耐腐蝕抗震鋼筋的制備方法，按以下步驟實(shí)現(xiàn)：

4、a、鋼水冶煉：按250-260kg/t鋼、1.0-1.6kg/t鋼的冷料裝入配比，在ld轉(zhuǎn)爐分別加入廢鋼和鎳板；之后按800-810kg/t鋼的鐵水裝入配比，在ld轉(zhuǎn)爐加入溫度≥1310℃的鐵水，進(jìn)行常規(guī)頂?shù)讖?fù)合吹煉，按照15-20kg/t鋼、15-18kg/t鋼的量加入石灰、輕燒白云石造渣，控制終點(diǎn)碳含量≥0.08wt%，出鋼溫度≤1650℃；所述鐵水成分為：c?4.1-4.5wt%、si?0.15-0.30wt%、mn?0.25-0.40wt%?、p?0.080-0.100wt%、s≤0.035wt%，其余為fe及不可避免的不純物；

5、出鋼前鋼包按12.0kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的含釩生鐵：成分c?3.2wt%、si0.20wt%、mn?1.05wt%?、v?5.25wt%、p0.60wt%、s?0.155wt%，其余為fe及不可避免的不純物；出鋼前按1.0kg/t鋼的量向鋼包底部加入活性石灰進(jìn)行渣洗；所述含釩生鐵加入鋼包后烘烤3分鐘；

6、b、脫氧合金化：將冶煉完畢的鋼水出鋼，當(dāng)鋼包中的鋼水量大于1/4時(shí)，按照硅鈣鋇→硅鐵→硅錳合金→高碳鉻鐵→富氮合金→釩氮合金的脫氧合金化順序，分別按1.5kg/t鋼、3.3～4.5kg/t鋼、23.2～24.5kg/t鋼、2.3～3.2kg/t鋼、1.10～1.23kg/t鋼、0.95～1.12kg/t鋼的量依次向鋼包中加入硅鈣鋇、硅鐵、硅錳合金、高碳鉻鐵、硅氮合金及高釩氮合金，在鋼包鋼水量達(dá)到4/5時(shí)加完上述合金；

7、c、鋼水lf爐精煉：將b步驟鋼水吊至lf爐進(jìn)行精煉，精煉結(jié)束后對(duì)鋼水采用10～15nl/min小流量軟吹氮3min，吹氮結(jié)束后加入鋼水覆蓋劑，然后將鋼水吊至澆鑄工位；

8、d、鋼水澆鑄：在1525～1540℃，拉速為3.4～3.5m/min，結(jié)晶器冷卻水流量為150～160m3/h，二冷比水量為2.0～2.1l/kg的條件下，將鋼水澆鑄成斷面165mm×165mm的鋼坯；

9、e、鋼坯加熱：將d步驟鋼坯送入均熱段爐溫為1110～1160℃的加熱爐中加熱70分鐘，鋼坯出鋼溫度為1050～1070℃，之后推送至全連續(xù)式棒材軋機(jī)進(jìn)行軋制；

10、f、鋼坯控軋控冷：將e步驟鋼坯通過粗軋機(jī)組在速度為0.4～0.6m/s的軋制條件下軋制6個(gè)道次，再通過中軋機(jī)組在速度為2.0～2.5m/s的軋制條件下軋制4個(gè)道次，之后通過預(yù)精軋機(jī)組在速度為5.0～7.0m/s的軋制條件下軋制6個(gè)道次；軋件進(jìn)入精軋前通過2組長(zhǎng)度分別為4m的水冷裝置進(jìn)行精軋前控冷，冷卻水量為100～120m3/h，軋件進(jìn)精軋一組溫度控制為790～820℃；軋件通過精軋一組機(jī)組在速度為8.0～9.0m/s的軋制條件下軋制1～2個(gè)道次；軋件進(jìn)入精軋二組機(jī)組前通過2組長(zhǎng)度分別為7m的水冷裝置進(jìn)行控冷，冷卻水量為70～80m3/h，軋件進(jìn)精軋二組溫度控制為820～840℃；之后軋件通過精軋二組機(jī)組在速度為10～12m/s的軋制條件下軋制2個(gè)道次；；精軋后軋材通過1組長(zhǎng)度分別為10m的水冷裝置進(jìn)行精軋后控冷，冷卻水量為40～50m3/h；控冷后鋼筋上冷床溫度控制為900～930℃，之后鋼筋在冷床自然空冷至室溫，得到公稱直徑28-40mm大規(guī)格650mpa高強(qiáng)韌抗震鋼筋。

11、本發(fā)明在煉鋼出鋼鋼包加入大量含釩生鐵替代部份昂貴的釩合金，增加了鋼水v含量，降低了釩合金加入量；煉鋼脫氧合金化過程中加入富氮合金，鋼水通過lf爐精煉吹氮處理，顯著增加了鋼水中氮含量，降低了鋼中v/n配比值，增加了v(c,n)、vn沉淀析出的驅(qū)動(dòng)力，促進(jìn)了軋制過程v從固溶狀態(tài)向碳氮化物析出相的轉(zhuǎn)移，細(xì)小彌散的v(c,n)、vn析出相大量形成和析出，使鋼的析出強(qiáng)化效果明顯改善；鋼中加入一定量鉻和鎳，提高了鋼的鈍化耐腐蝕能力，腐蝕率僅為普通hrb600鋼筋的2/3，同時(shí)使淬透性和二次硬化作用得到明顯提高，提高了珠光體含量，促進(jìn)了鋼抗拉強(qiáng)度的提高，顯著改善了抗震性能；軋鋼控制較高的開軋溫度，促進(jìn)了微合金v的充分固溶；預(yù)精軋后采用較長(zhǎng)的水冷裝置控制軋件較低的進(jìn)精軋溫度；軋件進(jìn)精軋后采用二組精軋機(jī)軋制，精軋一組、二組間采用水冷裝置控溫控制較低的精軋溫度；精軋后采用較長(zhǎng)的水冷裝置控冷；通過采用精軋前控冷、精軋機(jī)組控溫低溫軋制、精軋后控冷等多重分級(jí)有限控冷工藝，顯著細(xì)化了原始奧氏體晶粒，促進(jìn)了細(xì)小彌散的v(c,n)、vn析出相大量形成和析出，增加了鐵素體晶粒的形核位置及形核速率，鐵素體晶粒顯著細(xì)化，晶粒度達(dá)12.0級(jí)以上，細(xì)晶強(qiáng)化效果顯著，大幅提高了鋼的強(qiáng)度，同時(shí)改善了鋼的塑韌性；鋼中c、mn含量控制較高，提高了珠光體含量，顯著提高了鋼的抗拉強(qiáng)度，改善了抗震性能。

12、本發(fā)明制備方法通過對(duì)化學(xué)成分設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)爐冶煉、脫氧合金化、連鑄、軋鋼加熱制度、軋制溫度及控冷工藝集成創(chuàng)新，充分發(fā)揮了析出強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化等多重強(qiáng)化作用，所生產(chǎn)的大規(guī)格650mpa鋼筋具有工藝力學(xué)性能優(yōu)異穩(wěn)定、顯微組織細(xì)小均勻、塑韌性好、耐蝕性及抗震性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，提高了產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和運(yùn)用范圍。另外，本發(fā)明工藝具有生產(chǎn)成本低、工藝適用性及控制性強(qiáng)等特點(diǎn)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。