[發明專利]高強度熱軋帶肋鋼筋的制備方法

有效

• 申請號: 200810233733.4
• 申請日: 2008-12-22
• 公開（公告）號: CN101428292A
• 公開（公告）日: 2009-05-13
• 發明（設計）人: 蘇鶴洲;和智君;陳偉;庾郁梅;張衛強;李金柱;詹道平
• 申請（專利權）人: 武鋼集團昆明鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B21B1/16
• 分類號: B21B1/16;B21B37/00;B21B37/74;C21D9/70;C21D9/52;C21D11/00;C22C38/12;C22C38/04
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司
• 代理人: 徐玲菊

技術領域：

本發明涉及一種熱軋帶肋鋼筋的制備方法，尤其是高強度熱軋帶肋鋼筋HRB500的制備方法，屬于金屬材料加工與成型技術領域。

背景技術

我國每年建筑工程用混凝土超過6億立方米，消耗鋼材將近2500萬噸。除少量預應力鋼絲鋼絞線以外，絕大多數是用在混凝土中的鋼筋。我國熱軋帶肋鋼筋的牌號有HRB335、HRB400和HRB500三個，H、R、B分別表示熱軋(Hot?rolled)、帶肋(Ribbled)、鋼筋(bars)，335、400和500分別表示鋼筋的最低屈服強度，單位為MPa。鋼筋的級別越高，質量越好，無論是強度、韌性和延伸性能都隨之越好，因此越有利于減少鋼筋的用量。

近年來，隨著城市建設的不斷發展和社會進步，普通的熱軋帶肋鋼筋HRB335已逐步顯露出其屈服強度低的弱點，在高層樓宇、高架立交橋、道路、橋涵等建筑中自重大，不僅使建筑物的承載能力降低，許多特殊情況下甚至難以滿足要求，而且也將造成大量的鋼材浪費，建筑成本增加。目前國外發達國家普通熱軋帶肋鋼筋HRB335幾乎淘汰，普遍使用400MPa、500MPa的熱軋帶肋鋼筋。國內許多地方，尤其是京津滬、華東、華中地區已大量推廣使用HRB400鋼筋，同時開始批量推廣使用HRB500鋼筋。

目前國內傳統工藝生產HRB500熱軋帶肋鋼筋主要以微合金化的方式進行，即在HRB335成分的基礎上，加入大量的V、Nb等微合金強化元素，利用這些元素在鋼中形成和析出的碳氮化物、碳化物起到沉淀強化和細化晶粒的作用，從而進一步提高鋼筋的強度，達到更高的強度級別。但是這一工藝存在的主要問題有：1、由于近年來國家大力推行使用HRB400及以上級別的鋼筋，逐步取代目前廣泛使用的HRB335熱軋帶肋鋼筋。這一舉措導致了按常規工藝生產HRB500級別鋼筋所必須的釩合金和鈮鐵等微合金價格大幅飆升，生產成本過高，完全擠占了企業的利潤空間，不利于提高企業的競爭力。2、常規微合金化工藝生產HRB500高強度鋼筋成本較高，企業生產動力不足，產量無法規模化，因此不利于HRB500鋼筋的推廣和應用，有悖于中央構建和諧社會的宗旨。3、作為國家重要戰略儲備物資的鈮鐵、釩氮合金礦產資源儲量非常有限，常規生產工藝使得微合金鈮鐵、釩氮合金消耗量大幅度增加，鈮鐵、釩氮合金礦產資源儲量急劇下降，不利于稀有礦產資源和生態環境的保護。

發明內容

為節約或降低有限的V合金元素使用量，進一步提高產品的強度，使產品具有足夠的韌性和塑性，本發明提供一高強度熱軋帶肋鋼筋HRB500的制備方法。

本發明主要通過少量的V微合金化結合控冷控軋的方法，使鋼筋組織晶粒細化，強度提高。通過軋制、冷卻控制工藝，使鋼筋獲得表面組織為回火索氏體、芯部組織為珠光體和鐵素體的良好組織結構。在提高強度的同時，還能提高韌性，并保持韌性和塑性不變。

本發明通過以下技術方案實現：一種高強度熱軋帶肋鋼筋HRB500的制備方法，其特征在于經過下列工藝步驟：

A、將化學成分如下的鋼坯：C?0.18～0.25wt％、Si?0.35～0.65wt％、Mn?1.20～1.55wt％、V≤0.035wt％、S≤0.045wt％、P≤0.045wt％，其余為Fe及不可避免的不純物，送入爐溫為1100～1200℃的加熱爐中，加熱鋼坯至坯溫為1000～1100℃時，在速度為0.8～1.4m/s的軋制條件下粗軋50～88秒，之后在速度為3.4～5.0m/s的軋制條件下中軋48～90秒，最后在速度為6.8～17m/s的軋制條件下精軋52～88秒；

B、將A步驟的精軋鋼材在冷卻水量為240～410m³/h、冷卻水壓力為1.0～2.2MPa的條件下，快速冷卻0.6～2.4秒，得溫度為810～900℃的鋼材，之后置于空氣中自然空冷至220～300℃，即可獲得HRB500細晶粒高強度帶肋鋼筋。

所述A步驟的各道軋制速度和軋制時間視不同鋼種，不同規格要求而具體確定。

所述B步驟的快速冷卻參數即冷卻水量、冷卻水壓、時間視不同鋼種，不同規格要求而具體確定。

所述A步驟的加熱爐為現有技術中的常規加熱爐。

所述A步驟的軋制采用現有技術中的常規軋鋼設備。

采用上述方案生產出來的細晶粒高強度熱軋帶肋鋼筋HRB500具有以下優點：

1、生產HRB500細晶粒高強度帶肋鋼筋時，只需在現有的煉鋼過程中加入少量微合金V元素；然后通過軋鋼生產工藝中的軋后控冷方法，即可進一步提高鋼筋的強度。