專利名稱：釩硼微合金化余熱處理鋼筋用鋼及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋用鋼及其生產(chǎn)工藝，尤其是一種釩、硼微合金化余熱處理高強(qiáng)度鋼筋用鋼及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
余熱處理鋼筋可利用軋制余熱，在軋鋼生產(chǎn)線上直接進(jìn)行熱處理。該生產(chǎn)工藝技 術(shù)充分利用軋制余熱，通過在線熱處理實(shí)現(xiàn)了鋼材的強(qiáng)化，能有效地發(fā)揮鋼材的性能潛力，并通過工藝強(qiáng)化節(jié)約了合金資源。通過各種工藝參數(shù)的控制能改善鋼筋的性能，在較大幅度提高鋼筋強(qiáng)度的同時(shí)，保持較好的塑韌性，完全能保證鋼筋的綜合性能滿足要求。更重要的是余熱處理鋼筋在提高強(qiáng)度的同時(shí)，不需要消耗大量合金元素的資源，降低生產(chǎn)成本。其基本原理是鋼筋從軋機(jī)的成品機(jī)架軋出后，經(jīng)穿水冷卻裝置、用高壓水進(jìn)行快速表面淬火，然后利用鋼筋芯部熱量由里向外傳輸對(duì)鋼筋表層進(jìn)行自回火，并在冷床空冷至室溫。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB13014-1991中列出了一種鋼筋混凝土用余熱處理鋼筋，牌號(hào)為20MnSi,成分要求是0. 17% 0. 25% 的 C，0. 40% 0. 80% 的 Si，I. 20% I. 60% 的 Mn，(0. 045%的P及彡0. 045%的S。要求屈服強(qiáng)度彡440MPa。我國(guó)出口的英標(biāo)屈服強(qiáng)度460MPa級(jí)鋼筋也大多數(shù)采用了 20MnSi鋼余熱處理工藝。也可用Q235類普碳鋼來生產(chǎn)余熱處理鋼筋，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T700-2006中Q235B鋼的成分要求是■.( 0. 20%的C，彡0. 35%的Si，彡I. 40%的Mn，彡0. 045%的P，彡0. 045%的
S。但用Q235B鋼經(jīng)過余熱處理工藝來生產(chǎn)屈服強(qiáng)度460MPa級(jí)及以上級(jí)別鋼筋時(shí)，要求冷卻強(qiáng)度大、對(duì)冷卻裝置的技術(shù)要求高；軋制速度受到限制。發(fā)明專利(公開號(hào)CN101457329)設(shè)計(jì)了一種硼微合金化余熱處理鋼筋用鋼，化學(xué)成分配比(按重量百分比)為0. 15% 0. 23%的C、彡0. 80%的Si、0. 45% 0. 98%的Mn、(0.045%的P，彡0.045%的S、0. 0005% 0.006%的B，其余為Fe和雜質(zhì)元素?？梢赃M(jìn)一步降低20MnSi余熱處理鋼筋的合金含量，節(jié)約合金資源，減少生產(chǎn)成本；也可克服Q235類普碳鋼余熱處理鋼筋對(duì)冷卻裝置的技術(shù)要求高、冷卻工藝控制難度大、生產(chǎn)效率較低的缺點(diǎn)。在生產(chǎn)小規(guī)格(如公稱直徑6mm 10mm)460MPa、500MPa高強(qiáng)度余熱處理鋼筋時(shí)，冷卻強(qiáng)度不能過大，否則容易堵鋼、發(fā)生蛇形彎曲，無法正常生產(chǎn)，使用現(xiàn)有余熱處理鋼筋用鋼就不能滿足強(qiáng)度要求。另外，在軋后冷卻設(shè)備冷卻能力不足的生產(chǎn)情況下，使用現(xiàn)有余熱處理鋼筋用鋼也不能滿足強(qiáng)度要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種釩、硼微合金化余熱處理高強(qiáng)度鋼筋用鋼及其生產(chǎn)工藝。可用于在冷卻強(qiáng)度不大的情況下生產(chǎn)小規(guī)格(如公稱直徑06mm ①10mm) 460MPa、500MPa高強(qiáng)度余熱處理鋼筋；也可在軋后冷卻設(shè)備的冷卻能力不足的情況下，生產(chǎn)◎ 12mm 的高強(qiáng)度余熱處理鋼筋。
本發(fā)明的一個(gè)目的，一種釩硼微合金化余熱處理鋼筋用鋼，將通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)所述余熱處理鋼筋用鋼的化學(xué)成分按質(zhì)量百分配比為0. 19% 0. 25%的碳、0. 10% 0. 80% 的硅、0. 50% I. 60% 的錳、0. 010% 0. 069% 的釩及 0. 0005% 0. 006% 的
硼，其余為Fe和雜質(zhì)元素。本發(fā)明的另一個(gè)目的，一種釩硼微合金化余熱處理鋼筋用鋼的 生產(chǎn)工藝，將通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)按質(zhì)量百分配比0. 19% 0. 25%的碳、0. 10% 0. 80%的硅、0. 50% I. 60%的錳、0. 010% 0. 069%的釩及0. 0005% 0. 006%的硼，其余為Fe和雜質(zhì)元素配置生產(chǎn)所需的原料，將原料在冶煉設(shè)備中進(jìn)行鋼水冶煉，并在棒材軋機(jī)上通過控制軋制和控制冷卻制得所述余熱處理鋼筋用鋼，其中軋制時(shí)鋼坯的加熱溫度為1000 1250°C，控制軋制的開軋溫度為950 1050°C、終軋溫度900 1100°C，而控制冷卻的上冷床溫度為 655 960 0C o進(jìn)一步地,質(zhì)量百分配比中所述鑰;通過鑰;鐵合金、鑰;氮合金、鑰;洛合金化的形式加入鋼水之中。本發(fā)明釩硼微合金化余熱處理鋼筋用鋼的技術(shù)方案得以應(yīng)用實(shí)施后，通過對(duì)軋制參數(shù)(加熱溫度、開軋溫度、終軋溫度、上冷床溫度等)的合理控制，可顯著提高鋼筋的強(qiáng)度指標(biāo)，同時(shí)改善鋼筋的塑性等綜合力學(xué)性能。
具體實(shí)施例方式鑒于現(xiàn)有技術(shù)的諸多缺陷，本發(fā)明的目的是創(chuàng)新并提出一種釩、硼微合金化余熱處理高強(qiáng)度鋼筋用鋼及其生產(chǎn)工藝?？捎糜谠诶鋮s強(qiáng)度不大的情況下生產(chǎn)小規(guī)格(如公稱直徑0>6mm OnOmm) 460MPa、500MPa高強(qiáng)度余熱處理鋼筋；也可在軋后冷卻設(shè)備的冷卻能力不足的情況下，生產(chǎn)012mm 040mm高強(qiáng)度余熱處理鋼筋。首先從本發(fā)明鋼材的成分構(gòu)成來看，該種釩、硼微合金化余熱處理高強(qiáng)度鋼筋用鋼由以下合金元素按重量百分比(wt % )組成0. 19% 0. 25%的碳、0. 10% 0. 80%的硅、
0.50% I. 60%的錳、0. 010% 0. 069%的釩及0. 0005% 0. 006%的硼，其余為Fe和雜質(zhì)元素。本發(fā)明鋼種的碳、娃、猛含量與GB13014-1991中20MnSi鋼的基本相當(dāng),磷、硫雜質(zhì)元素的要求也相當(dāng)。釩溶于奧氏體中能顯著增加鋼的淬透性，在鐵素體中析出的釩的碳化物或碳氮化物，具有顯著的彌散強(qiáng)化作用，釩可通過釩鐵合金、釩氮合金、釩渣合金化等形式加入鋼中。B的突出作用是微量B就可以成倍增加鋼的淬透性。對(duì)于余熱處理鋼筋而言，增加鋼的淬透性具有重要的意義，通過相變強(qiáng)化可以使鋼筋獲得較高的強(qiáng)度。淬透性較高的鋼對(duì)淬火時(shí)冷卻強(qiáng)度的要求較低，本發(fā)明鋼采用釩、硼復(fù)合微合金化可以解決冷卻強(qiáng)度低時(shí)的余熱處理鋼筋強(qiáng)化問題。再?gòu)谋景l(fā)明鋼材的制造工藝來看，其是在生產(chǎn)普通鋼筋所需原料的基礎(chǔ)上做了如上改進(jìn)，繼而采用常規(guī)的設(shè)備和傳統(tǒng)的冶煉工藝(即在冶煉時(shí)采用已知方法，按常規(guī)操作方式向鋼水中添加幾種已知的合金元素)，并采用控制軋制和控制冷卻工藝(可以是穿水冷卻工藝)進(jìn)行軋制。換句話說，本發(fā)明鋼種只需按上述成分范圍，在轉(zhuǎn)爐、電爐或其它冶煉爐中按常規(guī)冶煉工藝即可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，并能在普通棒材軋機(jī)上采用控制軋制以及控制冷卻工藝生產(chǎn)出高強(qiáng)度鋼筋。即通過對(duì)軋制參數(shù)(加熱溫度、開軋溫度、終軋溫度、上冷床溫度等)的合理控制，提高和改善鋼材的綜合力學(xué)性能。軋制時(shí)鋼坯加熱溫度1000°c 1250°C，開軋溫度950°C 1050°C，終軋溫度900°C 1100°C，上冷床溫度655°C 960°C。米用本發(fā)明鋼種和生產(chǎn)工藝生產(chǎn)鋼筋的實(shí)施例見表I和表2所不(限于表格橫向跨度將表格拆分為表I和表2,其中相同編號(hào)及規(guī)格所對(duì)應(yīng)的鋼材化學(xué)成分與軋制工藝、力學(xué)性能相匹配)，生產(chǎn)條件為轉(zhuǎn)爐冶煉，連鑄成150_方坯，連續(xù)棒材軋機(jī)上軋制，軋后余熱處理。生產(chǎn)的鋼筋性能良好。
權(quán)利要求
1.釩硼微合金化余熱處理鋼筋用鋼，其特征在于，所述余熱處理鋼筋用鋼的化學(xué)成分按質(zhì)量百分配比為0. 19% 0. 25%的碳、0. 10% 0. 80%的硅、0. 50% I. 60%的錳、0. 010% 0. 069%的釩及0. 0005% 0. 006%的硼，其余為Fe和雜質(zhì)元素。
2.釩硼微合金化余熱處理鋼筋用鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于按質(zhì)量百分配比0. 19% 0. 25% 的碳、0. 10% 0. 80% 的硅、0. 50% I. 60% 的錳、0. 010% 0. 069% 的釩及0. 0005% 0. 006%的硼，其余為Fe和雜質(zhì)元素配置生產(chǎn)所需的原料，將原料在冶煉設(shè)備中進(jìn)行鋼水冶煉，并在棒材軋機(jī)上通過控制軋制和控制冷卻制得所述余熱處理鋼筋用鋼，其中軋制時(shí)鋼坯的加熱溫度為1000 1250°C，控制軋制的開軋溫度為950 1050°C、終軋溫度900 1100°C，而控制冷卻的上冷床溫度為655 960°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的釩硼微合金化余熱處理鋼筋用鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于質(zhì)量百分配比中所述釩通過釩鐵合金、釩氮合金、釩渣合金化的形式加入鋼水之中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種釩硼微合金化余熱處理鋼筋用鋼及其生產(chǎn)工藝，其具體為按質(zhì)量百分配比0.19%～0.25%的碳、0.10%～0.80%的硅、0.50%～1.60%的錳、0.010%～0.069%的釩及0.0005%～0.006％的硼，其余為Fe和雜質(zhì)元素配置生產(chǎn)所需的原料，釩通過釩鐵合金、釩氮合金、釩渣合金化的形式加入鋼水之中。將原料在冶煉設(shè)備中進(jìn)行冶煉，并在棒材軋機(jī)上通過控制軋制和控制冷卻制得所述余熱處理鋼筋用鋼。本發(fā)明技術(shù)方案的應(yīng)用，通過對(duì)軋制參數(shù)(加熱溫度、開軋溫度、終軋溫度、上冷床溫度等)的合理控制，可顯著提高鋼筋的強(qiáng)度指標(biāo)，同時(shí)改善鋼材的綜合力學(xué)性能。
文檔編號(hào)C21D8/08GK102747274SQ20121024235
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者完顏衛(wèi)國(guó), 張先軼, 眭志松 申請(qǐng)人:江蘇永鋼集團(tuán)有限公司