一種鋼筋用鋼及其生產方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋用鋼及其生產方法，具體涉及一種直徑不 小于巾36_的大規格高強鋼筋用鋼及其表面無缺陷的生產工藝。
【背景技術】
[0002] 熱軋帶肋鋼筋是混凝土結構的骨架材料，在結構中承載著各種應力。近年來，隨著 我國高層、大跨度、抗震、耐低溫、耐火建筑結構的大量出現，使鋼筋朝著大直徑、高強度、高 韌性及良好的焊接性等方向發展，市場對高強度、大規格鋼筋的需求量日益增加。與普通規 格巾32_)相比，大規格高強鋼筋具有更高的安全性能，主要應用于國家各類重點工程 項目中，尤其是高層、大跨度的橋梁工程中。
[0003] 采用大規格鋼筋代替普通規格鋼筋，對于提高建筑的綜合性能與降低成本，促進 冶金行業技術升級換代和產品結構調整，充分發揮鋼材的潛在性能，充分利用有限資源，走 持續發展的道路具有重要推動作用，具有巨大的經濟效益和社會效益。
[0004] 由于混凝土是脆性材料，不能承受拉力而只能受壓，且容易發生裂縫、破碎而最 終被壓潰，因此鋼筋承擔了全部拉力，在使用中需要克服以下兩種失效情況：（1)強度、延 性不匹配，強度高、延性低，會發生無預兆的脆性斷裂，危害性極大；（2)表面有微裂紋等缺 陷，在載荷的反復作用下，表面微裂紋擴展，鋼筋發生斷裂。
[0005] 由于目前國內鋼筋生產企業一般采用140/150小方坯原料軋制，在生產大規格鋼 筋時，由于壓縮比小，表面易出現微裂紋、黑線等缺陷，冷彎、反彎合格率低，給建筑物的安 全帶來隱患。
[0006] 專利申請號200910184824. 8公開了 "500MPa級的大規格熱軋帶肋鋼筋用鋼及 其冶煉方法"，其化學成分重量百分比為：C0. 17-0. 25%、SiO. 40-0. 80%、Mnl. 40-1. 60%、 P 彡 0? 045 %、S 彡 0? 045 %、VO. 06-0. 10 %，NO. 012-0. 033 %，且 V/N 比=3. 0-5. 0,其余 為Fe和雜質元素。其冶煉方法為：在轉爐冶煉出鋼過程中，向鋼包中每噸鋼水加入含 0. 62-1. 01kg純釩的釩氮合金，加入含0. 09-0. 32kg純氮的增氮劑，將鋼水的V/N比控制在 3. 0-5. 0。通過添加含釩合金和增氮劑，可將鋼水的V/N比控制在3. 0-5. 0,利用廉價的氮元 素充分發揮釩的強化效果，明顯地減少釩的用量。存在不足是：N含量過高，易導致鑄坯的 皮下氣泡等缺陷，影響鋼筋的塑性指標及表面質量。
[0007] 專利申請號201010183312. 2公開了"一種高強度螺紋鋼及其制造方法"，采用的 技術方案是：在20MnSi螺紋鋼的化學組分基礎上，冶煉時外加20MnSi螺紋鋼的0. 001? 0? lwt%的Ti、0. 0008?0? 5wt%的B和0?0? 5wt%的V，經連鑄或半連鑄成鑄坯；再將 鑄坯均熱，在l〇〇〇°C?1200°C條件下粗軋，變形量為40?80% ;然后在950°C?1KKTC條 件下中軋，變形量為30?70% ;最后在700°C?900°C條件下精軋，變形量為10?40%。 采用比較廉價的硼來代替Nb、V等價格較高的元素，所制造的高強度螺紋鋼比同規格普通 20MnSi螺紋鋼強度高出100?150MPa，還可降低成本100?300元/噸。與原有20MnSi 螺紋鋼相比，不僅提高了強度，且延伸率降低不大，綜合性能較好。不足之處在于，B有促進 回火脆性的傾向，當B含量超過0. 007%時將導致鋼的熱脆現象，影響熱加工性能。

【發明內容】

[0008] 本發明的目的在于提供一種鋼筋用鋼及其生產方法，在現有工藝裝備條件下，采 用140/150方還原料，克服上述技術的不足，設計一種大規格（多巾36mm)高強鋼筋用鋼及 其表面無缺陷的生產工藝，保證大規格高強鋼筋有優良的表面質量、良好的強塑性配合，從 而滿足高層、大跨度橋梁等重點工程的需要。具體技術方案如下：
[0009] 一種鋼筋用鋼，其化學成分按重量百分比的配比為：0. 18-0. 25% C，0. 30-0. 70% Si，1. 20-1. 60 % Mn，彡 0? 035 % P、彡 0? 035 % S，0. 03-0. 06 % V，0. 008-0. 012 % N， 0. 01-0. 06% Als，其余為Fe和不可避免的雜質元素。
[0010] 進一步地，其為彡巾36mm的高強鋼筋用鋼。
[0011] 上述鋼筋用鋼的生產方法，包括如下步驟：
[0012] (1)按照權利要求1的配比和組分進行冶煉；
[0013] (2)精煉；
[0014] (3)小方坯連鑄；
[0015] (4)棒材軋機軋制；
[0016] (5)冷卻。
[0017] 進一步地，步驟（1)中在轉爐、電弧爐或其它冶煉爐中冶煉。
[0018] 進一步地，步驟（2)中爐外鋼包吹氬精煉。
[0019] 進一步地，步驟（3)中140或150小方坯連鑄。
[0020] 進一步地，步驟（5)包括冷床自然冷卻，堆垛自然冷卻。
[0021] 進一步地，步驟（1)中，轉爐冶煉采用鐵水：廢鋼63 :7的穩定裝入制度，出鋼過程 中進行脫氧合金化，合金加入順序為：復合脫氧劑一SiMn - FeSi -復合脫氧劑一VN(16) 合金，其中，VN(16)合金加入量為0. 38-0. 80kg/t鋼，出鋼1/4時開始加入，出鋼3/4前加 完。
[0022] 進一步地，步驟（2)中，吹氬時間5-10分鐘，吹氬過程中保證鋼水不裸露，保證鋼 水成分、溫度的均勻性以及夾雜物的上浮去除。
[0023] 進一步地，步驟（3)中，連鑄過程中采用全程保護澆注，一次冷卻水流量 100-130m 3/h，二次冷卻的比水量1. 0-1. 41/kg ;和/或，步驟（4)中，加熱溫度控制在 1000-1200°C，均熱溫度控制在1050-1150°C，終軋后空冷或弱穿水冷卻，弱穿水冷卻時上冷 床返紅溫度在830°C以上。
[0024] 與目前現有技術相比，本發明室溫力學性能達到：屈服強度ReL彡400MPa，抗拉強 度Rm彡540MPa，強屈比彡1. 25,斷后延伸率A彡15%，均勻伸長率Agt彡9%，表面質量優 良、沒有裂紋等表面缺陷。
【具體實施方式】
[0025] 下面對本發明進行詳細描述，其為本發明多種實施方式中的一種優選實施例。
[0026]本實施例的一種大規格高強鋼筋用鋼的化學成分配比（按重量百分比）為： 0. 18-0. 25% C,0. 30-0. 70% Si, 1. 20-1. 60% Mn, ^ 0. 035% 0. 035% S,0. 03-0. 06% V，0. 008-0. 012% N，0. 01-0. 06% Als，其余為Fe和不可避免的雜質元素。按上述成分要求， 在轉爐、電弧爐或其它冶煉爐中冶煉，爐外鋼包吹氬精煉，140或150小方坯連鑄，棒材軋機 車L制，冷床自然冷卻，堆垛自然冷卻。
[0027] C:在鋼中起到固溶強化的作用，是廉價的能大幅提高鋼筋強度的元素，但隨著C 含量的增加，鋼筋塑性指標降低、焊接性能變差。因此本發明C含量為0. 18-0. 25%，最佳控