一种用于建筑高强度螺纹钢及其生产方法与流程

[0001]
本发明属于钢铁冶金和轧钢技术领域，尤其涉及一种用于建筑高强度螺纹钢及其生产方法。


背景技术：

[0002]
预应力结构需要用到高强度的螺纹钢筋，该螺纹钢应具有强度高，连接、张拉、锚固方便可靠，施工时无需进行冷拉与焊接，施工简便等优点。精轧螺纹钢广泛应用于大型水利、工业和民用建筑的连续梁和大型框架结构，公路、铁路大中跨桥梁，核电站等预应力混凝士结构和岩土锚固等工程。
[0003]
精轧螺纹钢筋化学成分目前国内没有统一的成分要求，各钢厂采用v、ti、nb微合金强化技术进行成分控制。由于设计成分、加工设备及生产加工工艺不同，所生产预应力精螺纹钢筋表面组织为回火索氏体，心部易出现铁素体网状组织，导致表层至心部硬度变化快，产品导致性能波动大，难以生产品质稳定的高强度螺纹钢。


技术实现要素：

[0004]
本发明提供一种用于建筑高强度螺纹钢及其生产方法，旨在解决现有技术存在的问题。
[0005]
本发明是这样实现的，一种用于建筑高强度螺纹钢，包括螺纹钢本体和防锈镀层；所述螺纹钢本体的外表面镀有所述防锈镀层；
[0006]
所述螺纹钢本体按质量百分比计包括以下组分：c0.35-0.40％、v0.15-0.18％、si0.50-0.80％、mn1.00-1.50％、mo0.50-0.80％、n300-350ppm，余量为fe和不可避免的杂质；
[0007]
所述螺纹钢的外表面镀有锌镍合金。
[0008]
优选的，所述锌镍合金按百分比包括：10-90％锌、10-90％镍。
[0009]
优选的，所述螺纹钢本体按质量百分比计包括以下组分：c0.37％、v0.17％、si0.60％、mn1.20％、mo0.65％、n300-350ppm，余量为fe和不可避免的杂质。
[0010]
本发明还提供如上述任意一种用于建筑高强度螺纹钢的生产方法，包括以下步骤：
[0011]
s1、按重量比称取螺纹钢本体的各原料；
[0012]
s2、混合所述原料并依次进行转炉冶炼、lf炉外精炼、连铸、铸坯冷却、铸坯加热、轧制和冷床冷却，获得所述螺纹钢本体；
[0013]
s3、按重量比称取防锈镀层的原料；
[0014]
s4、混合所述防锈镀层的原料；
[0015]
s5、将所述锌镍合金涂覆到所述螺纹钢本体的外表面。
[0016]
优选的，所述铸坯加热工序包括预热段、加热段和均热段，其中，所述预热段炉气温度为850-950℃，所述加热段炉气温度为1060-1250℃，所述均热段炉气温度为1180-1250
℃，铸坯出炉温度为1100-1250℃。
[0017]
优选的，述铸坯冷却为缓冷，时间≥30h。
[0018]
优选的，所述轧制工序包括依次进行的粗轧、中轧和精轧。
[0019]
优选的，所述轧制工序中开轧温度为1140-1170℃，终轧温度为1050-1120℃。
[0020]
优选的，所述冷床冷却工序中，上冷床温度为1100-1200℃，下冷床温度为380-460℃。
[0021]
优选的，所述螺纹钢本体中不可避免的杂质含量≤350ppm。
[0022]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种用于建筑高强度螺纹钢及其生产方法，螺纹钢包括螺纹钢本体和防锈镀层，螺纹钢本体的组分包括碳、钒、硅、锰、钼和氮，防锈镀层由锌和镍组成，并且螺纹钢本体通过转炉冶炼、lf炉外精炼、连铸、铸坯冷却、铸坯加热、轧制和冷床冷却等步骤制成，然后在螺纹钢本体镀防锈镀层，从而获得本发明的高强度螺纹钢，该螺纹钢屈服强度高、抗拉强度高，且防锈性能好。
附图说明
[0023]
图1为本发明的一种用于建筑高强度螺纹钢的生产方法的流程示意图。
具体实施方式
[0024]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0025]
实施例1
[0026]
本实施例提供一种技术方案：一种用于建筑高强度螺纹钢及其生产方法，高强度螺纹钢包括螺纹钢本体和防锈镀层；螺纹钢本体的外表面镀有防锈镀层，螺纹钢本体按质量百分比计包括以下组分：c0.37％、v0.17％、si0.60％、mn1.20％、mo0.65％、n300-350ppm，余量为fe和不可避免的杂质。螺纹钢的外表面镀有锌镍合金。
[0027]
其中，锌镍合金按百分比包括：50％锌、50％镍。
[0028]
请参阅图1，然后按照以下步骤制备螺纹钢本体：
[0029]
s1、按重量比称取螺纹钢本体的各原料。
[0030]
s2、混合原料并依次进行转炉冶炼、lf炉外精炼、连铸、铸坯冷却、铸坯加热、轧制和冷床冷却，获得螺纹钢本体。
[0031]
铸坯加热工序包括预热段、加热段和均热段。其中，预热段炉气温度为850-950℃，加热段炉气温度为1060-1250℃，均热段炉气温度为1180-1250℃，铸坯出炉温度为1100-1250℃。铸坯冷却为缓冷，时间≥30h。轧制工序包括依次进行的粗轧、中轧和精轧。轧制工序中开轧温度为1140-1170℃，终轧温度为1050-1120℃。冷床冷却工序中，上冷床温度为1100-1200℃，下冷床温度为380-460℃。螺纹钢本体中不可避免的杂质含量≤350ppm。
[0032]
s3、按重量比称取防锈镀层的原料。
[0033]
s4、混合防锈镀层的原料。将混合后的颗粒研磨成细度为100目。将防锈镀层的原料装入热镀处理容器中，加热将防锈组合物熔化。对螺纹钢本体的表面进行除油、除锈和干燥处理。
[0034]
s5、将螺纹钢本体放入热镀处理容器中；待螺纹钢本体表面均匀覆上熔融的防锈镀层，将螺纹钢本体取出。
[0035]
实施例2
[0036]
本实施例提供一种技术方案：一种用于建筑高强度螺纹钢及其生产方法，高强度螺纹钢包括螺纹钢本体和防锈镀层；螺纹钢本体的外表面镀有防锈镀层，螺纹钢本体按质量百分比计包括以下组分：c0.35％、v0.15％、si0.50％、mn1.00％、mo0.50％、n300-350ppm，余量为fe和不可避免的杂质。螺纹钢的外表面镀有锌镍合金。
[0037]
其中，锌镍合金按百分比包括：10％锌、90％镍。
[0038]
请参阅图1，然后按照以下步骤制备螺纹钢本体：
[0039]
s1、按重量比称取螺纹钢本体的各原料。
[0040]
s2、混合原料并依次进行转炉冶炼、lf炉外精炼、连铸、铸坯冷却、铸坯加热、轧制和冷床冷却，获得螺纹钢本体。
[0041]
铸坯加热工序包括预热段、加热段和均热段。其中，预热段炉气温度为850-950℃，加热段炉气温度为1060-1250℃，均热段炉气温度为1180-1250℃，铸坯出炉温度为1100-1250℃。铸坯冷却为缓冷，时间≥30h。轧制工序包括依次进行的粗轧、中轧和精轧。轧制工序中开轧温度为1140-1170℃，终轧温度为1050-1120℃。冷床冷却工序中，上冷床温度为1100-1200℃，下冷床温度为380-460℃。螺纹钢本体中不可避免的杂质含量≤350ppm。
[0042]
s3、按重量比称取防锈镀层的原料。
[0043]
s4、混合防锈镀层的原料。将混合后的颗粒研磨成细度为100目。将防锈镀层的原料装入热镀处理容器中，加热将防锈组合物熔化。对螺纹钢本体的表面进行除油、除锈和干燥处理。
[0044]
s5、将螺纹钢本体放入热镀处理容器中；待螺纹钢本体表面均匀覆上熔融的防锈镀层，将螺纹钢本体取出。
[0045]
实施例3
[0046]
本实施例提供一种技术方案：一种用于建筑高强度螺纹钢及其生产方法，高强度螺纹钢包括螺纹钢本体和防锈镀层；螺纹钢本体的外表面镀有防锈镀层，螺纹钢本体按质量百分比计包括以下组分：c0.40％、v0.18％、si0.80％、mn1.50％、mo0.80％、n300-350ppm，余量为fe和不可避免的杂质。螺纹钢的外表面镀有锌镍合金。
[0047]
其中，锌镍合金按百分比包括：90％锌、10％镍。
[0048]
请参阅图1，然后按照以下步骤制备螺纹钢本体：
[0049]
s1、按重量比称取螺纹钢本体的各原料。
[0050]
s2、混合原料并依次进行转炉冶炼、lf炉外精炼、连铸、铸坯冷却、铸坯加热、轧制和冷床冷却，获得螺纹钢本体。
[0051]
铸坯加热工序包括预热段、加热段和均热段。其中，预热段炉气温度为850-950℃，加热段炉气温度为1060-1250℃，均热段炉气温度为1180-1250℃，铸坯出炉温度为1100-1250℃。铸坯冷却为缓冷，时间≥30h。轧制工序包括依次进行的粗轧、中轧和精轧。轧制工序中开轧温度为1140-1170℃，终轧温度为1050-1120℃。冷床冷却工序中，上冷床温度为1100-1200℃，下冷床温度为380-460℃。螺纹钢本体中不可避免的杂质含量≤350ppm。
[0052]
s3、按重量比称取防锈镀层的原料。
[0053]
s4、混合防锈镀层的原料。将混合后的颗粒研磨成细度为100目。将防锈镀层的原料装入热镀处理容器中，加热将防锈组合物熔化。对螺纹钢本体的表面进行除油、除锈和干燥处理。
[0054]
s5、将螺纹钢本体放入热镀处理容器中；待螺纹钢本体表面均匀覆上熔融的防锈镀层，将螺纹钢本体取出。
[0055]
c：碳是一种有效的强化元素，碳可固溶在基体中，提高其屈服强度和抗拉强度，价格低廉，同时碳可与钢中的钒、钼等元素形成碳氮化物，提高钢材基体的强度，但碳元素过高则会降低钢材的塑性和韧性，同时降低焊接性能，为保证钢材的性能，时降低成本，本发明限定碳含量在0.21-0.24％。
[0056]
v：钒是一种重要的微合金强化元素，其奥氏体晶粒细化效果较弱，但能够在轧制过程中析出纳米级钒的碳氮化合物，增加铁素体形核点，阻止铁素体晶粒长大，具有极强的析出沉淀强化作业，可以显著提高螺纹钢筋的屈服强度。本发明限定钒含量在0.15-0.18％。
[0057]
si：钢中常见的还原剂和脱氧剂，能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，主要是通过固溶在铁元素体重起固溶强化的作用，并且能够降低奥氏体中碳元素的扩散速度，推迟铁素体和珠光体的相变，可提高屈服强度和抗拉强度。但硅元素会提高韧脆转变温度。本发明限定硅含量在0.50-0.80％。
[0058]
mn：锰主要是固溶强化元素，也是提高钢的淬透性的有效元素。本发明中，锰作为一种主要固溶强化元素提高基体的强度，过高的锰含量会降低铁素体的生成温度，使沉淀相太过细小的二影响强化效果，同时，锰含量较高会提高碳当量，影响焊接性能。在本发明中，限定猛的含量在1.00-1.50％。
[0059]
mo：钼作为钢的合金化元素，可以提高钢的强度，特别是高温强度和韧性；提高钢在酸碱溶液和液态金属中的抗蚀性；提高钢的耐磨性和改善淬透性、焊接性和耐热性。钼是一种良好的形成碳化物的元素，在炼钢的过程中不氧化，可单独使用也可与其他合金元素共同使用。在本发明中限定钼的含量为0.50-0.80％。
[0060]
n：氮可促进钒化合物的析出，细化析出相的尺寸，可充分发挥钒析出强化的潜力，对提高螺纹钢的强度，对减少钒的使用量、降低生产成本均具有明显作业。在本发明中，限定氮的含量在n250-300ppm。
[0061]
锌镍合金是有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力。
[0062]
综上所述，本发明的一种用于建筑高强度螺纹钢及其生产方法，螺纹钢包括螺纹钢本体和防锈镀层，螺纹钢本体的组分包括碳、钒、硅、锰、钼和氮，防锈镀层由锌和镍组成，并且螺纹钢本体通过转炉冶炼、lf炉外精炼、连铸、铸坯冷却、铸坯加热、轧制和冷床冷却等步骤制成，然后在螺纹钢本体镀防锈镀层，从而获得本发明的高强度螺纹钢，该螺纹钢屈服强度高、抗拉强度高，且防锈性能好。
[0063]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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