一种生产700MPa级高强螺纹钢筋的冶炼工艺的制作方法

本发明钢铁冶金和轧钢技术领域，尤其涉及一种生产700mpa级高强螺纹钢筋的冶炼工艺。

背景技术：

建筑用钢筋占据钢铁总产量的较大比例，而低强度等级钢筋使用比例较高，这对建筑的安全等级和钢铁行业节能降耗均会产生不利影响。随着经济的发展，钢筋将向着更高强度等级，多功能化和高品质化等方向发展。目前新修订的国标内钢筋等级增加了600mpa级钢筋，使得现有的国标达到了国际先进水平。

高强度钢筋在提高建筑安全性节省钢筋用量和扩大建筑空间等方法具有巨大的作用，同时替代低级别螺纹钢筋可降低钢筋的使用成本，减少因二氧化硫、二氧化碳等气体排放所带来的环境污染，因此，开发高强度级别螺纹钢筋具有重大意义。

技术实现要素：

本发明提供一种生产700mpa级高强螺纹钢筋的冶炼工艺，旨在满足大规模生产和使用需要。

本发明是这样实现的，一种生产700mpa级高强螺纹钢筋的冶炼工艺，包括以下步骤：

s1、制备原料：按以下质量百分比制备钢筋原料：c0.21-0.24％、v0.10-0.14％、si0.60-0.80％、、cr0.20-0.25％、mn1.30-1.40％、、ti0.010-0.015％、n250-300ppm，余量为fe和不可避免杂质；

s2、钢筋冶炼：将钢筋原料依次进行转炉冶炼、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700mpa级高强螺纹钢筋。

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℃。

优选的，所述铸坯冷却为缓冷，时间≥30h。

优选的，所述轧制工序包括依次进行的粗轧、中轧和精轧。

优选的，所述轧制工序中开轧温度为1140-1170℃，终轧温度为1050-1120℃。

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℃。

优选的，所述钢筋中不可避免的杂质含量≤350ppm。

优选的，所述钢筋屈服强度≥700mpa，抗拉强度≥800mpa，断后伸长率a≥14.0％，强屈比≥1.25，最大力总伸长率agt≥9.0％，组织为珠光体+铁素体，晶粒度≥10级。

优选的，按质量百分含量计，所述钢筋中s≤0.035％，p≤0.035％。

优选的，所述lf炉外精炼的钢包内钢水温度＞1500℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种生产700mpa级高强螺纹钢筋的冶炼工艺，通过依次进行制备原料和钢筋制备，原料按质量百分比包括c0.21-0.24％、v0.10-0.14％、si0.60-0.80％、、cr0.20-0.25％、mn1.30-1.40％、、ti0.010-0.015％、n250-300ppm，余量为fe和不可避免杂质，然后通过转炉冶炼、lf炉外精炼、连铸、铸坯冷却、铸坯加热、轧制和冷床冷却，获得700mpa级高强螺纹钢筋，本发明提供的冶炼工艺制备的钢筋的屈服强度大于700mpa，并且制备方法简单，满足了大规模生产和使用需要。

附图说明

图1为本发明的生产700mpa级高强螺纹钢筋的冶炼工艺流程示意图。

具体实施方式

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。

实施例2

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种生产700mpa级高强螺纹钢筋的冶炼工艺，包括以下步骤：

s1、制备原料：按以下质量百分比制备钢筋原料：c0.21-0.24％、v0.10-0.14％、si0.60-0.80％、、cr0.20-0.25％、mn1.30-1.40％、、ti0.010-0.015％、n250-300ppm，余量为fe和不可避免杂质。钢筋中不可避免的杂质含量≤350ppm。

s2、钢筋冶炼：将钢筋原料依次进行转炉冶炼、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700mpa级高强螺纹钢筋。

其中，lf炉外精炼的钢包内钢水温度＞1500℃。

铸坯冷却为缓冷，时间≥30h。

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℃。

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℃。

钢筋屈服强度≥700mpa，抗拉强度≥800mpa，断后伸长率a≥14.0％，强屈比≥1.25，最大力总伸长率agt≥9.0％，组织为珠光体+铁素体，晶粒度≥10级。

按质量百分含量计，所述钢筋中s≤0.035％，p≤0.035％。

在本实施例的原料中，各元素的作用如下：

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％。

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0.10-0.14％。

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0.60-0.80％。

cr：铬具有很高的耐腐蚀性，在空气中，即便是在赤热的状态下，氧化也很慢。不溶于水。镀在金属上可起保护作用。由于铬合金性脆，本发明限定铬的含量在0.20-0.25％。

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1.30-1.40％。

ti：钛是微合金化元素之一，也是碳化物形成元素，高温析出的氮化物可以阻止晶粒长大，同时少量的ti可改善焊接性能，利于高强钢筋焊接性能的提升，但钢中含量过多的钛在冷却过程中会形成粗大的钛的碳氮化合物，降低对再结晶晶粒的钉扎效果，因此钢中限定ti含量为0.010-0.015％。

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。

本发明的一种生产700mpa级高强螺纹钢筋的冶炼工艺，通过依次进行制备原料和钢筋制备，原料按质量百分比包括c0.21-0.24％、v0.10-0.14％、si0.60-0.80％、、cr0.20-0.25％、mn1.30-1.40％、、ti0.010-0.015％、n250-300ppm，余量为fe和不可避免杂质，然后通过转炉冶炼、lf炉外精炼、连铸、铸坯冷却、铸坯加热、轧制和冷床冷却，获得700mpa级高强螺纹钢筋，本发明提供的冶炼工艺制备的钢筋的屈服强度大于700mpa，抗拉强度≥800mpa，并且制备方法简单，满足了大规模生产和使用需要。

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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