[发明专利]高强度抗震建筑用钢筋及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑用钢技术领域，具体是指一种高强度抗震建筑用钢筋及其制造方法。

背景技术

由于地震等自然灾害频发，建筑结构的安全性及抗震性能得到人们极大的重视，建筑用钢筋性能要求也越来越高。本发明之前，申请号为200710026499.3的中国发明专利公开了一种生产含铌HRB400MPa级钢筋的方法，采用Nb微合金与Nb、V复合微合金化，其化学成分(wt％)为C：0.18～0.24、Si：0.40～0.65、Mn：1.00～1.50、Nb：0.03～0.045、S≤0.045、P≤0.045、V：0～0.035，生产方法为连铸坯矫直温度不低于950、加热温度1100～1250、均热温度1150～1230，开轧温度1050～1100，钢筋具有高强度、抗震性和可焊性。申请号为200410065254的中国发明专利提供了一种高强度抗震热轧钢筋用钢，其化学成分(wt％)为C：0.07～0.16、Si：1.2～2.0、Mn：1.5～2.0、Cr≤0.4、V：0.02～0.14，在通用的轧钢设备上采用普通的轧制工艺生产出屈服强度R_eL(R_p0.2)550MPa、强屈比R_m/R_eL(R_p0.2)≥1.45的高强度、抗震性良好的热轧钢筋或高强度棒材。

在国外，专利号为JP9137222的日本专利公开了一种化学成分(wt％)为C：0.15～0.50、Si：0.15～1.50、Mn：0.30～2.50、Cr：0.02～2.00、V：0.01～0.40、Nb：0.005～0.40、N：0.003～0.02、Cu：0～0.50、Ni：0～0.50的抗震钢，其制造工艺包括加热到1050～1250进行热轧、以0.1～3.0℃/s速度快速冷却、中间轧制以及在500～700下1～5s内完成终轧等步骤，生产的钢筋具有高强度、低屈服比和优异抗震性能。日本的另一专利号为JP9095735的发明专利，提供了一种高强度钢筋，其化学成分(wt％)为C：0.10～0.40、Si：0.05～0.60、Mn：0.60～2.00以及Al、N、B、P、S、Ni、Mo、Ti、V或Nb等组成，生产方法为加热到950～1250℃进行粗轧、快速冷却后进行中间轧制或终轧，获得细微铁素体-贝氏体组织，钢筋的屈服强度达到345MPa以上、屈强比小于0.8、屈服平台延伸率大于1.4％，夏比冲击值不小于27J/cm²，具有较好的抗震性能和较高的屈服强度。

以上现有高强度钢筋主要采用合金化结合控制控冷工艺来实现，其钢成分复杂、合金元素含量高成本偏高，而且存在钢产品强度不高、延伸率低以及屈强比偏高的问题，另外，它们的制造工艺流程复杂，这些问题直接影响了建筑结构的建造成本及安全性。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种高强度抗震建筑用钢筋及其制造方法。该建筑用钢筋成分简单并且具备高强度、低屈强比、高强塑积以及优良抗震性能的特点，而且其制造工艺流程简单，生产成本低廉。

为实现上述目的，本发明所设计的高强度抗震建筑用钢筋，其化学成分按重量百分数计为：C：0.14～0.22、Si：0.50～1.50、Mn：1.00～1.60、P≤0.025、S≤0.020、Al：0.10～1.30，其余为Fe及不可避免的杂质。

本发明高强度抗震建筑用钢筋的制造方法，是按照常规纯净钢工艺进行生产，包括铁水预脱硫、转炉冶炼、精炼处理、连铸、热连轧、轧后控冷的步骤，其特殊之处在于：轧制时钢坯冷装入加热炉，入炉预热段温度控制在700℃以下，加热温度为1150～1230℃，加热时间为2～4h，粗轧温度控制为1040～1150℃，而且粗轧完成时温度控制在950℃以上，并按照常规棒材热连轧工艺轧制钢坯，终轧温度为840～900℃。

进一步地，根据钢筋直径规格采用以下不同轧后控冷工艺：

棒材直径小于等于25mm时，轧后直接以50～300℃/s快速冷却至150～300℃，并在该温度下保持50～100s，然后进行热处理，热处理温度控制为350～450℃，保温时间2～4min，热处理结束后空冷；

棒材直径大于25mm时，轧后直接以50～300℃/s，快速冷却至200～300℃，采用余热处理直接空冷。

以下就本发明高强度抗震建筑用钢筋的化学成分及其制造方法进行分析说明：