[发明专利]一种超细晶HPB300热轧光圆盘条钢筋及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于黑色冶金技术领域，具体涉及一种成本低、强韧性好、高低温性能优异、低应变时效性的超细晶HPB300热轧光圆盘条钢筋及其制造方法。

背景技术

混凝土用热轧光圆钢筋是建筑行业使用量最大的钢铁材料之一，主要用作混凝土建筑工程箍筋、配筋使用。近年来，随着国民经济和建筑行业的快速发展，热轧光圆钢筋产量大幅增长，热轧光圆钢筋占整个钢产量的15%。

HPB300热轧光圆盘条钢筋具有强度高、综合性能好、节约钢材等优点，是一种节约、高效的新型建筑材料，目前已成为国家建筑用热轧光圆钢筋升级换代的主要产品。2011年实施的GB50010-2010《混凝土结构设计规范》明确提出：取消HPB235级光圆钢筋，代之HPB300级光圆钢筋。2012年12月国家标准化管理委员会公布“GB 1499.1-2008《钢筋混凝土用钢第1部分:热轧光圆钢筋》国家标准第1号修改单”，将热轧光圆钢筋国标里有关HPB235的内容删除，相关内容由HPB300替代，修改单自2013年1月1日起实施。“十二五”期间，开发综合性能优异的HPB300热轧光圆钢筋，提高钢的档次、质量和稳定性，有利于推动钢铁“减量化”生产及应用，提高了材料的利用效率，节约钢材用量，促进建筑业的转型升级，缓解钢铁生产的资源、能源和环境制约，对两型社会的构建具有十分重要的意义。 

晶粒细化是既能提高钢材强度又能提高钢材韧性的有效方法，能在不增加合金含量的基础上，大幅度提高钢材的性能，是新一代钢铁生产技术的重要发展方向。目前国内已有论文和专利报道研发出HPB300热轧光圆盘条钢筋，例如方大特钢股份公司胡泽明等发表的论文“细化晶粒降低热轧光圆钢筋HPB300合金化实践”，化学成分控制C 0.18-0.22wt%、Si 0.15-0.30wt%、Mn 1.20-1.30wt%，工艺优化后钢化学成分C 0.20-0.24wt%、Mn 0.70-0.80wt%，钢的基体组织为铁素体+珠光体，未列出钢的高低温性能、时效性能；武钢集团昆明钢铁股份有限公司陈伟等申请的专利“建筑用HPB300热轧盘条钢筋及其制备”，化学成份C：0.10-0.16wt%，Si：0.10-0.20 wt%，Mn：0.30-0.55 wt%，钢的显微组织铁素体晶粒度小于11.5级，未列出钢的高温、低温性能及时效性能。总体来看，尽管HPB300实现生产不难，但因目前钢铁行业受到资源、成本等因素的制约，如何以最低成本进行生产是各个钢铁企业的努力方向。尽管有HPB300热轧光圆盘条钢筋的研发报道，但众所周知的钢中Mn含量偏低，强度将下降，所以目前公开的HPB300热轧光圆盘条钢筋由于Mn含量偏高导致工艺成本高，钢的力学性能只是满足GB 1499.1-2008要求，显微组织为铁素体+珠光体，晶粒度小于12级；此外，对钢的高低温性能、时效性能都没有描述。因此，在GB1499.1范围内研究和改进生产工艺及设备，采用工艺强化技术提高现有钢种性能，以低成本工艺路线开发出强韧性好、高低温性能优异、具有良好低应变时效性的HPB300热轧光圆盘条钢筋，已成为目前钢铁企业的首要任务。

发明内容

为解决以上存在的不足，本发明的第一目的在于提供一种力学性能优异的超细晶HPB300热轧光圆盘条钢筋，第二目的在于提供一种成本低、强韧性好、高低温性能优异、低应变时效性的超细晶HPB300热轧光圆盘条钢筋制备方法。

本发明的第一目的是这样实现的：所述超细晶HPB300热轧光圆盘条钢筋的组成以重量百分比计包括0.15～0.18%的C、0.10～0.16%的Si、0.16～0.28%的Mn、0.080～0.120%的Cr、0.0010～0.0020%的B、0.030%以下的S、0.045%以下的P以及余量的Fe，由铁水、废钢及生铁通过钢水冶炼、钢水浇铸、钢坯控轧控冷工序制得。

本发明的第二目的是这样实现的：包括包括钢水冶炼、钢水浇铸、钢坯控轧控冷工序，具体包括：

A、钢水冶炼：将铁水、废钢及生铁加入LD氧气转炉中，常规顶底复合吹炼，按常规量加入石灰、白云石、菱镁球进行造渣，控制终点碳≥0.08wt%，出钢温度小于1640 ℃；出钢前向钢包底部加入活性石灰；出钢时钢包全程底吹氩，当钢包中钢水量大于1/4时，依次向钢包中加入铝铁、硅钙钡合金、高碳锰铁、硅铁、硼铁及高碳铬铁至钢包中钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，对钢水吹氩4～5min；吹氩结束后，向钢包内加入常规大包覆盖剂；