[发明专利]一种耐高温钢筋及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑用钢筋及其生产方法，具体属于一种耐高温钢筋其生产方法。特别在600℃高温下半小时屈服强度下降不超过1/3的要求。

背景技术

随着国内住宅建筑向高层发展，楼层越做越高，使钢筋的防火问题愈显突出，在火灾的高温作用下，钢材的强度和刚度会明显降低，并可能发生建筑物倒塌而酿成巨灾。一旦发生火灾，燃烧物使周围温度迅速超过300℃以上，而混凝土一般温度在300℃以下基本变化不大，600℃抗压强度衰减一半，800℃只有原来的10%。2001年“9·11”事件中，美国纽约的世贸中心受飞机撞击，使大量航空燃油爆炸燃烧后引起倒塌便是一例。因此开发一种耐高温的钢筋使得建筑物能够在高温下承受足够长的时间而不会因为钢筋强度降低而倒塌是非常重要的，人们可以拥有足够自救时间，通过楼梯跑到低楼层获救。 

经检索：中国专利申请号为CN201210340402.7的专利文献，公开了一种混凝土用600MPa高性能耐火抗震钢筋及其制备方。其经过钢水冶炼、钢水浇涛、钢坯控轧控冷，得到具有下列质量比的化学成分的混凝土用600MPa高性能耐火抗震钢筋：C：0.15～0.20%，Si：0.45～0.65%，Mn：0.80～1.05%，Cr：0.60～0.80%，V：0.050～0.070%，B：0.0008～0.0020%，S≤0.045wt%，P≤0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。本发明具有生产成本低、工艺适用性及控制性强等特点，钢的显微组织分布均匀且形态好，铁素体细晶效果显著，高温屈服强度明显高于普通钢材，具有较好的耐火性，高强度，高塑韧性，良好的焊接及抗震性，综合性能优异。其不足是：600℃下的屈服强度为常温下的50%左右，相对耐火性能仍显不足，而且轧制过程中需要分段控制冷却速度，对设备要求较高。

中国专利申请号为CN201310593620.6的专利文献，公开了一种630MPa级以上高强钢筋，该高强钢筋的重量百分比成分为：碳:0.28%-0.38%、硅:0-0.35%、锰:0-0.90%、铬:0.80%-1.50%、镍:3.00%-4.00%、钼:0.40%-0.60%、磷:0-0.015%、硫:0-0.015%、氢:0-2.0ppm、钒:0.10%-0.20%、钛:0-0.025%、铜:0-0.20%、铝:0-0.05%、0-0.50%残余元素，其余为Fe。其不足是生产该钢筋的工艺复杂，成分较多易造成性能波动大，且该钢筋不具备耐高温性能。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种在保证钢筋基本力学性能的前提下，屈服强度≥500MPa，在600℃高温下半小时屈服强度下降不超过1/3的耐高温钢筋及生产方法。

本申请为了实现上述目的，对实现本申请的目的的起影响或者关键作用的合金元素及工艺进行了深入的研究其结果，为了即使在保证基本性能的前提下，还能实现在600℃高温下半小时屈服强度下降不超过1/3，因此提出了采用在成分方面主要是采用了V的添加量控制在0.03～0.05%，这样能使添加的V与钢中的碳、氮原子形成细小的碳化物和碳氮化物，这些碳化物和碳氮化物在奥氏体转化为铁素体和珠光体的过程中和转变后逐渐析出，起到细化钢筋的室温组织的作用，并阻碍晶格中的位错运动，产生沉淀强化的作用，最终达到改进钢的强韧性；其次还同时添加了元素硼和稀土，能进一步提高钢的高温强度，改善热塑性；成分的优化，还需要匹配的工艺才行，因此，经研究，工艺方面主要是采取了开轧温度在：1000～1100℃， 精轧终轧温度在800～880℃，目的是终轧温度更接近相变温度，使晶粒得到细化，同时也有利于钒的析出物更加细小和弥散。

实现上述目的的措施：

一种耐高温钢筋，其组分及重量百分比含量为：C 0.18～0.25%、Si 0.8～1.2%、Mn 1.2～1.6%、P≦0.03%、S≦0.02%、稀土元素0.05～0.15%、V 0.03～0.05%、Al0.1～0.3%、Mo0.2～0.3%、B0.001～0.005%，其余为Fe和杂质元素。

优选地：V的重量百分比含量为0.033～0.046%。

生产一种耐高温钢筋的方法，其步骤：

1）常规冶炼并铸坯，控制出钢温度在1660～1690℃，铸坯拉速不高于1.8m/min； 

2）对铸坯进行自然堆垛冷却并至室温；

3）对铸坯加热，控制均热段温度为：1080～1165℃，加热时间在105~125min；

4）进行粗轧，并控制其开轧温度在：985～1065℃；