[发明专利]一种HRB400E含铌钛高强度可焊接抗震钢筋及其生产方法

说明书

本发明公开一种HRB400E含铌钛高强度可焊接抗震钢筋及生产方法，属于钢筋生产领域。钢筋包括化学成分及其重量百分比为：C：0.20‑0.25％，Ti：0.008‑0.030％，Nb：0.010‑0.030％，Si：0.30‑0.80％，Mn：1.10‑1.50％，P≤0.045％，S≤0.045％，余量为Fe和杂质元素。钢筋的生产方法包括转炉冶炼、连铸、铸坯加热、轧制等步骤。本发明通过控制钢中的Nb、Ti含量，促进了Ti₄C₂S₂、Ti(C,N)等以细小颗粒的形成及析出，并对炼钢和轧钢工艺参数的严格控制，显著提高了钢筋的强度，钢筋各项指标达到了抗震钢筋的要求，具有节能减排、绿色环保的现实意义。

技术领域

本发明涉及钢筋生产技术领域，尤其涉及一种HRB400E含铌钛高强度可焊接抗震钢筋及其生产方法。

背景技术

随着社会经济快速发展，城市市政工程和高层建筑等工程结构对钢筋性能的要求越来越高，建筑结构的安全性、抗震性问题引起了越来越多的关注，而提高建筑安全性和抗震性的关键是提高钢筋的强度和综合性能。在国家大力提倡节能减排的背景下，普通强度钢筋作为建筑用钢主材的状况已无法满足现阶段建设发展的需要，开发低成本高性能钢筋已成为迫切需要解决的课题。多年来，我国为推广应用高强钢筋，采取了修订规范、开展示范工程等多项措施，但是高强钢筋在实际工程应用中仍存在许多问题。与发达国家相比，我国建筑行业所用钢筋强度普遍低1～2个等级，主要存在强度低、弯曲性能差、应变延伸率低，施工中配筋过密影响混凝土浇注，且抗震性能较差等问题。因此，研究开发强度高和综合性能好的高强抗震钢筋，是钢铁企业应对未来钢筋混凝土结构在建筑工程领域发展的必然趋势。

钒氮微合金化工艺是目前生产高强度可焊接钢筋的主要手段，V-N微合金化技术主要是向钒钢中增N后，改善V在钢中的析出动力学从而优化其析出状态，使原来大量处于固溶状态的V转变为析出状态的V，使析出的第二相颗粒的数量明显增加，通过提高V在析出相的分布比例和形态，来增强细晶强化和析出强化的作用，从而改善钢的性能。但是由于V-N合金价格较高，严重增加了生产成本。为此，有研究者采用Nb微合金化技术以取代V-N微合金化技术。铌是钢中常见的合金化元素，是一种较强的碳化物、氮化物和碳氮化物的形成元素，可以有效地阻止再结晶、积累应变和保持奥氏体晶粒的变形结构，在相变过程中其析出相能提高铁素体的形核率，对细化晶粒和性能的提高起重要的作用。但铌元素在增强钢的综合性能的同时也增加了连铸坯的裂纹敏感性，容易产生内裂纹和菱变等缺陷，严重影响铸坯质量。为解决该问题，在冶炼过程中加入Ti元素，与钢中碳、氮结合形成Ti(C,N)，在高温时析出细小弥散的Ti(C,N)可抑制奥氏体晶粒度长大，同时通过固定氮减少Nb(C,N)、AlN沿奥氏体晶界析出，提高钢的热塑性，从而减少Nb导致的钢坯缺陷。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提供一种HRB400E含铌钛高强度可焊接抗震钢筋及其制备工艺，所生产的HRB400E钢筋具有强度高、塑韧性及抗震性能良好等特点，综合性能稳定，实现了节能环保的目的。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种HRB400E含铌钛高强度可焊接抗震钢筋，所述钢筋化学成分及重量百分含量如下：C：0.20-0.25％，Ti：0.008-0.030％，Nb：0.010-0.030％，Si：0.40-0.80％，Mn：1.10-1.50％，P≤0.045％，S≤0.045％，其余为Fe和不可避免的杂质。

所述钢筋由如下生产方法制得：包括转炉冶炼工序、连铸工序、铸坯加热工序、轧制工序，所述转炉冶炼工序，终点成分重量百分含量控制为C≥0.08％，P≤0.035％，终点温度1630～1680℃；所述钢筋屈服强度≥400MPa，抗拉强度≥540MPa，钢筋强屈比≥1.25，断后伸长率A≥16，最大伸长率Agt≥7.5。