一种高强度耐火钢筋及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度耐火钢筋及其制备方法，本发明专利技术的高强度耐火钢筋按重量百分比计由以下成分组成：0.15≤C≤0.22％；0.35≤Si≤0.50％；1.3≤Mn≤1.6％；P≤0.015％；S≤0.01％；0.50≤Ni≤0.65％；0.02％≤V≤0.08％；0.04≤Nb≤0.10；0.5％≤Cr≤0.8％；0.15％≤Mo≤0.35％,其余为Fe和不可避免的杂质。本发明专利技术的制备方法是将耐火钢筋的合金元素加入到铁水中进行冶炼和铸坯，依序进行粗轧和精轧，精轧后进行风冷和空冷，得到显微组织为铁素体+贝氏体组织和M/A岛的高强度耐火钢筋。本发明专利技术的制备方法工艺简单，易于操作和控制，生产效率较高。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度耐火钢筋及其制备方法
本专利技术涉及建筑用钢筋
，具体涉及一种高强度耐火钢筋及其制备方法。
技术介绍
目前，建筑业发展十分迅猛，建筑用钢尤其是建筑用钢筋的性能和质量已成为建筑业衡量建筑物是否安全可靠，能否保证建筑物设计寿命的重要环节之一。特别是高层建筑物火灾的发生，对人的生命安全和财产造成重大威胁和损失。人们逐步认识到建筑钢筋的耐火性能对于建筑物安全的重要性。现有专利文献中公开了“一种耐火钢筋及其生产工艺”(CN104032234A)的成分和工艺。该专利中钢水冶炼时需要采用电磁搅拌工艺，生产工艺复杂，并且轧制过程中采用了穿水冷却。穿水冷却在热轧钢筋轧制后的处理方法中已经不被国家标准采纳。现有专利文献中还公开了“混凝土用600MPa高性能耐火抗震钢筋及其制备”(CN102796961A)。该专利在钢坯轧制过程中，采用了控轧控冷工艺，但该工艺较为复杂。因此，提供一种高强度、耐高温、生产工艺简单的耐火钢筋在建筑用钢研究领域具有十分重要而深远的意义。
技术实现思路
为克服现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供一种耐高温、高强度耐火钢筋，以及一种工艺简单的耐火钢筋制备方法。本专利技术的技术方案之一是提供一种高强度耐火钢筋,其特点在于耐火钢筋以重量百分比计由以下成分组成：0.15％≤C≤0.22％，0.35％≤Si≤0.50％，1.3％≤Mn≤1.6％，P≤0.015％，S≤0.01％，0.50％≤Ni≤0.65％，0.02％≤V≤0.08％，0.04％≤Nb≤0.10％，0.5％≤Cr≤0.8％，0.15％≤Mo≤0.35％，其余为Fe和不可避免的杂质。本专利技术的耐火钢筋中还加入有以重量百分比计为0.005％≤Re≤0.01％的Re，以提高钢筋的整体耐高温性能。本专利技术还提供一种高强度耐火钢筋的制备方法，该方法具有如下步骤：A将铁矿进行烧结得到烧结矿，将所述烧结矿经高炉冶炼得到铁水；B将耐火钢筋的成分组成合金元素加入到铁水中进行冶炼，控制冶炼中钢水成分组成的百分比，并控制各元素的含量；C将上述冶炼的钢水进行铸坯，之后将铸坯以4.0～8.0℃/s的加热速率加热至750～850℃，然后再以8.0～12.0℃/s的加热速率加热至1100～1200℃，再将温度控制在1060～1100℃之间，保温25～35min；D将铸坯后得到的钢坯依序进行粗轧和精轧，控制粗轧开轧温度为1010-1050℃，粗轧的轧制道次为3～5道，总压下率为50～60％，粗轧终轧温度970-1010℃；控制精轧开轧温度为965-1005℃，精轧的轧制道次为7～12道，总压下率为40～50％，且末三道次累计压下率控制在10～20％，终轧温度为900-940℃；E精轧后的钢筋进行风冷和空冷，冷却速率20～30℃/s，钢筋温度风冷至680-700℃时空冷至室温；F进行精整、包装及检验。本专利技术所制备的高强度耐火钢筋显微组织为铁素体+贝氏体组织和M/A岛。耐火钢筋的屈服强度可达到450MPa以上。本专利技术通过在钢筋成分中添加多种元素，尤其是在添加了Cr，Mo和Ni的成分并且合理调整其含量后，使其耐高温的特性更加显著，实现了耐火耐高温的良好效果。同时，本专利技术生产高强度耐火钢筋的制备方法工艺较为简单，易于控制和操作，进一步提高了生产效率。具体实施方式以下参照示例性实施例对本专利技术的设计思想以及具体实施方式进行详细说明。本专利技术可以进行各种不同的改进，以及可以包括各种实施方式。以下所示出的是优选实施例。本专利技术的设计思想是通过多种合金元素的协同作用使得生产出的钢筋具有耐高温和高强度的性能。使其使用在建筑物中更加安全可靠。本专利技术采取在钢中加入钒、铬、钼、镍等合金元素成分含量后，既提高了钢筋的强度，又提高了其耐火性能。在制备方法上采用了轧后风冷工艺，使固溶强化、沉淀析出的驱动力增加，得到显微组织为铁素体+贝氏体组织和M/A岛的钢筋，提高了钢的耐高温性能，并且强度显著提高。本专利技术还调整和添加了Cr和Mo以及Ni的成分含量，使钢筋具有耐高温的特性，可实现耐火耐高温的效果。而加入更加合理适量的Ni，一方面强烈提高钢的强度，另一方面Ni还有良好的耐热疲劳性能。本专利技术还在耐火钢筋的成分中添加有0.005％≤Re≤0.01％的Re元素。而钢中添加适量的Re，可净化钢液，明显提高钢的整体耐高温性能，保持较高的高温强度，还可以降低钢的过热敏感性。本专利技术的技术方案由两部分组成，一种技术方案是提供一种高强度耐火钢筋。该耐火钢筋以重量百分比计由以下成分组成：0.15％≤C≤0.22％，0.35％≤Si≤0.50％，1.3％≤Mn≤1.6％，P≤0.015％，S≤0.01％，0.50％≤Ni≤0.65％，0.02％≤V≤0.08％，0.04％≤Nb≤0.10％，0.5％≤Cr≤0.8％，0.15％≤Mo≤0.35％，其余为Fe和不可避免的杂质。耐火钢筋中还可加入以重量百分比计为0.005％≤Re≤0.01％的Re，以提高钢筋的整体耐高温性能。另一种技术方案是提供一种高强度耐火钢筋的制备方法。该方法的实施步骤如下：采用铁矿烧结矿，经高炉冶炼得到铁水，将耐火钢筋的成分组成合金元素加入到铁水中进行冶炼，控制冶炼中钢水成分组成的百分比以及控制各元素的含量，将冶炼的钢水采用连铸进行铸坯；之后将铸坯以4.0～8.0℃/s的加热速率加热至750～850℃，然后再以8.0～12.0℃/s的加热速率加热至1100～1200℃，再将温度控制在1060～1100℃之间，保温25～35min；铸坯后得到的钢坯依序进行粗轧和精轧，控制粗轧开轧温度为1010-1050℃，粗轧的轧制道次为3～5道，总压下率为50～60％，粗轧终轧温度970-1010℃；粗轧后进行精轧，控制精轧开轧温度为965-1005℃，精轧轧制道次为7～12道，总压下率为40～50％；其中，末三道次累计压下率控制在10～20％，终轧温度为900-940℃；精轧后的钢筋进行风冷和空冷，冷却速率20～30℃/s，钢筋温度风冷至680-700℃时空冷至室温，最后进行精整、包装及检验。最终检验结果显示，本专利技术所制备的高强度耐火钢筋显微组织为铁素体+贝氏体组织和M/A岛。耐火钢筋的屈服强度可达到450MPa以上。达到了耐火耐高温的专利技术目的。实施例1首先将铁矿进行烧结得到烧结矿，将所述烧结矿经高炉冶炼得到铁水。在10吨转炉中装入总容积5吨的铁水，将锰、硅、铌、钒、铬、钼等合金成分组成元素加入上述铁水中，控制铁水中各元素的百分比在如下范围内：C：0.19％，Si:0.45％，Mn:1.45％，P:0.012％，S：0.01％，Ni：0.55％，V:0.05％，Nb:0.07，Cr:0.7％，Mo:0.25％，其余为Fe以及其它不可避免的杂质。铁水通过脱硫，转炉冶炼采用双渣法脱磷，使得铁水中硫、磷的含量符合要求。铁水经转炉顶底吹炼氩气进行精炼以及真空处理得到钢水，以进一步控制钢水中各元素的含量。将所述钢水进行铸坯，具体为连铸铸坯，将钢坯送入加热炉中以4.0～8.0℃/s的加热速率加热至750～850℃，然后再以8.0～12.0℃/s的加热速率加热至1100～1200℃，再将温度控制在1060～1100℃之间，保温25～35min。具体到本实施例中，将钢坯送入加热炉中以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度耐火钢筋，其特征在于，耐火钢筋以重量百分比计由以下成分组成：0.15％≤C≤0.22％，0.35％≤Si≤0.50％，1.3％≤Mn≤1.6％，P≤0.015％，S≤0.01％，0.50％≤Ni≤0.65％，0.02％≤V≤0.08％，0.04％≤Nb≤0.10％，0.5％≤Cr≤0.8％，0.15％≤Mo≤0.35％，其余为Fe和不可避免的杂质；所述耐火钢筋的显微组织为铁素体+贝氏体组织和M/A岛。

【技术特征摘要】
1.一种高强度耐火钢筋，其特征在于，耐火钢筋以重量百分比计由以下成分组成：0.15％≤C≤0.22％，0.35％≤Si≤0.50％，1.3％≤Mn≤1.6％，P≤0.015％，S≤0.01％，0.50％≤Ni≤0.65％，0.02％≤V≤0.08％，0.04％≤Nb≤0.10％，0.5％≤Cr≤0.8％，0.15％≤Mo≤0.35％，其余为Fe和不可避免的杂质；所述耐火钢筋的显微组织为铁素体+贝氏体组织和M/A岛。2.根据权利要求1所述高强度耐火钢筋，其特征在于，耐火钢筋还含有Re，所述Re以重量百分比计为：0.005％≤Re≤0.01％。3.一种高强度耐火钢筋的制备方法，其特征在于，具有如下步骤：A将铁矿进行烧结得到烧结矿，将所述烧结矿经高炉冶炼得到铁水；B将耐火钢筋的成分组成合金元素加入到铁水中进行冶炼，控制冶炼中钢水成分组成的百分比，并控制各元素的含量；C将上...

【专利技术属性】
技术研发人员：王长城，周和敏，谢锦官，陈春荣，
申请(专利权)人：盐城市联鑫钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32