【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢铁冶炼，具体涉及一种公称直径12-16mm富氮微合金650mpa高强抗震钢筋的制备方法。
技术介绍
1、高强抗震钢筋是高层、大型钢筋混凝土建筑结构的主要增强材料，在结构中承载着拉、压应力和应变等负载的应力应变。随着我国建筑向高层、超高层、大跨度隧桥抗震结构方向的不断发展，开发高强韧、综合性能优异的600mpa及以上强度级别的抗震钢筋已是钢铁行业提升技术水平和产品结构调整的重要任务之一。
2、目前国内已有600mpa、630mpa高强钢筋生产技术的相关研究报道，而对于公称直径12-16mm小规格650mpa及以上级别高强抗震钢筋的生产制备技术的相关报道较少。公称直径12-16mm小规格600mpa、630mpa高强钢筋主要采用钒氮微合金化工艺，钢中v含量≥0.150wt%，钢筋抗震性能指标强屈比(r°m/ r°el)大多在1.23-1.25，最大力总延伸率(agt)7.5-9.0%，抗震性能匹配性不好，制约了产品在抗震高烈度地区建筑结构和基础设施结构的运用。
3、本专利技术旨在提供一种公称直径12-16mm小规格富氮微合金650mpa高强抗震钢筋的制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种公称直径12-16mm富氮微合金650mpa高强抗震钢筋的制备方法。
2、本专利技术的目的是这样实现的，一种公称直径12-16mm富氮微合金650mpa高强抗震钢筋的制备方法，按以下步骤实现：
3、a、钢水冶炼：按200
4、b、脱氧合金化：将冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按照硅钙钡→硅铁→硅锰合金→高碳铬铁→富氮合金→铌磷铁合金→钒氮合金的脱氧合金化顺序，分别按2.0kg/t钢、3.1～4.5kg/t钢、23.0～24.0kg/t钢、4.5～5.1kg/t钢、1.20kg/t钢、0.40～0.54kg/t钢、0.50～0.65kg/t钢的量依次向钢包中加入硅钙钡、硅铁、硅锰合金、高碳铬铁、富氮合金、铌磷铁合金及高钒氮合金，在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；
5、c、钢水氩站处理：b步骤钢水出钢后吊至氩站处理工位，通过合金料槽按15.0kg/t钢的量，加入含钒生铁烘烤10分钟，含钒生铁表面温度≥250℃，之后对钢水进行吹氮处理；所述含钒生铁成分为：3.3wt%、si 0.25wt%、mn 1.24wt% 、v 5.05wt%、p 0.85wt%、s0.087wt%，其余为fe及不可避免的不纯物；
6、d、钢水lf炉精炼：将c步骤钢水吊至lf炉进行精炼，精炼结束后对钢水进行10～15nl/min小流量软吹氮，吹氮结束后加入钢水覆盖剂，然后将钢水吊至浇铸工位；
7、e、钢水浇铸：在中间包温度为1528～1540℃，拉速为2.8～3.0m/min，结晶器冷却水流量为130～145m3/h，二冷比水量为1.6～1.8l/kg的条件下，将d步骤的钢水浇铸成断面165mm×165mm的钢坯；
8、f、钢坯加热：将e步骤钢坯送入均热段炉温为1120～1160℃的加热炉中加热90分钟，钢坯出钢温度为1050～1070℃，之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制；
9、g、钢坯控轧控冷：将f步骤钢坯通过粗轧机组在速度为0.8～1.5m/s的轧制条件下轧制6个道次，再通过中轧机组在速度为2.5～4.5m/s的轧制条件下轧制4个道次，之后通过预精轧机组在速度为8.0～12.0m/s的轧制条件下轧制6个道次；轧件进入精轧前通过2组长度分别为6m水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为80～100m3/h，之后轧件通过精轧一组机组在速度为16.0～27.0m/s的轧制条件下轧制1～2个道次，轧件进精轧一组温度控制为820～840℃；轧件进入精轧二组机组前通过2组长度分别为8m的水冷装置进行控冷，冷却水量为50～60m3/h，轧件进精轧二组温度控制为810～830℃；之后轧件通过精轧二组机组在速度为32～38m/s的轧制条件下轧制2个道次；；精轧后轧材通过1组长度分别为10m的水冷装置进行精轧后控冷，冷却水量为40～50m3/h；控冷后钢筋上冷床温度控制为930～950℃，之后钢筋在冷床自然空冷至室温，即获得公称直径12-16mm 650mpa高强抗震钢筋。
10、本专利技术在炼钢脱氧合金化过程中加入富氮合金，钢水通过lf炉精炼吹氮处理，显著增加了钢水中氮含量，降低了钢中v/n、nb/n配比值，促进了轧制过程v、nb从固溶状态向碳氮化物析出相的转移，细小弥散的v(c,n)、nb(c,n)析出相大量形成和析出，使钢的析出强化效果明显改善；出钢完毕钢水在氩站工位加入大量含钒生铁替代昂贵的钒合金，增加了钢水v含量，大幅降低了钒合金加入量及微合金成本；钢中加入一定量铬和少量铌，改变了钢的显微组织配比，提高珠光体含量并生成少量粒状贝氏体，促进了钢抗拉强度和屈服强度的最优匹配，大幅改善了钢的抗震性能；轧钢控制较高的开轧温度，促进了v、nb微合金元素的充分固溶；预精轧后采用水冷装置控制轧件较低的进精轧温度；轧件进精轧后采用二组精轧机轧制，精轧一组、二组间采用较长的水冷装置控冷控制较低的精轧温度；精轧后采用较长的水冷装置控冷；通过采用精轧前控冷、精轧机组低温控温轧制、精轧后控冷等多重分级有限控冷工艺，细化了原始奥氏体晶粒，促进了细小弥散的v(c,n)、nb(c,n)析出相大量形成和析出，增加了铁素体晶粒的形核位置及形核速率，铁素体晶粒度达12.0级以上，超细晶强化效果显著，大幅提高了钢的强度，同时改善了钢的塑韧性。
11、本专利技术通过对化学成分设计、转炉冶炼、脱氧合金化、氩站处理、连铸、轧钢加热制度、过程控温轧制及轧后控冷工艺集成创新，充分发挥了析出强化、细晶强化及组织强化等多重强化作用，所生产的公称直径12-16mm650mpa抗震钢筋具有工艺力学性能优异稳定、显微组织细小均匀、塑韧性好、抗震性能优异等优点。本专利技术工艺生产成本低，工艺适用性及控制性强，提高了产品的运用范围及市场竞争力，具有显著的经济和社会效益。
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1.一种公称直径12-16mm富氮微合金650MPa高强抗震钢筋的制备方法，其特征在于，按以下步骤实现：
2.根据权利要求1所述公称直径12-16mm富氮微合金650MPa高强抗震钢筋的制备方法，其特征在于，步骤A中，所述废钢的化学成分为: C 0.21-0.25wt%，Si 0.30-0.52wt%，Mn1.13-1.45wt% ，P 0.028-0.045wt%，S 0.025-0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
3.根据权利要求1所述公称直径12-16mm富氮微合金650MPa高强抗震钢筋的制备方法，其特征在于，步骤A中，所述渣洗料化学成分质量比为：Al2O3 18.4wt%，SiO27.2wt%，CaO49.5wt%，Al 7.2wt%，MgO6.7wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
4.根据权利要求1所述公称直径12-16mm富氮微合金650MPa高强抗震钢筋的制备方法，其特征在于，步骤A中，钢水出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为20～25NL/min。
5.根据权利要求1所述公称直径12-16m
6.根据权利要求1所述公称直径12-16mm富氮微合金650MPa高强抗震钢筋的制备方法，其特征在于，步骤D中，精炼过程中，采用流量为20～25NL/min的氮气对钢水进行吹氮处理，然后下电极采用档位7～9档化渣；通电化渣3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况；若渣样偏稀和颜色偏黑，补加石灰4～5kg/t钢调渣，反之加预熔型精炼渣1.0～2.0kg/t钢调整；之后测温、取样，根据钢样和温度检测结果，加入合金调整钢液成分和下电极升温，确保成分和温度合格。
7.根据权利要求1所述公称直径12-16mm富氮微合金650MPa高强抗震钢筋的制备方法，其特征在于，步骤E中，采用R9m直弧形连续矫直5机5流小方坯铸机浇铸。
8.根据权利要求1所述公称直径12-16mm富氮微合金650MPa高强抗震钢筋的制备方法，其特征在于，步骤E中，铸坯出拉矫机矫直温度控制为1010～1040℃。
9.一种基于权利要求1-8任一所述制备方法获得的公称直径12-16mm富氮微合金650MPa高强抗震钢筋，其特征在于，所述公称直径12-16mm富氮微合金650MPa高强抗震钢筋具有下列重量百分比的化学成分：C 0.25～0.27wt%、Si 0.65～0.75wt%、Mn 1.51～1.59wt%、Cr 0.27～0.30wt%、V 0.120～0.130wt%、Nb 0.020～0.025wt%、S≤0.030wt%、P≤0.030wt%、O≤0.0030wt%、N 0.0290～0.0320wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；其屈服强度为665～690MPa，抗拉强度为850～900MPa，强屈比≥1.28，断后伸长率≥20%，最大力总延伸率≥10.5%。
...【技术特征摘要】
1.一种公称直径12-16mm富氮微合金650mpa高强抗震钢筋的制备方法，其特征在于，按以下步骤实现：
2.根据权利要求1所述公称直径12-16mm富氮微合金650mpa高强抗震钢筋的制备方法，其特征在于，步骤a中，所述废钢的化学成分为: c 0.21-0.25wt%，si 0.30-0.52wt%，mn1.13-1.45wt% ，p 0.028-0.045wt%，s 0.025-0.045wt%，其余为fe及不可避免的不纯物。
3.根据权利要求1所述公称直径12-16mm富氮微合金650mpa高强抗震钢筋的制备方法，其特征在于，步骤a中，所述渣洗料化学成分质量比为：al2o3 18.4wt%，sio27.2wt%，cao49.5wt%，al 7.2wt%，mgo6.7wt%，其余为fe及不可避免的不纯物。
4.根据权利要求1所述公称直径12-16mm富氮微合金650mpa高强抗震钢筋的制备方法，其特征在于，步骤a中，钢水出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为20～25nl/min。
5.根据权利要求1所述公称直径12-16mm富氮微合金650mpa高强抗震钢筋的制备方法，其特征在于，步骤b中，硅钙钡的化学成分为：si 52.5wt%，ca 9.85wt%，ba 12.15wt%，al2.45wt%，其余为fe及不可避免的不纯物；硅铁的化学成分为：si 73.5wt%，其余为fe及不可避免的不纯物；硅锰合金的化学成分为：mn 65.5wt%，si 17.2wt%，c 1.7wt%，其余为fe及不可避免的不纯物；高碳铬铁的化学成分为：cr 54.3wt%，c 7.5wt%，p 0.075wt%，s0.068wt%，其余为fe及不可避免的不纯物；富氮合金的化学成分为：si 57.3wt%，n40.5wt%，c 1.24wt%，p 0.056wt%，s 0.035wt%，其余为fe及不可避免的不纯物；铌磷铁合金的化学成分为：nb 43.5wt%，si 2.7wt%，c...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，刘林刚，陈达双，李艳萍，文玉兵，陈爱林，王文锋，杨颖，
申请(专利权)人：武钢集团昆明钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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