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专利名称：抗震盘条钢筋及其制备方法和应用

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202310122706.4

专利申请（专利权）人：宝武集团鄂城钢铁有限公司
权利人地址：湖北省鄂州市鄂城区武昌大道215号

专利发明（设计）人：王小燕,李兴,杨文博,张渊普,刘长江,黄睿涛

专利摘要：本发明公开了一种抗震盘条钢筋及其制备方法和应用，涉及钢铁生产技术领域。包括如下重量百分比的元素：C：0.25～0.28％，Si：0.50～0.70％，Mn：1.00～1.20％，S≤0.030％，P≤0.030％，V：0.110～0.120％，V+Nb:0.125～0.140％，N：0.016～0.018％，余量为Fe和不可避免杂质。通过控制钢筋中各元素的含量，保证钢筋的屈服强度高，强屈比较高。同时控制抗震盘条钢筋的吐丝温度，确保Nb、V和N元素在加热时能充分固溶到奥氏体中，再控制钢筋的冷却速度，使得V、Nb等元素在γ/α相变过程中能充分发挥析出强化作用，从而获得具有明显屈服平台的钢筋。

主权利要求：
1.一种抗震盘条钢筋，其特征在于，包括如下重量百分比的元素：C：0.25 0.28％，Si：~
0.50 0.70％，Mn：1.00 1.20％，S≤0.030％，P≤0.030％，V：0.110 0.120％，V+Nb:0.125~ ~ ~ ~
0.140%，N：0.016 0.018％，Cr：0.040 0.070%，Mo：0.005 0.008%，Cu：0.01 0.05%，Ni：0.010~ ~ ~ ~
0.030%，余量为Fe和不可避免杂质；
~
所述钢筋的碳当量≤0.58%；
所述钢筋的屈服强度≥640MPa，抗拉强度≥830MPa，强屈比≥1.27，最大力总伸长率≥
10%；
所述抗震盘条钢筋的制备方法包括：将轧制后的钢坯降温后进行吐丝，吐丝温度为950
1000℃；再对吐丝后的红钢进行冷却，冷却辊道的线速度为0.1 1.5m/s；
~ ~
所述冷却包括将吐丝后的红钢通入风冷线冷却，所述风冷线的风冷辊道的总长度≥2
85m；风量首段速度为0.5 0.8m/s；加速度为0.001 0.003m/s；风机开启台数≤4台；开启频~ ~率为40Hz；开口度为60 100%。
~
2.根据权利要求1所述的抗震盘条钢筋，其特征在于，所述钢筋的直径为6 16mm。
~
3.根据权利要求1所述的抗震盘条钢筋，其特征在于，吐丝后的红钢盘卷直径为1000~
1100mm；
所述降温包括将轧制后的红钢通入水冷段降温。
4.根据权利要求1所述的抗震盘条钢筋，其特征在于，钢坯在轧制前还包括将钢坯加热，加热包括将钢坯送至加热炉加热。
5.根据权利要求4所述的抗震盘条钢筋，其特征在于，所述加热炉的加热段温度为1150
1190℃，均热段温度为1180 1220℃，加热时间≥90min。
~ ~
6.根据权利要求4所述的抗震盘条钢筋，其特征在于，所述加热炉的加热煤气包括高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的抗震盘条钢筋，其特征在于，钢坯的轧制包括将钢坯依次进行粗轧、中轧和精轧。
8.根据权利要求7所述的抗震盘条钢筋，其特征在于，所述钢坯进入粗轧时的温度为
1050 1100℃。
~
9.根据权利要求7所述的抗震盘条钢筋，其特征在于，所述粗轧后钢坯直径为60 64mm，~所述中轧后钢坯直径为27 32mm。
~
10.根据权利要求7所述的抗震盘条钢筋，其特征在于，粗轧后采用1#飞剪剪切再进行中轧。
11.根据权利要求7 10任一项所述的抗震盘条钢筋，其特征在于，所述精轧前还包括预~精轧和预穿水。
12.根据权利要求11所述的抗震盘条钢筋，其特征在于，所述预精轧后的钢坯直径为15
22mm，且所述中轧后的钢坯采用2#飞剪剪切再进行预精轧。
~
13.根据权利要求11所述的抗震盘条钢筋，其特征在于，所述预穿水包括将预精轧后的钢坯预水冷，预穿水后钢坯的温度为900 950℃；
~
所述预穿水后的钢坯采用3#飞剪剪切再进行精轧。
14.根据权利要求1所述的抗震盘条钢筋，其特征在于，还包括将冷却后的钢筋进行空气冷却。
15.根据权利要求14所述的抗震盘条钢筋，其特征在于，所述空气冷却包括将冷却后的钢筋送至P/F线运输，所述P/F线的长度为350 450m。
~
16.一种如权利要求1 15任一项所述的抗震盘条钢筋在建筑领域的应用。
~ 说明书 : 抗震盘条钢筋及其制备方法和应用技术领域[0001] 本发明涉及钢铁生产技术领域，具体而言，涉及一种抗震盘条钢筋及其制备方法和应用。背景技术[0002] 热轧带肋钢筋是钢筋混凝土建筑结构的主要增强材料，在结构中承载着拉、压应力和应变的作用，同时在钢筋的再加工效应中，如焊接、机械连接、弯曲或调直等应用广泛。[0003] 为了积极响应碳排放、碳中和的工作要求，减少钢材消耗是降低碳排放的方式之一。减少钢材消耗就势必需要提高单个钢材的屈服强度，同时控制其强屈比，而针对Φ6?16mm小规格抗震盘条钢筋来说，由于规格较。谏墓讨腥菀仔纬杀词咸，盘卷后组织内部会有大量位错，从而导致盘条形状交货的钢筋在进行力学性能检验时拉伸曲线的屈服平台不明显。根据国家标准，对于屈服平台不明显的钢筋需要通过引伸计读取Rp0.2来取值，读取Rp0.2值受钢筋矫直方法、矫直程度等因素影响，较实际屈服强度会有至少30MPa的下降，因此现有技术中为了获得实际屈服强度较高的盘条钢筋，常通过提高合金元素的添加量来保证屈服强度，增加了合金的消耗量。因此，如何解决盘条钢筋屈服平台不明显的问题，同时提高盘条钢筋的屈服强度是本领域亟需解决的技术问题。[0004] 鉴于此，特提出本发明。发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种抗震盘条钢筋及其制备方法和应用。[0006] 本发明是这样实现的：[0007] 第一方面，本发明提供一种抗震盘条钢筋，包括如下重量百分比的元素：C：0.25～0.28％，Si：0.50～0.70％，Mn：1.00～1.20％，S≤0.030％，P≤0.030％，V：0.110～0.120％，V+Nb:0.125～0.140％，N：0.016～0.018％，余量为Fe和不可避免杂质。[0008] 在可选的实施方式中，包括如下重量百分比的元素：C：0.25～0.28％，Si：0.50～0.70％，Mn：1.00～1.20％，S≤0.030％，P≤0.030％，V：0.110～0.120％，V+Nb:0.125～0.140％，N：0.016～0.018％，Cr：0.040～0.070％，Mo：0.005～0.008％，Cu：0.01～0.05％，Ni：0.010～0.030％，余量为Fe和不可避免杂质。[0009] 优选地，钢筋的碳当量≤0.58％。[0010] 优选地，钢筋的直径为6～16mm。[0011] 优选地，钢筋的屈服强度≥640MPa，抗拉强度≥830MPa，强屈比≥1.27，最大力总伸长率≥10。[0012] 第二方面，本发明提供一种如前述实施方式的抗震盘条钢筋的制备方法，包括将轧制后的钢坯降温后进行吐丝，吐丝温度为950～1000℃；再对吐丝后的红钢进行冷却，冷却辊道的线速度为0.1～1.5m/s。[0013] 在可选的实施方式中，冷却包括将吐丝后的红钢通入风冷线冷却。[0014] 优选地，风冷线的风冷辊道的总长度≥85m；风量首段速度为0.5～0.8m/s；加速度2为0.001～0.003m/s；风机开启台数≤4台；开启频率为40HZ；开口度为60～100％。[0015] 在可选的实施方式中，吐丝后的红钢盘卷直径为1000～1100mm。[0016] 优选地，降温包括将轧制后的红钢通入水冷段降温。[0017] 在可选的实施方式中，钢坯在轧制前还包括将钢坯加热，加热包括将钢坯送至加热炉加热。[0018] 优选地，加热炉的加热段温度为1150～1190℃，均热段温度为1180～1220℃，加热时间≥90min。[0019] 优选地，加热炉的加热煤气包括高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气中的一种或多种。[0020] 在可选的实施方式中，钢坯的轧制包括将钢坯依次进行粗轧、中轧和精轧。[0021] 优选地，钢坯进入粗轧时的温度为1050～1100℃。[0022] 优选地，粗轧后钢坯直径为60～64mm，中轧后钢坯直径为27～32mm。[0023] 优选地，粗轧后采用1#飞剪剪切再进行中轧。[0024] 在可选的实施方式中，精轧前还包括预精轧和预穿水。[0025] 优选地，预精轧后的钢坯直径为15～22mm，且中轧后的钢坯采用2#飞剪剪切再进行预精轧。[0026] 优选地，预穿水包括将预精轧后的钢坯预水冷，预穿水后钢坯的温度为900～950℃。[0027] 优选地，预穿水后的钢坯采用3#飞剪剪切再进行精轧。[0028] 在可选的实施方式中，还包括将冷却后的钢筋进行空气冷却。[0029] 优选地，空气冷却包括将冷却后的钢筋送至P/F线运输，P/F线的长度为350～450m。[0030] 第三方面，本发明提供一种如前述实施方式的抗震盘条钢筋或如前述实施方式任一项的制备方法制得的抗震盘条钢筋在建筑领域的应用。[0031] 本发明具有以下有益效果：[0032] 本发明提供了一种抗震盘条钢筋及其制备方法和应用，通过控制钢筋中C、Si、Mn、V、Nb和N元素的含量，降低了Mn元素的含量，充分发挥Nb、V和N的细晶强化、析出强化作用，保证钢筋的屈服强度高，强屈比较高。进一步的，本发明通过控制抗震盘条钢筋的吐丝温度，确保Nb、V和N元素在加热时能充分固溶到奥氏体中，再控制钢筋在冷却过程中的传输速度，保证在γ/α相变过程中，V、Nb等元素能充分析出发挥析出强化作用，从而使得该方法制备得到的抗震盘条钢筋具有明显的屈服平台，可以较为准确地测量出钢筋的屈服强度。附图说明[0033] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。[0034] 图1为本发明实施例1提供的抗震盘条钢筋的金相图；[0035] 图2为本发明实施例1提供的抗震盘条钢筋的拉伸曲线图；[0036] 图3为本发明对比例1提供的抗震盘条钢筋的拉伸曲线图。具体实施方式[0037] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。[0038] 第一方面，本发明提供一种抗震盘条钢筋，包括如下重量百分比的元素：C：0.25～0.28％，Si：0.50～0.70％，Mn：1.00～1.20％，S≤0.030％，P≤0.030％，V：0.110～0.120％，V+Nb:0.125～0.140％，N：0.016～0.018％，余量为Fe和不可避免杂质。[0039] 碳对钢筋的强度、韧性、焊接性能影响很大。碳在钢中主要起固溶强化作用，是用于强化钢材最合适的元素。但是当碳含量过高时，会将降低钢的塑韧性，特别是损害钢的焊接。为了获得屈服强度达到640MPa以上的超高强度抗震盘条钢筋，且获得屈服强度和韧性均较好的抗震盘条钢筋，将C的含量控制在0.26～0.28％范围内。[0040] 硅能溶入铁素体产生固溶强化作用，使得铁素体的强度和硬度提高，同时硅也可能导致钢筋的塑性和韧性下降。当硅含量过高时，轧钢过程中的氧化铁皮难以除。跋旄植谋砻嬷柿。[0041] 锰作为高强度钢筋的主要固溶强化元素之一，能够同时降低γ→α的相变温度，因此锰元素含量过高对于小规格的盘条钢筋是不利的，容易导致钢筋在γ→α相变过程中向贝氏体转变，而钢筋中含有贝氏体不利于其力学性能拉伸时屈服平台的形成，因此本发明通过降低锰含量，以避免金相组织中产生贝氏体。[0042] 由于降低了锰含量，为了保证钢筋的屈服强度和抗拉强度，还需要添加钒和铌元素。铌可以显著提高钢的奥氏体再结晶温度，扩大未再结晶区范围，便于实现高温轧制。铌还可以抑制奥氏体晶粒长大，具有显著地细晶强化和析出强化作用，有利于提高钢筋的抗拉强度，通过添加适量的铌元素，可以保证钢筋的抗拉强度与屈服强度的比值≥1.25，满足抗震性能的要求，但受到C含量的限制和加热温度的影响，过高的Nb无法固溶。钒的化合物仅在γ/α相变过程中或相变之后析出，析出物非常细。惺窒灾奈龀銮炕Ч，且Nb+V元素的含量过高，对于钢筋的强屈比不利，影响钢筋的抗震性能。[0043] 本发明将氮元素含量控制在0.016～0.018％范围内，N元素与钢筋中的其他元素析出形成VN、VC合金，从而增加了V的沉淀强化作用和细晶强化作用。通过在钢筋中形成氮化物，强化了基体中的铁素体并细化晶粒，钢的强度和韧性可以显著提高。[0044] 硫和磷的都属于钢种有害夹杂元素，因此需要严格控制其在钢中的含量，避免钢中各成分形成夹杂、偏析等缺陷，影响钢材延伸率、焊接性。[0045] 本发明通过控制钢筋中C、Si、Mn、V、Nb和N元素的含量，降低了Mn元素的含量，充分发挥Nb、V和N的细晶强化、析出强化作用，保证钢筋的屈服强度高，强屈比较高。[0046] 在可选的实施方式中，包括如下重量百分比的元素：C：0.25～0.28％，Si：0.50～0.70％，Mn：1.00～1.20％，S≤0.030％，P≤0.030％，V：0.110～0.120％，V+Nb:0.125～0.140％，N：0.016～0.018％，Cr：0.040～0.070％，Mo：0.005～0.008％，Cu：0.01～0.05％，Ni：0.010～0.030％，余量为Fe和不可避免杂质。[0047] 优选地，钢筋的碳当量≤0.58％。其中，碳当量的计算方法为：碳当量Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。其中，Cr、Mo、Cu和Ni四种元素是钢水里的残余金属元素，其影响着钢筋的焊接性能，钢筋的碳当量越低，焊接性能越好。[0048] 优选地，钢筋的直径为6～16mm。[0049] 优选地，钢筋的屈服强度≥640MPa，且屈服平台明显，抗拉强度≥830MPa，强屈比≥1.27，最大力总伸长率≥10。其中强屈比为钢筋的屈服强度与抗拉强度的比值。[0050] 第二方面，本发明提供一种如前述实施方式的抗震盘条钢筋的制备方法，包括将轧制后的钢坯降温后进行吐丝，吐丝温度为950～1000℃；再对吐丝后的红钢进行冷却，冷却辊道的线速度为0.1～1.5m/s。[0051] 本发明通过控制抗震盘条钢筋的吐丝温度，确保Nb、V和N元素在加热时能充分固溶到奥氏体中，再控制钢筋在冷却过程中的传输速度，保证在γ/α相变过程中，V、Nb等元素能充分析出发挥析出强化作用，从而使得该方法制备得到的抗震盘条钢筋具有明显的屈服平台，可以较为准确地测量出钢筋的屈服强度。[0052] 在可选的实施方式中，冷却包括将吐丝后的红钢通入风冷线冷却。[0053] 优选地，风冷线的风冷辊道的总长度≥85m；风量首段速度为0.5～0.8m/s；加速度2为0.001～0.003m/s；风机开启台数≤4台；开启频率为40HZ；开口度为60?100％。[0054] 在可选的实施方式中，风冷线为斯太尔摩风冷线，风冷线总长度85m。[0055] 优选地，斯太尔摩风冷线的辊道下方有11台风机，其中1～6号风机依次位于风冷3线的进口端，其最大风量均为240000m /h；7～11号风机依次位于风冷线的出口端，其最大3风量均为120000m/h。[0056] 本发明通过将吐丝后的红钢置于风冷线冷却，风冷辊道的速度降低，使得从吐丝出来的高速度高温度钢筋在风冷辊道上缓慢地在两相区冷却，充分发挥铌、钒、氮等微量元素的析出强化作用，确保盘条钢筋的头部、尾部的屈服强度都能达到640MPa以上。[0057] 在可选的实施方式中，吐丝后的红钢盘卷直径为1000～1100mm。[0058] 优选地，降温包括将轧制后的红钢通入水冷段降温。[0059] 经过发明人研究发现，由于轧制后的红钢温度较高，吐丝温度过高会导致钢筋晶粒粗大，不利于强度的保证，吐丝温度过低会导致钢筋组织转变过快，组织中容易出现影响拉伸曲线平台的贝氏体，因此需要在轧制后将红钢通入水冷段弱冷降温，降至合适的吐丝温度，即本申请的950～1000℃，以保证铌钒等微合金元素充分发挥析出强化作用，避免盘卷后组织内部形成位错，获得屈服平台明显的盘条钢筋。[0060] 在可选的实施方式中，钢坯在轧制前还包括将钢坯加热，加热包括将钢坯送至加热炉加热。由于钢坯经过加热炉加热后温度升高常常呈现红色，因此也将经过加热的钢坯称为红钢。[0061] 优选地，加热炉的加热段温度为1150～1190℃，均热段温度为1180～1220℃，加热时间≥90min。[0062] 优选地，加热炉内的有效尺寸为18×9m。[0063] 优选地，加热炉的加热煤气包括高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气中的一种或多种。[0064] 在可选的实施方式中，钢坯的轧制包括将钢坯依次进行粗轧、中轧和精轧。[0065] 优选地，钢坯进入粗轧时的温度为1050～1100℃。[0066] 优选地，粗轧后钢坯直径为60～64mm，中轧后钢坯直径为27～32mm。[0067] 优选地，粗轧后采用1#飞剪剪切再进行中轧。[0068] 在可选的实施方式中，精轧前还包括预精轧和预穿水。[0069] 优选地，预精轧后的钢坯直径为15～22mm，且中轧后的钢坯采用2#飞剪剪切再进行预精轧。[0070] 优选地，预精轧采用摩根式，轧辊为直径Φ260～285mm的碳化钨材质辊环。[0071] 优选地，预穿水包括将预精轧后的钢坯预水冷，预穿水后钢坯的温度为900～950℃。[0072] 优选地，预穿水后的钢坯采用3#飞剪剪切再进行精轧。[0073] 在可选的实施方式中，还包括将冷却后的钢筋进行空气冷却。[0074] 优选地，空气冷却包括将冷却后的钢筋送至P/F线运输，P/F线的长度为350～450m，确保固溶元素进一步析出。[0075] 第三方面，本发明提供一种如前述实施方式的抗震盘条钢筋或如前述实施方式任一项的制备方法制得的抗震盘条钢筋在建筑领域的应用。[0076] 以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。[0077] 实施例1[0078] 本实施例提供了一种抗震盘条钢筋，直径为6mm，其含有如下重量百分比的元素：C：0.27％，Si：0.60％，Mn：1.10％，S：0.015％，P：0.015％，V：0.112％，Nb:0.016％，N：0.0165％，Cr：0.040％，Mo：0.006％，Cu：0.02％，Ni：0.015％，余量为Fe和不可避免杂质。[0079] 本实施例提供的抗震盘条钢筋的制备方法如下：[0080] S01、钢坯加热[0081] 经过辊道红送的钢坯直接进入加热炉加热，加热炉的加热段温度为1171～1194℃，均热段温度为1200～1220℃，加热时间90～140min，加热炉内的有效尺寸为18×9m。加热炉的加热煤气为高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气的混合气。[0082] S02、轧制[0083] 将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧、预精轧、预穿水和精轧。[0084] 粗轧：经过均匀加热的钢坯进入1#平轧机，钢坯进入1#轧机前的温度为1050～1080℃，再通过六架平立交替粗轧机组进行粗轧操作，获得直径为Φ62mm的粗轧红钢。[0085] 中轧：粗轧红钢通过1#飞剪头尾剪切后，进入六架平立交替的中轧机组进行中轧操作，获得直径为Φ27mm的中轧红钢。[0086] 预精轧：中轧后的红钢采用2#飞剪剪切头尾后，进入一架立式活套器进行无张力轧制，再进入四架平立交替预精轧机组进行预精轧操作，获得直径为Φ17.5mm的预精轧红钢，预精轧采用摩根式，轧辊为直径Φ281的碳化钨材质辊环。[0087] 预穿水：将预精轧红钢送至预水冷段将钢坯的温度降至910～930℃。[0088] 精轧：预穿水后的钢坯采用3#飞剪剪切后进入一架水平式活套，进行无张力轧制，再进入精轧机组，在本实施例中为10架集体传动的阿希洛顶交45°无扭轧机，获得精轧红钢。[0089] S03、水冷降温[0090] 将轧制后的红钢通入水冷段弱冷降温，将钢坯的温度降至940～950℃。[0091] S04、吐丝[0092] 经过水冷段弱冷后的红钢进入夹送辊，经过夹送后的红钢进入吐丝机，获得盘卷形状的红钢，吐丝温度为950～960℃。吐丝后的盘卷直径为1050mm。[0093] S05、风冷[0094] 将吐丝后的Φ6mm红钢置于斯太尔摩风冷线上平铺风冷，然后集卷。风冷辊道全长285米，辊道线速度1m/s，风量首段速度为0.50m/s；加速度为0.001m/s ；风机开启台数2台；开启频率均为40HZ；开口度均为80％。[0095] S06、空冷[0096] 将风冷后的钢筋送至P/F线运输，P/F线的长度为400m，使得钢筋在运输过程中缓慢进行空气冷却，确保固溶元素进一步析出。空冷后的抗震盘条钢筋经过打捆后检验，检验合格后出库。[0097] 将本实施例提供的钢筋的微观组织进行观察，得到如图1所示金相结果，由图1可知，本实施例制得的钢筋金相组织中含有丰富的铁素体和珠光体，无回火马氏体存在，晶粒细。瞎冶曜家。[0098] 此外，将本实施例提供的钢筋进行抗拉强度实验，获得如图2所示的拉伸曲线，通过图2可知，本实施例提供的钢筋具有明显的屈服平台，且抗拉强度为855MPa。[0099] 经测量，钢筋的碳当量0.52％。钢筋的屈服强度675MPa，且屈服平台明显，抗拉强度855MPa，强屈比1.27，最大力总伸长率11.7。[0100] 实施例2[0101] 本实施例提供了一种抗震盘条钢筋，直径为10mm，其含有如下重量百分比的元素：C：0.26％，Si：0.61％，Mn：1.18％，S：0.025％，P：0.015％，V：0.120％，Nb:0.015％，N：0.0175％，Cr：0.040％，Mo：0.006％，Cu：0.02％，Ni：0.015％，余量为Fe和不可避免杂质。[0102] 本实施例提供的抗震盘条钢筋的制备方法如下：[0103] S01、钢坯加热[0104] 经过辊道红送的钢坯直接进入加热炉加热，加热炉的加热段温度为1170～1185℃，均热段温度为1205～1215℃，加热时间90～150min，加热炉内的有效尺寸为18×9m。加热炉的加热煤气为高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气的混合气。[0105] S02、轧制[0106] 将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧、预精轧、预穿水和精轧。[0107] 粗轧：经过均匀加热的钢坯进入1#平轧机，钢坯进入1#轧机前的温度为1070?1080℃，再通过六架平立交替粗轧机组进行粗轧操作，获得直径为Φ62mm的粗轧红钢。[0108] 中轧：粗轧红钢通过1#飞剪头尾剪切后，进入六架平立交替的中轧机组进行中轧操作，获得直径为Φ28.5mm的中轧红钢。[0109] 预精轧：中轧后的红钢采用2#飞剪剪切头尾后，进入一架立式活套器进行无张力轧制，再进入四架平立交替预精轧机组进行预精轧操作，获得直径为Φ18.5mm的预精轧红钢，预精轧采用摩根式，轧辊为直径Φ278的碳化钨材质辊环。[0110] 预穿水：将预精轧红钢送至预水冷段将钢坯的温度降至900～915℃。[0111] 精轧：预穿水后的钢坯采用3#飞剪剪切后进入一架水平式活套，进行无张力轧制，再进入精轧机组，在本实施例中为8架集体传动的阿希洛顶交45°无扭轧机，获得精轧红钢。[0112] S03、水冷降温[0113] 将轧制后的红钢通入水冷段弱冷降温，将钢坯的温度降至950～960℃。[0114] S04、吐丝[0115] 经过水冷段弱冷后的红钢进入夹送辊，经过夹送后的红钢进入吐丝机，获得盘卷形状的红钢，吐丝温度为960～970℃。吐丝后的盘卷直径为1050mm。[0116] S05、风冷[0117] 将吐丝后的红钢置于斯太尔摩风冷线上平铺风冷，然后集卷。风冷辊道全长85米，2辊道线速度1.0m/s，风量首段速度为0.6m/s；加速度为0.0016m/s；风机开启台数3台；开启频率均为40HZ；前两台风机的开口度为100％，第三台风机的开口度为80％。[0118] S06、空冷[0119] 将风冷后的钢筋送至P/F线运输，P/F线的长度为400m，使得钢筋在运输过程中缓慢进行空气冷却，确保固溶元素进一步析出。空冷后的抗震盘条钢筋经过打捆后检验，检验合格后出库。[0120] 经测量，钢筋的碳当量0.52％。钢筋的屈服强度650MPa，且屈服平台明显，抗拉强度830MPa，强屈比1.27，最大力总伸长率10.8。[0121] 实施例3[0122] 本实施例提供了一种抗震盘条钢筋，直径为16mm，其含有如下重量百分比的元素：C：0.28％，Si：0.63％，Mn：1.20％，S：0.020％，P：0.021％，V：0.120％，Nb:0.020％，N：0.018％，Cr：0.040％，Mo：0.006％，Cu：0.02％，Ni：0.015％，余量为Fe和不可避免杂质。[0123] 本实施例提供的抗震盘条钢筋的制备方法如下：[0124] S01、钢坯加热[0125] 经过辊道红送的钢坯直接进入加热炉加热，加热炉的加热段温度为1180～1190℃，均热段温度为1208～1220℃，加热时间120min，加热炉内的有效尺寸为18×9m。加热炉的加热煤气为高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气的混合气。[0126] S02、轧制[0127] 将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧、预精轧、预穿水和精轧。[0128] 粗轧：经过均匀加热的钢坯进入1#平轧机，钢坯进入1#轧机前的温度为1080?1100℃，再通过六架平立交替粗轧机组进行粗轧操作，获得直径为Φ64mm的粗轧红钢。[0129] 中轧：粗轧红钢通过1#飞剪头尾剪切后，进入六架平立交替的中轧机组进行中轧操作，获得直径为Φ31mm的中轧红钢。[0130] 预精轧：中轧后的红钢采用2#飞剪剪切头尾后，进入一架立式活套器进行无张力轧制，再进入四架平立交替预精轧机组进行预精轧操作，获得直径为Φ20mm的预精轧红钢，预精轧采用摩根式，轧辊为直径Φ282的碳化钨材质辊环。[0131] 预穿水：将预精轧红钢送至预水冷段将钢坯的温度降至900～910℃。[0132] 精轧：预穿水后的钢坯采用3#飞剪剪切后进入一架水平式活套，进行无张力轧制，再进入精轧机组，在本实施例中为10架集体传动的阿希洛顶交45°无扭轧机，获得精轧红钢。[0133] S03、水冷降温[0134] 将轧制后的红钢通入水冷段弱冷降温，将钢坯的温度降至940?950℃。[0135] S04、吐丝[0136] 经过水冷段弱冷后的红钢进入夹送辊，经过夹送后的红钢进入吐丝机，获得盘卷形状的红钢，吐丝温度为950～960℃。吐丝后的盘卷直径为1050mm。[0137] S05、风冷[0138] 将吐丝后的红钢置于斯太尔摩风冷线上平铺风冷，然后集卷。风冷辊道全长85米，2辊道线速度0.8m/s，风量首段速度为0.5m/s；加速度为0.002m/s；风机开启台数4台；开启频率均为40HZ；前三台风机的开口度为100％，第四台风机的开口度为80％。[0139] S06、空冷[0140] 将风冷后的钢筋送至P/F线运输，P/F线的长度为400m，使得钢筋在运输过程中缓慢进行空气冷却，确保固溶元素进一步析出。空冷后的抗震盘条钢筋经过打捆后检验，检验合格后出库。[0141] 经测量，钢筋的碳当量0.53％。钢筋的屈服强度645MPa，且屈服平台明显，抗拉强度830MPa，强屈比1.29，最大力总伸长率10.2。[0142] 对比例1[0143] 本对比例提供了一种抗震盘条钢筋，其制备方法与实施例1相同，区别仅在于钢筋中的元素组成不同，具体为：C：0.26％，Si：0.73％，Mn：1.54％，S：0.025％，P：0.028％，V：0.120％，Nb:0.015％，N：0.0178％，Cr：0.040％，Mo：0.006％，Cu：0.02％，Ni：0.015％，余量为Fe和不可避免杂质。[0144] 将本对比例提供的钢筋进行抗拉强度实验，获得如图3所示的拉伸曲线，通过图3可知，本对比例提供的钢筋由于锰元素含量增加，含量过高的锰使过冷奥氏体等温转变曲线中珠光体转变部分显著右移，结果使钢经奥氏体化后在连续冷却时获得贝氏体组织，而贝氏体导致其拉伸曲线的屈服平台不明显，且抗拉强度为900MPa。经测量，钢筋的碳当量0.57％，最大力总伸长率10.5。钢筋的屈服强度605MPa，强屈比1.49，不符合抗震钢筋的屈服强度要求。[0145] 对比例2[0146] 本对比例提供了一种抗震盘条钢筋，其元素组成与实施例1相同，区别仅在于吐丝、风冷步骤不同，具体如下：[0147] S04、吐丝[0148] 经过水冷段弱冷后的红钢进入夹送辊，经过夹送后的红钢进入吐丝机，获得盘卷形状的红钢，吐丝温度为880～920℃。吐丝后的盘卷直径为1050mm。[0149] S05、风冷[0150] 将吐丝后的Φ6mm红钢置于斯太尔摩风冷线上平铺风冷，然后集卷。风冷辊道全长285米，辊道线速度1m/s，风量首段速度为0.50m/s；加速度为0.001m/s ；风机开启台数5台；开启频率均为40HZ；前三台风机的开口度为100％，第四和第五台风机的开口度为80％。[0151] 经测量，钢筋的碳当量0.52％。钢筋的屈服强度630MPa，抗拉强度860MPa，强屈比1.37，最大力总伸长率10.5，但是无屈服平台，且屈服强度不符合强度要求。[0152] 本发明提供了一种抗震盘条钢筋及其制备方法和应用，其至少具有以下优点：[0153] 通过控制钢筋中C、Si、Mn、V、Nb和N元素的含量，降低了Mn元素的含量，充分发挥Nb、V和N的细晶强化、析出强化作用，保证钢筋的屈服强度高，强屈比较高。[0154] 本发明通过控制抗震盘条钢筋的吐丝温度，确保Nb、V和N元素在加热时能充分固溶到奥氏体中，再控制钢筋在冷却过程中的传输速度，保证在γ/α相变过程中，V、Nb等元素能充分析出发挥析出强化作用，从而使得该方法制备得到的抗震盘条钢筋具有明显的屈服平台，可以较为准确地测量出钢筋的屈服强度。[0155] 本发明通过将吐丝后的红钢置于风冷线冷却，风冷辊道的速度降低，使得从吐丝出来的高速度高温度钢筋在风冷辊道上缓慢地在两相区冷却，充分发挥铌、钒、氮等微量元素的析出强化作用，确保盘条钢筋的头部、尾部的屈服强度都能达到640MPa以上。[0156] 由于轧制后的红钢温度较高，因此需要在轧制后将红钢通入水冷段弱冷降温，降至合适的吐丝温度，即本申请的950～1000℃，以保证铌钒等微合金元素充分发挥析出强化作用，避免盘卷后组织内部形成位错，获得屈服平台明显的盘条钢筋。[0157] 以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

专利地区：湖北

专利申请日期：2023-02-10

专利公开日期：2024-07-16

专利公告号：CN116103569B