【技术领域】
[0001] 本
发明涉及钢
铁冶金技术领域，尤其涉及一种螺纹
钢筋及其制备方法。【背景技术】
[0002] 螺纹钢筋新标准(GB/T 1499.2-2018)已于2018年11月1日实施，新标准增加了宏观金相组织、微观组织、截面维氏硬度的检验方法。新标准执行后，钢筋
轧制后产生回火
马氏体组织的余热淬火工艺(强穿
水工艺)已被淘汰，若不进行多元
合金优化组合(合金强化组合)与控轧控冷工艺优化改进，势必只能通过大幅度的提高钢中
硅、锰、
钒、铌等元素的含量来满足新标准对组织与性能的要求。近期钒氮合金价格暴涨(目前钒氮合金价格超过60万，每增加0.01％的钒，吨钢成本增加近80元；铌铁合金价格超过40万，每增加0.01％的铌，吨钢成本增加近50元)，硅、锰合金价格也有较大的上涨幅度，这对螺纹钢筋的生产成本带来了沉重的压
力。因此，降低钢中的铌、钒等含量，对节约钒、铌资源，提升我国钢铁企业经济效益，降低环境压力具有重要的现实意义。
[0003] 在直条螺纹钢筋(直径12-32mm)传统生产工艺和设备条件下，提高钢筋强度的一般途径为：1)结合控冷工艺，进行Nb、V、Ti、B等微合金化处理，增加析出强化效果；2)增加C、Si、Mn、Cr等固溶强化元素的含量，提高固溶强化效果；3)进行控制轧制与控制冷却，增加
相变强化和细晶强化的效果。
[0004] 在相关技术中，螺纹钢筋新标准(GB/T 1499.2-2018)执行后，采用轧后余热淬火工艺(强穿水工艺)来增加相变强化和促进细晶强化的方法势必被淘汰。由此在不添加贵重金属铌和钒的
基础上，利用相对廉价的
合金元素代替贵重合金元素保证析出强化效果，优化组合固溶强化元素增加固溶强化，以及通过轧后控冷和轧后
冷却水质条件控制工艺保证细晶强化的效果，在满足新国标性能与组织要求前提下，防止钢筋
冷床锈蚀，是本发明工艺关键技术所在，此生产方法将大力提升钢铁企业的经济效益。【发明内容】
[0005] 本发明提供一种螺纹钢筋的制备方法，其集合
钢水冶炼、
铸坯加热、螺纹钢筋轧后控冷、冷却水质控制以及复合强化合金配制与使用的创新工艺，是提升行业技术发展的重要方法。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
[0007] 一种螺纹钢筋，所述螺纹钢筋的化学成分为：C为0.22～0.25wt％；Si为0.5～0.75wt％；Mn为1.35～1.55wt％；P为≤0.045wt％；S为≤0.045wt％；其余为Fe和不可避免的杂质。
[0008] 本发明还提供了一种螺纹钢筋的制备方法，包括如下步骤：
[0009] 钢水冶炼完成后，在钢水中加入0.1-0.5kg/吨钢的含
铝脱氧剂；
[0010] 在钢水中加入硅锰合金，并且在加入硅锰合金的过程中加入0.3-0.8kg/吨钢的复合强化合金，所述复合强化合金由氮、
钛、
硼、硅、锰、
碳以及稀土组成；
[0011] 钢水进入氩站，在大氩气氛围下搅拌3分钟以上，将钢水的成分控制在：C为0.22～0.25wt％；Si为0.5～0.75wt％；Mn为1.35～1.55wt％；P为≤0.045wt％；S为≤0.045wt％；
[0013] 对连铸坯加热，加热时间控制在180分钟内，均热
温度不超过1200℃；
[0014] 将加热后的连铸坯轧制成钢筋；
[0015] 将钢筋在冷却水中冷却，冷却水水压在0.4MPa以上、冷却水PH值在6.5-7.5，氯离子含量小于100mg/L，
浊度小于20NTU；
[0016] 将冷却后的钢筋上冷床回复，其中，直径12-18mm钢筋上冷床回复温度在820-900℃，直径20-25mm的钢筋上冷床回复温度在830-900℃，直径28-40mm钢筋上冷床回复温度在840-900℃。
[0017] 优选的，在钢水冶炼完成后，若钢水中碳含量低于0.05％，则在钢水中增加20％以上的含铝脱氧剂。
[0018] 本发明具有如下有益效果：
[0019] 1、工艺操作简单，不改变现有冶炼与轧制设备，降低上冷床温度而提升冷床生产能力，因而可适当增加
轧机产量，大幅降低合金成本，可在任何螺纹钢生产的企业中进行推广使用；
[0020] 2、实现了低价资源的综合利用，降低了铌、钒等的使用，提升钢铁企业经济效益、降低因开采铌、钒等资源造成的环境压力；
[0021] 3、可实现螺纹钢筋低成本的生产，大大提升了螺纹钢筋生产水平，是螺纹钢筋生产的企业值得推广的新工艺技术，可带来较好的经济效益和社会效益。【
附图说明】
[0022] 为了更清楚地说明本发明
实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图，其中：
[0023] 图1为本发明螺纹钢筋的制备方法流程示意图；
[0024] 图2为本发明实施实例1制备的螺纹钢筋金相组织形貌图；
[0025] 图3为本发明实施实例1制备的螺纹钢筋实物图；
[0026] 图4为本发明实施实例2制备的螺纹钢筋金相组织形貌图；
[0027] 图5为本发明实施实例2制备的螺纹钢筋实物图。【具体实施方式】
[0028] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029] 本发明提供了一种螺纹钢筋，所述螺纹钢筋的化学成分为：C为0.22～0.25wt％；Si为0.5～0.75wt％；Mn为1.35～1.55wt％；P为≤0.045wt％；S为≤0.045wt％；其余为Fe和不可避免的杂质。
[0030] 请参阅图1所示，本发明还提供了一种螺纹钢筋的制备方法，包括如下步骤：
[0031] 钢水冶炼完成后，在钢水中加入0.1-0.5kg/吨钢的含铝脱氧剂；
[0032] 在上述步骤，若加入含铝脱氧剂后，若钢水中碳含量低于0.05％，在钢水冶炼完成后，则在钢水中增加20％以上的含铝脱氧剂。
[0033] 在钢水中加入硅锰合金，并且在加入硅锰合金的过程中加入0.3-0.8kg/吨钢的复合强化合金，所述复合强化合金由氮、钛、硼、硅、锰、碳以及稀土组成；
[0034] 在上述步骤中，所述复合强化合金在所述硅锰合金加入四分之一后及时加入。
[0035] 钢水进入氩站，在大氩气氛围下搅拌3分钟以上，将钢水的成分控制在：C为0.22～0.25wt％；Si为0.5～0.75wt％；Mn为1.35～1.55wt％；P为≤0.045wt％；S为≤0.045wt％；
[0036] 在上述步骤中，钢水进入氩站后，出钢前期和中期必须大氩气搅拌，后期适当减少氩气量，以防止出钢后期看不清而造成下渣。
[0037] 将钢水浇筑成连铸坯；
[0038] 对连铸坯加热，加热时间控制在180分钟内，均热温度不超过1200℃；
[0039] 将加热后的连铸坯轧制成钢筋；
[0040] 将钢筋在冷却水中冷却，冷却水水压在0.4MPa以上、冷却水PH值在6.5-7.5，氯离子含量小于100mg/L，浊度小于20NTU；
[0041] 将冷却后的钢筋上冷床回复，其中，直径12-18mm钢筋上冷床回复温度在820-900℃，直径20-25mm的钢筋上冷床回复温度在830-900℃，直径28-40mm钢筋上冷床回复温度在840-900℃。
[0042] 通过上述制备方法所制备的钢筋
屈服强度达到425-470MPa，强屈比(
抗拉强度/屈服强度)达到1.38以上，金相组织为珠光体+铁素体组织，钢筋轧后不生锈，表面
质量良好，实现了不添加Nb、V等贵重金属；采用此制备方法相对加钒工艺来说吨钢降低成本150元以上(降低钢中的钒0.02％以上，降低钢中的铌0.025％以上)，相对加铌工艺来说吨钢降低成本80元以上。
[0043] 现以具体实施实例对本发明进行详细说明。
[0044] 实施实例1
[0045] 山西某钢厂(80吨转炉)生产HRB400E钢号钢筋，各规格钢筋屈服强度在425MPa以上，强屈比在1.40以上，钢筋表面无锈蚀。直径为12-28mm的HRB400E钢号钢筋的化学成分见表1。
[0046] 表1
[0047]
[0048] 该HRB400E钢号钢筋的制备方法包括如下步骤：
[0049] 钢水冶炼完成后，在钢水中加入0.1-0.5kg/吨钢的含铝脱氧剂；
[0050] 在钢水中加入硅锰合金，并且在加入硅锰合金的过程中加入0.3-0.8kg/吨钢的复合强化合金，所述复合强化合金由氮、钛、硼、硅、锰、碳以及稀土组成；
[0051] 钢水进入氩站，在大氩气氛围下搅拌3分钟以上，将钢水的成分控制在：C为0.22～0.25wt％；Si为0.5～0.75wt％；Mn为1.35～1.55wt％；P为≤0.045wt％；S为≤0.045wt％；
[0052] 将钢水浇筑成连铸坯；
[0053] 对连铸坯加热，加热时间控制在180分钟内，均热温度980-1080℃；
[0054] 将加热后的连铸坯轧制成钢筋；
[0055] 将钢筋在冷却水中冷却，冷却水水压在0.6MPa、冷却水PH值在6.5-7.5，氯离子含量小于100mg/L，浊度小于20NTU；
[0056] 将冷却后的钢筋上冷床回复，其中，直径12-18mm钢筋上冷床回复温度在820-900℃，直径20-25mm的钢筋上冷床回复温度在835-900℃，直径28-32mm钢筋上冷床回复温度在840-900℃。
[0057] 生产的HRB400E钢号钢筋的化学成分如表2，该钢筋力学性能检测结果如表3。
[0058] 表2
[0059]
[0060] 表3
[0061]
[0062] 由表3可见，力学性能完全满足企业标准，相对国标富余量较大。再参见图2所示，可见，钢筋的金相组织为珠光体+铁素体组织，完全符合新标准(GB/T 1499.2-2018)要求。再请参见图3所示，可见钢筋表面质量完全满足企业标准。
[0063] 实施实例2
[0064] 安徽某钢厂(75吨转炉)生产HRB400E钢号钢筋，各规格钢筋屈服强度在430MPa以上，强屈比在1.38以上，钢筋表面无锈蚀。直径为12-32mm的HRB400E钢号钢筋的化学成分见表4。
[0065] 表4
[0066]
[0067] 该HRB400E钢号钢筋的制备方法包括如下步骤：
[0068] 钢水冶炼完成后，在钢水中加入0.1-0.5kg/吨钢的含铝脱氧剂；
[0069] 在钢水中加入硅锰合金，并且在加入硅锰合金的过程中加入0.3-0.8kg/吨钢的复合强化合金，所述复合强化合金由氮、钛、硼、硅、锰、碳以及稀土组成；
[0070] 钢水进入氩站，在大氩气氛围下搅拌3分钟以上，将钢水的成分控制在：C为0.22～0.25wt％；Si为0.5～0.75wt％；Mn为1.35～1.55wt％；P为≤0.045wt％；S为≤0.045wt％；
[0071] 将钢水浇筑成连铸坯；
[0072] 对连铸坯加热，加热时间控制在180分钟内，均热温度1000-1100℃；
[0073] 将加热后的连铸坯轧制成钢筋；
[0074] 将钢筋在冷却水中冷却，冷却水水压在0.6MPa、冷却水PH值在6.5-7.5，氯离子含量小于100mg/L，浊度小于20NTU；
[0075] 将冷却后的钢筋上冷床回复，其中，直径12-25mm钢筋上冷床回复温度在840-900℃，直径28-40mm钢筋上冷床回复温度在850-900℃。
[0076] 生产的HRB400E钢号钢筋的化学成分如表5，该钢筋力学性能检测结果如表6。
[0077] 表5
[0078]
[0079] 表6
[0080]
[0081] 由表6可见，力学性能完全满足企业标准，相对国标富余量较大。再参见图4所示，可见，钢筋的金相组织为珠光体+铁素体组织，完全符合新标准(GB/T 1499.2-2018)要求，再请参见图5所示，钢筋表面质量完全满足企业标准。
[0082] 本发明具有如下有益效果：
[0083] 1、工艺操作简单，不改变现有冶炼与轧制设备，降低上冷床温度而提升冷床生产能力，因而可适当增加轧机产量，大幅降低合金成本，可在任何螺纹钢生产的企业中进行推广使用；
[0084] 2、实现了低价资源的综合利用，降低了铌、钒等的使用，提升钢铁企业经济效益、降低因开采铌、钒等资源造成的环境压力；
[0085] 3、可实现螺纹钢筋低成本的生产，大大提升了螺纹钢筋生产水平，是螺纹钢筋生产的企业值得推广的新工艺技术，可带来较好的经济效益和社会效益。
[0086] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但并不仅仅限于
说明书和实施方案中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的
修改，因此在不背离
权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里所示出与描述的图例。
