本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种建筑混凝土固定件用高强冷硬卷及其制备方法。
背景技术：
随着国民经济的快速发展，基础建设规模空前扩大，对建筑施工的模板提出了更高要求，建筑混凝土模板固定件(类似“抱箍”的零件)两头由螺栓连接保持构成模板需要的形状，故要求较强的承载能力(强度)，一般要求抗拉强度≥950mpa，在混凝土凝固后直接用铁锤等工具敲断便于快速拆卸，为了降低敲击的人力成本故需连接件脆性较大(延伸率尽量低)，故选用硬而脆的材质较为适宜。现有的产品中，高强冷硬卷材质本身的性能与其符合性较好，目一般都使用冷硬卷生产建筑混凝土固定件。
专利cn200810230050公开了一种建筑用钢及其制造方法，其制造了一种介于q235-q345之间的钢种，化学组分为：按重量百分比计:c:0.01～0.015，si:0.05～0.50，mn:0.50～1.20，p、s:≤0.015、cr:0.30～0.60，mo:0.20～0.50、cu：0.25～0.50，nb：0.01～0.04，v：0.02～0.05，ni≤0.20，ti≤0.015，al≤0.045，b≤0.0035，re(加入量)0.02～0.20，其采用控制碳当量和合金含量配比来实现成分优化，即钢中的碳当量按ceq＝c+mn/6+(cr+mo+v)/5+(ni+cu)/15(％)计算公式控制。
该专利公开了一种通过添加cr、mo、nb、v、cu及稀土来提高耐热性的h型钢生产方法，其力学性能范围为：屈服强度：270～455mpa、抗拉强度350～570mpa、延伸率12～39％，该方法的强化机理为通过大量的合金元素添加配合以控轧控冷工艺实现力学性能和耐热性能，就其性能而言不能满足建筑混凝土固定件要求的高强度(抗拉强度≥950mpa)的要求，大量的合金添加增加了生产成本。
专利cn201310730120公开了一种高程建筑用钢q345ez25钢板及其生产方法，其化学成分：c:0.15～0.25,si:0.17～0.30,mn:1.2～1.8,p≤0.018，s≤0.005、ti0.010～0.035、nb：0.015～0.035、als：0.15～0.30，其他为fe和残留元素，其冶炼方法包括：转炉冶炼、lf精炼、浇注。
该方法是在常规q345基础上通过合金添加(0.15～0.35％nb、0.010～0.035％ti)，配合以后续的热轧等工序实现大厚度规格(120mm)建筑用钢，其屈服强度控制在340～380mpa、抗拉强度控制在490～530mpa、伸长率控制在26％、-40℃v性冲击功控制在150～250j。z向值在35％以上，产品未体现“高强高脆”的特点，且大量合金元素的添加(nb、ti)增加了成本。
专利cn20141019151公开了一种加工硬化高强钢及其制造方法。基板的化学成分(百分比)为：c：0.18～0.23％，si：0.01～0.03％，mn：0.85～1.0％，p≤0.015％，s≤0.010％，余量为fe和不可避免的夹杂元素。该专利公布了一种20号钢(0.18～0.23％c)生产建筑包装行业打包高强用钢带，由于c含量较少其固溶强化作用低，成品力学性能为：屈服强度700～900mpa、抗拉强度850～1100mpa、伸长率2～8％。该方法得到的产品抗拉强度为850～1100mpa，不能完全保证达到拉强度≥950mpa的要求，不能用作建筑混凝土固定件用。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题为：现有方法生产的钢力学性能和表面质量无法满足建筑混凝土固定件的要求的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案为：提供一种建筑混凝土固定件用高强冷硬卷及其制备方法。
本发明提供一种建筑混凝土固定件用高强冷硬卷，其组成为：按重量百分比计，c：0.33～0.38％，si：0.17～0.37％，mn：0.80～1.00％，p≤0.025％，s≤0.010％，als：0.010％～0.060％，余量为fe和不可避免的杂质。
本发明还提供了一种上述建筑混凝土固定件用高强冷硬卷的制备方法，包括以下步骤：
a、铁水提钒后，脱硫至s含量≤0.007％，进行转炉冶炼，当转炉终点c≥0.06％，终点p≤0.015％，钢温度为1620～1650℃时出钢；
b、出钢时根据终点碳含量进行脱氧，出钢1/3～2/3时加入合金进行合金化；
c、小平台吹氩定量喂铝线，吹氩搅拌时间≥3min；
d、lf炉造还原渣，出站目标s≤0.007％，其余成分按范围中间值控制，出站温度为1590～1600℃；
e、钢水真空净循环时间≥10min，合金化后循环时间≥7min，真空出站温度1547～1557℃；
f、钢水浇铸成钢坯，浇铸过程中全程采用中碳低合金钢保护渣，控制拉坯速度0.7～0.9m/min，中包钢水温度为1515～1530℃，采用轻下连铸，铸坯堆垛缓冷，热轧、酸轧后得到建筑混凝土固定件用高强冷硬卷。
其中，上述建筑混凝土固定件用高强冷硬卷的制备方法中，步骤b所述脱氧采用铝铁脱氧，当终点碳＜0.05％，加入铝铁300～500kg/t钢，终点碳为0.05～0.06％，加入铝铁200～300kg/t钢，终点碳为0.06～0.07时，加入铝铁150～200kg/t钢，终点碳为0.07～0.08％时，加入铝铁100～150kg/t钢，终点碳＞0.08％时，加入铝铁50～100kg/t钢。
其中，上述建筑混凝土固定件用高强冷硬卷的制备方法中，步骤b所述的合金化加入原料为含硅的合金和含锰的合金。
其中，上述建筑混凝土固定件用高强冷硬卷的制备方法中，步骤c中小平台目标成分控制为：c含量为0.30±0.02wt％、si含量为0.20±0.02wt％，mn含量为0.9±0.05wt％。
其中，上述建筑混凝土固定件用高强冷硬卷的制备方法中，步骤f中所述的建筑混凝土固定件用高强冷硬卷组成为：按重量百分比计，c：0.33～0.38％，si：0.17～0.37％，mn：0.80～1.00％，p≤0.025％，s≤0.010％，als：0.010％～0.060％，余量为fe和不可避免的杂质。
其中，上述建筑混凝土固定件用高强冷硬卷的制备方法中，步骤f中所述的建筑混凝土固定件用高强冷硬卷的屈服强度≥700mpa、抗拉强度≥950mpa、延伸率a50≤10％。
本发明的有益效果为：
本发明提供了一种c-si-mn成分体系的钢，通过对钢成分的精确控制和冶炼过程的关键参数控制，使得钢坯表面质量优良，不会出现裂纹危险，并且钢的力学性能优异，能够满足建筑混凝土固定件的需求，适宜用作建筑混凝土固定件中。本发明制备方法简单，设备要求不高，冶炼成本低，具有重要的经济效益。
具体实施方式
本发明提供了一种建筑混凝土固定件用高强冷硬卷，其组成为：按重量百分比计，c：0.33～0.38％，si：0.17～0.37％，mn：0.80～1.00％，p≤0.025％，s≤0.010％，als：0.010％～0.060％，余量为fe和不可避免的杂质。
本发明还提供了一种上述建筑混凝土固定件用高强冷硬卷的制备方法，包括以下步骤：
a、铁水提钒后，脱硫至s含量≤0.007％，进行转炉冶炼，当转炉终点c≥0.06％，终点p≤0.015％，钢温度为1620～1650℃时出钢；
b、出钢时根据终点碳含量进行脱氧，出钢1/3～2/3时加入合金进行合金化；
c、小平台吹氩定量喂铝线，吹氩搅拌时间≥3min；
d、lf炉造还原渣，出站目标s≤0.007％，其余成分按范围中间值控制，出站温度为1590～1600℃；
e、钢水真空净循环时间≥10min，合金化后循环时间≥7min，真空出站温度1547～1557℃；
f、钢水浇铸成钢坯，浇铸过程中全程采用中碳低合金钢保护渣，控制拉坯速度0.7～0.9m/min，中包钢水温度为1515～1530℃，采用轻下连铸，铸坯堆垛缓冷，热轧、酸轧后得到建筑混凝土固定件用高强冷硬卷。
其中，上述建筑混凝土固定件用高强冷硬卷的制备方法中，步骤b所述脱氧采用铝铁脱氧，当终点碳＜0.05％，加入铝铁300～500kg/t钢，终点碳为0.05～0.06％，加入铝铁200～300kg/t钢，终点碳为0.06～0.07时，加入铝铁150～200kg/t钢，终点碳为0.07～0.08％时，加入铝铁100～150kg/t钢，终点碳＞0.08％时，加入铝铁50～100kg/t钢。
其中，上述建筑混凝土固定件用高强冷硬卷的制备方法中，步骤b所述的合金化加入原料为含硅的合金和含锰的合金。
其中，上述建筑混凝土固定件用高强冷硬卷的制备方法中，步骤c中小平台目标成分控制为：c含量为0.30±0.02wt％、si含量为0.20±0.02wt％，mn含量为0.9±0.05wt％。
其中，上述建筑混凝土固定件用高强冷硬卷的制备方法中，步骤f中所述的建筑混凝土固定件用高强冷硬卷组成为：按重量百分比计，c：0.33～0.38％，si：0.17～0.37％，mn：0.80～1.00％，p≤0.025％，s≤0.010％，als：0.010％～0.060％，余量为fe和不可避免的杂质。
其中，上述建筑混凝土固定件用高强冷硬卷的制备方法中，步骤f中所述的建筑混凝土固定件用高强冷硬卷的屈服强度≥700mpa、抗拉强度≥950mpa、延伸率a50≤10％。
本发明在铸坯过程中全程保护浇铸，采用中碳低合金钢保护渣防止浇注过程中显著增碳，拉坯速度0.7～0.9m/min尽量恒定在0.80m/min，以防止拉坯速度波动而导致铸坯裂纹，中包钢水温度1515～1530℃，在线对热态铸坯表面质量进行检查，若出现横裂或纵裂的坯子将不进入下工序，铸坯尽量采用堆垛缓冷降低因为温度快速降低由热应力导致的裂纹产生。
本发明通过对钢成分的精确控制，以及在浇铸过程中参数的严格限定，使得铸坯表面质量好，钢的力学性能高，满足建筑混凝土固定件对钢“硬而脆”的要求，可适用于建筑混凝土固定件中。
本发明所述的热轧、酸轧可采用本领域常规的热轧、酸轧工艺进行。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1采用本发明方法冶炼建筑混凝土固定件用高强冷硬卷
以含钒钛铁水为原料进行脱硫提钒处理，其中，该铁水按重量百分比计包含4.29％的c、0.139％的si、0.077％的p，0.064的s，0.0362％的v和0.138％的ti，余量为铁和不可避免的杂质。
具体操作步骤如下：
(1)将235吨上述铁水进行脱硫处理，脱硫后硫为0.005％，初炼后氩站c含量为0.331％、si含量为0.234％、mn含量为0.888％、p含量为0.0215％、als含量为0.0094％，出钢温度为1629℃。
(2)吹氩前温度1572℃，电加热温度为1607℃、lf出站s为0.0053％、离站温度为1585℃；lf出站c为0.332％、si为0.245％、mn为0.942％、p为0.0221％、als为0.0069％。
(3)合金化后循环时间为7.5min，净循环时间为10.4min，真空出站温度为1555℃；真空出站成分为：c：0.354％、si：0.255％、mn：0.914％、p：0.021％、s：0.005％、als：0.0288％。
(4)拉坯速度为0.84～0.86m/min，其中包温度为1525℃，成品成分为：c：0.37％、si：0.26％、mn：0.92％、p：0.022％、s：0.005％、als：0.025％，余量为不可避免的杂质，经过热轧，酸轧，得到高强冷硬卷。
所述的高强冷硬卷性能为：屈服强度为：906pa、抗拉强度为1018、延伸率a50为6.5％。
实施例2采用本发明方法冶炼建筑混凝土固定件用高强冷硬卷
以含钒钛铁水为原料进行脱硫提钒处理，其中，该铁水按重量百分比计包含4.31％的c、0.2719％的si、0.073％的p，0.081％的s，0.0351％的v和0.246％的ti，余量为铁和不可避免的杂质。
具体操作步骤如下：
(1)将227吨上述铁水进行脱硫处理，脱硫后硫为0.004％，初炼后氩站c含量为0.265％、si含量为0.235％、mn含量为0.891％、p含量为0.0197％、als含量为0.020％，出钢温度为1629℃。
(2)氩前温度1578℃，电加热温度为1617℃、lf出站s为0.0020％、离站温度为1589℃；lf出站c为0.275％、si为0.235％、mn为0.891％、p为0.0197％、als为0.0351％。
(3)合金化后循环时间为7min，净循环时间为13.1min，真空出站温度为1565℃；真空出站成分为：c：0.353％、si：0.259％、mn：0.856％、p：0.019％、s：0.002％、als：0.0406％。
(4)拉坯速度为0.81～0.83m/min，其中包温度为1517℃，成品成分为：c：0.36％、si：0.26％、mn：0.86％、p：0.02％、s：0.002％、als：0.036％，经过热轧，酸轧，得到高强冷硬卷。
所述的高强冷硬卷性能为：屈服强度为：926pa、抗拉强度为1026、延伸率a50为6.0％。
实施例3采用本发明方法冶炼建筑混凝土固定件用高强冷硬卷
以含钒钛铁水为原料进行脱硫提钒处理，其中，该铁水按重量百分比计包含4.33％的c、0.141％的si、0.073％的p，0.073％的s，0.0354％的v和0.19％的ti，余量为铁和不可避免的杂质。
具体操作步骤如下：
(1)将228吨上述铁水进行脱硫处理，脱硫后硫为0.0055％，初炼后氩站c含量为0.252％、si含量为0.232％、mn含量为0.832％、p含量为0.0103％、als含量为0.015％，出钢温度为1645℃。
(2)氩前温度1570℃，电加热温度为1597℃、lf出站s为0.0020％、离站温度为1587℃；lf出站c为0.253％、si为0.229％、mn为0.841％、p为0.010％、als为0.0448％。
(3)合金化后循环时间为7min，净循环时间为13.1min，真空出站温度为1565℃；真空出站成分为：c：0.331％、si：0.255％、mn：0.879％、p：0.010％、s：0.003％、als：0.0339％。
(4)拉坯速度为0.81～0.83m/min，其中包温度为1517℃，成品成分为：c：0.35％、si：0.26％、mn：0.89％、p：0.011％、s：0.003％、als：0.029％，经过热轧，酸轧，得到高强冷硬卷。
所述的高强冷硬卷性能为：屈服强度为：873pa、抗拉强度为1021、延伸率a50为5.0％。
对比例1不采用本发明方法生产钢卷
采用普通的铁水预处理～转炉～电加热～连铸的方式生产钢坯，成分为0.25％c、0.24％si、1.00％mn、0.020％p、0.008％s、0.023％als的sae1026钢。通过后工序热轧、酸轧，获得钢卷的性能为：屈服强度为：772pa、抗拉强度为912、延伸率a50为9.0％。
对比例2不采用本发明方法生产钢卷
通过普通的铁水预处理～转炉～电加热～连铸的方式生产钢坯，成分为0.19％c、0.20％si、0.80％mn、0.020％p、0.008％s、0.023％als的sae1020钢，通过后工序热轧、酸轧，获得钢卷性能为：屈服强度为：734pa、抗拉强度为886、延伸率a50为8.0％。
对比例3不采用本发明方法生产钢卷
通过普通的铁水预处理～转炉～电加热～连铸的方式生产钢坯，成分为0.15％c、0.20％si、0.60％mn、0.015％p、0.010％s、0.033％als的sae1016钢，通过后工序热轧、酸轧，获得钢卷性能为：屈服强度为：707pa、抗拉强度为783、延伸率a50为9.5％。
由实施例和对比例的结果可知，采用本发明的方法可以制备屈服强度≥850mpa、抗拉强度≥950mpa、延伸率a50≤8％的高强冷硬卷，能够满足对建筑混凝土固定件用高强冷硬卷的要求，适用于建筑混凝土固定件中，为建筑混凝土固定件用钢开发了一种全新的钢种。