CN100420763C - 一种ⅱ级螺纹钢筋的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种20MnSi II级螺纹钢筋的生产工艺，利用自然界极其丰富的氮资源作为20MnSi II级螺纹钢的强化元素，辅以其它微量氮化物形成元素，控制20MnSi钢中的锰含量在0.4～1.2%之间、硅含量在0.20～0.60%之间、碳含量在0.15～0.25%之间。在出钢过程中向钢包中加入含氮合金使钢中氮含量为0.005～0.025%，同时向钢包中加入0.1～3.0kg/t钢含氮化物形成元素的合金。出钢后进行钢包底吹氩或顶吹氩操作，吹氩气强度为0.01～0.10m3/min·t钢，吹氩气时间为3～8min，开轧温度为1000～1300℃，轧后冷却速度为1.0～3.5℃/秒。用此工艺生产的20MnSi II级螺纹钢筋，其屈服强度大于345MPa、抗拉强度大于500MPa、屈强比0.68左右、延伸率大于17%，综合成本较传统20MnSi II级螺纹钢筋每吨降低5～10元。
Description
技术领域
本发明涉及一种低合金钢的生产工艺，尤其涉及一种建筑用20MnSiII级螺纹钢筋的生产工艺。
背景技术
目前，我国建筑用钢筋约90％为20MnSi II级螺纹钢筋。II级螺纹钢筋属碳锰钢系列，一般由电炉或转炉冶炼，在出钢过程中采用锰铁合金或硅锰合金对钢水进行合金化处理，使钢中含锰[Mn]＝1.2～1.6％、硅[Si]＝0.40～0.80％、碳[C]＝0.17～0.25％、屈服强度≥335MPa、抗拉强度(бb)≥490MPa、延伸率(δ5)≥16％。该钢种的性能主要靠钢中碳、锰及硅强化，属老牌号钢种，生产工艺成熟，市场认同度高。但这方法的主要缺点是，因钢中碳(C)、锰(Mn)、硅(Si)的含量较高，使用的合金成本高。此外，在冶炼过程中易发生锰元素偏析，焊接性能不稳定，也易出现屈服不明显现象。另外一种方法是将化学成分控制在下限，采用轧后控冷即穿水冷却以保证其性能指标达到上述要求，这种方法生产成本稍低，但有如下缺点：①增加穿水设备，从而增加设备维护。②穿水钢筋性能不稳定，尤其对钢材的焊接性能影响较大，市场认可度很低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在能稳定20MnSi II级螺纹钢筋综合性能前题下，适当降低20MnSi II级螺纹钢中锰、硅合金元素含量，从而降低生产成本的II级螺纹钢筋生产工艺。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
①重新设计II级螺纹钢筋20MnSi的成分，降低20MnSi钢中的锰、硅含量：将钢中锰(Mn)含量控制在0.40～1.20％之间，硅(Si)含量控制在0.20～0.60％之间，碳(C)含量控制在0.15～0.25％之间；
②采用氧气转炉或电炉冶炼。其前期和中期的冶炼工艺与传统工艺相同，在冶炼后期，即出钢前向冶炼炉中加入还原剂、锰矿并进行顶吹或电炉炉门吹0.5～3min氧气或氮气，底吹0～3min氮气或氩气，控制终点钢水中[Mn]≥0.25％、[C]≥0.10％，其它成分满足冶炼标准要求；
③在出钢过程中向钢水包中加入硅锰合金或锰铁合金和硅铁合金，使钢水中[Mn]＝0.40～1.20％、[Si]＝0.20～0.60％，加入增氮剂使钢水中氮含量[N]＝0.005～0.025％；
④在出钢过程中向钢水包中加入含氮化物形成元素的合金，其加入量为0.1～3.0kg/t钢；
⑤出钢后对钢包中的钢水进行吹氩(Ar)处理，吹氩气强度为0.01～0.10m3/min·t钢，吹氩气时间控制在3～8min；
⑥根据所轧20MnSiII级螺纹钢筋的公称直径及定尺要求，将钢水浇铸成不同断面的连铸坯；
⑦加热炉加热连铸坯，开轧温度控制在1000～1300℃，轧后冷却速度控制在1.0～3.5℃/秒。
采用如上技术方案提供的一种20MnSi II级螺纹钢筋的生产工艺与传统工艺相比，其有益效果在于：
①硅锰或锰铁和硅铁用量可降低20～50％，硅铁用量可降低20～50％，降低合金消耗，即可降低螺纹钢筋生产成本。
②20MnSiII级螺纹钢筋的技术性能指标不变，可满足建筑用需要。
③工艺操作不变，不需增加设备投入。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。
所述一种II级螺纹钢筋的生产工艺可以采用氧气转炉冶炼——连铸——轧制工艺，亦可采用电炉冶炼——连铸——轧制工艺。本发明以氧气转炉冶炼——连铸——轧制工艺进行实施。
将高炉铁水加到转炉内，同时加入废钢，吹氧熔炼，并加入造渣材料如石灰，当转炉钢水中的[C]、[P]、[S]达到冶炼规范要求前，准备出钢，出钢前向炉内加入1.0～5.0kg/t钢还原剂、2.0～8.0k/t钢锰矿，并顶吹氧气或氮气0.5～3min，底吹氮气0.5～3min，使终点钢水中锰含量[Mn]≥0.25％、碳含量[C]≥0.10％，出钢。所述还原剂选自碳粉、碳化硅、类石墨中的一种。
在出钢过程中向钢包中加入硅锰合金(Mn-Si)或锰铁合金(Fe-Mn)与硅铁合金(Fe-Si)，控制其加入量，使钢水中的锰含量[Mn]＝0.40～1.20％、硅含量[Si]＝0.20～0.60％、碳含量[C]＝0.15～0.25％。
在出钢过程中向钢包中加入含氮合金，控制其加入量，使钢水中的氮含量[N]＝0.005～0.025％。所述含氮合金可选自硅氮合金、锰氮合金、钛氮合金中的一种或几种的组合，组合比可选自1∶1或1∶1∶1等，它们为市场可买产品。在向钢包中加入含氮合金的同时向钢包中加入含氮化物形成元素的合金，其加入量控制在0.1～3.0kg/t钢。所述含氮化物形成元素的合金可选自钒铁合金(Fe-V)、铌铁合金(Fe-Nb)、钛铁合金(Fe-Ti)、硼铁合金(Fe-B)中一种或几种的组合，组合比可选自1∶1或1∶1∶1等，加入含氮化物形成元素合金的目的在于消除氮的有害作用，提高氮的强化钢筋作用。钒铁合金、铌铁合金、钛铁合金、硼铁合金为已有技术，市场可买产品。
出钢后进行钢包吹氩气操作，操作方式可选自钢包底吹氩或钢包顶吹氩。吹氩气强度控制在0.01～0.10m3/min·t钢，吹氩气时间控制在3～8min。
根据所轧II级螺纹钢筋公称直径及定尺要求，浇铸成不同断面尺寸的连铸坯。
对连铸坯加热，待铸坯温度达到要求后，轧材，开轧温度为1000～1300℃，轧后冷却速度为1.0～3.5℃/秒，均匀冷却。
实施例1
在100吨氧气顶底复吹转炉上冶炼20MnSi II级螺纹钢，将高炉铁水和废钢加到转炉内，吹氧熔炼，加造渣料如石灰，待钢水中[C]、[P]、[S]达冶炼规范要求前向炼钢炉内加入5.0kg/t钢还原剂如碳粉，加入8.0kg/t钢锰矿，顶吹2.0min氧气，底吹2.5min氮气，取样分析，使终点钢水中碳[C]＝0.12％、[Mn]＝0.20％时出钢。在出钢过程中向钢包中加入Fe-Mn合金、Fe-Si合金，控制其加入量使钢中锰[Mn]＝1.0％、硅[Si]＝0.40％，同时在出钢过程中向钢包中加入硅氮合金，并控制其加入量使钢中氮[N]＝0.015％，在向钢包中加入硅氮合金的同时向钢包中加入0.1kg/钢含氮化物形成元素的合金如钒铁合金(Fe-V)；出钢后对钢包进行底吹氩操作，吹氩气强度为0.04m3/min·t钢，吹氩气时间为5min，轧材，开轧温度为1200℃，轧后冷却速度为2.5℃/秒。用此工艺生产的20MnSi II级螺纹钢筋，屈服强度(бs)为370MPa，抗拉强度(бb)为540MPa，延伸率(δ5)为32％，钢材综合成本降低5元/吨钢。
实施例2
在60吨氧气顶底复吹转炉上冶炼20MnSi II级螺纹钢，将50吨铁水和8吨废钢加到转炉内，吹氧熔炼，加造渣料石灰，待钢水中[C]、[P]、[S]达冶炼规范要求前向炼钢炉内加入1.0kg/t钢还原剂如碳化硅，加入2.0kg/t钢锰矿，顶吹0.5min氧气，底吹0.5min氮气，取样分析，使终点钢水中碳[C]＝0.10％、[Mn]＝0.25％时出钢。在出钢过程中向钢包中加入硅锰合金(Mn-Si)和硅铁合金(Fe-Si)，控制其加入量使钢中锰[Mn]＝0.40％、硅[Si]＝0.60％，同时在出钢过程中向钢包中加入锰氮合金，并控制其加入量使钢中氮[N]＝0.025％，在向钢包中加入锰氮合金的同时向钢包中加入0.10kg/t钢含氮化物形成元素的合金如铌铁合金(Fe-Nb)，出钢后对钢包进行顶吹氩操作，吹氩气强度为0.01m3/min·t钢，吹氩气时间为8min，轧材，开轧温度为1000℃，轧后冷却速度为1.5℃/秒。用此工艺生产的20MnSi II级螺纹钢筋，其屈服强度(бs)＝360MPa，抗拉强度(бb)＝545MPa，延伸率(δ5)＝25％，钢材综合成本降低10元/吨钢。
实施例3
在100吨氧气顶底复吹转炉上冶炼20MnSi II级螺纹钢，将高炉铁水和废钢加到转炉内，吹氧操作，加造渣料如石灰，待钢水中[C]、[P]、[S]达冶炼规范要求向炼钢炉加入4.5kg/t钢还原剂如类石墨，加入8.0kg/t钢锰矿，顶吹3min氧气，底吹3min氮气，取样分析，使终点钢水中碳含量[C]＝0.15％、锰含量[Mn]＝0.36％时出钢。在出钢过程中向钢包中加入硅锰合金[Si-Mn]和锰铁合金(Fe-Mn)，控制其加入量使钢水中锰[Mn]＝1.2％、硅[Si]＝0.20％，同时在出钢过程中向钢包中加入钛氮合金，并控制其加入量使钢中氮(N)＝0.005％，在向钢包中加入钛氮合金的同时向钢包中加入2.8kg/t钢含氮化物形成元素的合金如钛铁合金(Fe-Ti)，出钢后对钢包进行顶吹氩操作，吹氩气强度为0.10m3/min·t钢，吹氩气时间为3min，轧材，开轧温度为1300℃，轧后冷却速度为3.5℃/秒。用此工艺生产的20MnSi II级螺纹钢筋，其屈服强度(бs)＝395MPa，抗拉强度(бb)＝580MPa，延伸率(δ5)＝35％，钢材综合成本降低8元/吨钢。
Claims (1)
1. 一种II级螺纹钢筋的生产工艺，将高炉铁水和废钢加到转炉内，吹氧熔炼，加入造渣料，待转炉钢水中[C]、[P]、[S]达到冶炼规范要求前，准备出钢，其特征在于：在出钢前向炼钢炉内加入1.0～5.0kg/t钢还原剂，加入2.0～8.0kg/t钢锰矿，顶吹0.5～3.0min氧气或氮气，底吹0.5～3min氮气，使终点钢水中[C]≥0.10％、[Mn]≥0.25％出钢；在出钢过程中向钢包中加入硅锰合金或锰铁合金与硅铁合金，使钢水中锰含量[Mn]＝0.40～1.20％、硅含量[Si]＝0.20～0.60％、碳含量[C]＝0.15～0.25％；在出钢过程中向钢包中加入含氮合金，使钢水中氮含量[N]＝0.005～0.025％，在向钢包中加入含氮合金的同时向钢包中加入0.1～3.0kg/t钢含氮化物形成元素的合金；出钢后进行钢包顶吹氩气或底吹氩气操作，吹氩气强度为0.01～0.10m3/min·t钢，吹氩气时间控制在3～8min；开轧温度为1000～1300℃，轧后冷却速度为1.0～3.5℃/秒，其中
含氮合金选自：硅氮合金、锰氮合金、钛氮合金中的一种，
含氮化物形成元素的合金选自：钒铁合金、铌铁合金、钛铁合金、硼铁合金中的一种，
还原剂选自：碳粉、碳化硅、类石墨中的一种。
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| GB1281203A (en) * | 1968-08-13 | 1972-07-12 | Uralsky Inst Chernykh Metall | Method for refining molten iron alloys |
| CN1098439A (zh) * | 1994-06-19 | 1995-02-08 | 付德成 | 20MnSi热轧螺纹钢电弧炉单渣法冶炼工艺 |
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