CN102424932A - 一种热轧500n澳标钢筋的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热轧500N澳标钢筋的生产方法，该方法包括下述步骤：用电炉或转炉初炼钢水；在钢包中对钢水进行合金化，使得钢水的氮含量达到0.017-0.023％；对钢包底吹氩或采用LF炉精炼钢水；对钢水进行连铸，得到钢坯；轧制钢坯，从而获得热轧500N澳标钢筋，所述热轧500N澳标钢筋包含按质量计0.15-0.22％的C、0.20-0.60％的Si、0.70-1.20％的Mn、小于0.045％的P、小于0.045％的S、0.09-0.11％的V、0.017-0.023％的N以及余量的Fe和不可避免的杂质，所述热轧500N澳标钢筋具有不超过0.44％的碳当量和不小于500Mpa的屈服强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种热轧500N澳标钢筋的生产方法。
背景技术
随着城市建设的不断发展，目前世界各国的建筑已向大型化发展。为提高大型建筑物的安全性，建筑行业已普遍采用焊接性能好、强度高的热轧带肋钢筋，例如500Mpa及以上级别的钢筋。
对于碳当量小于0.44％且屈服强度σs≥500Mpa的钢筋，通常的制造方法包括冶炼、轧制和轧后余热处理。然而，此方法生产的钢筋很容易锈蚀，既影响美观又影响钢筋在使用中的安全性(例如，焊接性能不好)。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种低碳当量高强度的热轧500N澳标钢筋的生产方法。
本发明的另一目的在于提供一种不需要轧后余热处理的热轧500N澳标钢筋的生产方法。
根据本发明的热轧500N澳标钢筋的生产方法包括下述步骤：用电炉或转炉初炼钢水；在钢包中对钢水进行合金化，使得钢水的氮含量达到0.017-0.023％；对钢包底吹氩或采用LF炉精炼钢水；对钢水进行连铸，得到钢坯；轧制钢坯，从而获得热轧500N澳标钢筋，热轧500N澳标钢筋包含按质量计0.15-0.22％的C、0.20-0.60％的Si、0.70-1.20％的Mn、小于0.045％的P、小于0.045％的S、0.09-0.11％的V、0.017-0.023％的N以及余量的Fe和不可避免的杂质，热轧500N澳标钢筋具有不超过0.44％的碳当量和不小于500Mpa的屈服强度。
对钢水进行合金化的步骤可包括：在钢水出钢至1/5～1/3时，开始将用于调整钢水成分的金属或合金加入钢水，并在钢水出钢至3/5～4/5时，加完用于调整钢水成分的金属或合金。
所述合金可包括钒氮合金。
对钢包底吹氩的总时间可不少于7分钟。
轧制钢坯的步骤可包括：将钢坯送入均热段炉温为1120-1200℃的加热炉中，加热70～90分钟，然后将钢坯送入轧机进行轧制，钢坯开轧温度为1040～1120℃，终轧温度为900℃以上。
热轧500N澳标钢筋可包含按质量计0.15-0.22％的C、0.30-0.50％的Si、0.70-1.20％的Mn、小于0.045％的P、小于0.045％的S、0.09-0.11％的V、0.017-0.023％的N以及余量的Fe和不可避免的杂质。
该生产方法还可包括：在获得热轧500N澳标钢筋之后，将热轧500N澳标钢筋自然冷却至室温。
热轧500N澳标钢筋可具有不超过0.41％的碳当量和不小于530Mpa的屈服强度。
具体实施方式
下面详细描述根据本发明的热轧500N澳标钢筋的生产方法。如本领域技术人员所理解的，“500N”表示澳大利亚/新西兰钢筋标准AS/NZS4671：2001中的一个牌号。除了“500N”之外，根据不同的延伸率等级，这些标准中还存在500L和500E。
根据本发明的热轧500N澳标钢筋包含按质量计0.15-0.22％的C、0.20-0.60％的Si、0.70-1.20％的Mn、小于0.045％的P、小于0.045％的S、0.09-0.11％的V、0.017-0.023％的N以及余量的Fe和不可避免的杂质。在本发明的一个实施例中，热轧500N澳标钢筋包含按质量计0.15-0.22％的C、0.30-0.50％的Si、0.70-1.20％的Mn、小于0.045％的P、小于0.045％的S、0.09-0.11％的V、0.017-0.023％的N以及余量的Fe和不可避免的杂质。
根据本发明的热轧500N澳标钢筋具有不超过0.44％的低碳当量Ceq，并且其屈服强度σs≥500Mpa。在一个实施例中，根据本发明的热轧500N澳标钢筋具有不超过0.41％的低碳当量Ceq和不低于530Mpa的屈服强度σs。
与本领域中碳当量的含义一致，本发明中所述的碳当量Ceq按照下式进行定义：
Ceq＝w(C)+w(Mn)/6+w(Cr+Mo+V)/5+w(Cu+Ni)/15
其中，w(C)表示钢中C的质量含量，w(Mn)表示钢中Mn的质量含量，w(Cr+Mo+V)表示钢中Cr、Mo和V的质量含量之和，w(Cu+Ni)表示钢中Cu和Ni的质量含量之和。
在普通热轧条件下，当碳当量Ceq小于0.44％且氮含量低(例如，低于0.017％)时，无法保证屈服强度σs稳定在500Mpa以上。本发明在合理地控制碳当量的前提下，通过增氮的方法(即，将N含量控制在0.017-0.023％)，来使得在普通热轧条件下，钢的屈服强度σs稳定在500Mpa以上，例如，稳定在535Mpa以上。
在根据本发明的热轧500N澳标钢筋中，如果V含量少于0.09％，则难以将屈服强度稳定地控制在500Mpa以上；如果V含量多于0.11％，则V对屈服强度的提高微乎其微，同时会提高碳当量且使生产成本大幅提高。
根据本发明的热轧500N澳标钢筋的生产方法包括钢的冶炼、连铸和轧制，而不包括轧后余热处理。
在一个实施例中，根据本发明的热轧500N澳标钢筋的生产方法中的钢的冶炼包括采用转炉或电炉初炼钢水、钢包合金化和钢包底吹氩。在钢包合金化的步骤中，使钢水的N含量达到0.017-0.023％的要求。例如，可以通过向钢水中加入钒氮合金来使钢水的N含量达到0.017-0.023％。在一个具体的实施例中，在钢水出钢至1/5～1/3时，开始将用于调整钢水成分的金属或合金加入钢水，并在钢水出钢至3/5～4/5时，加完用于调整钢水成分的金属或合金。所述用于调整钢水成分的合金可包括钒氮合金。在钢包底吹氩的步骤中，底吹氩总时间不少于7min。
在另一实施例中，根据本发明的热轧500N澳标钢筋的生产方法中的钢的冶炼包括采用转炉或电炉初炼钢水、钢包合金化和LF炉(钢包精炼炉)精炼。在这种情况下，可获得质量更好的钢。
在轧制步骤中，可以取上述成分冶炼好的钢坯，送入均热段炉温为1120-1200℃的加热炉中，加热70～90分钟，然后将钢坯送入轧机进行轧制，钢坯开轧温度为1040～1120℃，终轧温度为900℃以上。
然后，可将通过轧制而得到的钢筋自然冷却(例如空冷)至室温，从而得到低碳当量、屈服强度σs≥500Mpa的热轧500N澳标钢筋。
在本发明的热轧500N澳标钢筋的生产方法中，采用普通的冶炼、连铸和热轧工艺相结合的生产方法，能够稳定生产低碳当量(不超过0.44％)、高强度(不小于500Mpa)的钢筋，避免了用以往的轧制和轧后余热处理工艺生产的钢筋易锈蚀和焊接性能不好等问题。
下面结合具体示例更详细地说明根据本发明的热轧500N澳标钢筋的生产方法。
示例1：
首先，用常规的转炉或电炉炼钢工艺初炼钢水。在钢水出钢出至四分之一时，依次加入硅锰、硅铁、钒氮合金，钢水出至四分之三时加完，在此过程中采用增N技术，使钢水成分中N含量达到0.017-0.023％的要求。吹氩严格执行钢包进站吹氩制度，底吹氩总时间≥7min。然后将钢水连铸成钢坯。之后，将钢坯送入均热段炉温为1120℃的加热炉中，加热70分钟，使钢坯开轧温度为1060℃，首先在速度为1.4m/s的轧制条件下粗轧6道次，共轧制50s；之后在速度为4.5m/s的轧制条件下中轧6个道次，轧制60s；最后在速度为15.0m/s的轧制条件下精轧2个道次，轧制55s，控制终轧温度为970℃。然后，将精轧钢材送冷床自然空冷至室温，即可获得规格为Φ12mm的低碳当量高强度热轧500N澳标钢筋，该钢筋包含按质量计0.19％的C、0.20％的Si、1.17％的Mn、0.092％的V、0.025％的P、0.028％的S和0.020％的N以及余量的Fe和不可避免的杂质。
该热轧500N澳标钢筋具有565-575Mpa的屈服强度σs，680-690MPa的抗拉强度σb，23.5％的延伸率δ5和0.41％的碳当量Ceq。
示例2：
按照与示例1的方法相同的方法制造规格为Φ12mm的低碳当量高强度热轧钢筋，该热轧500N澳标钢筋包含按质量计0.18％的C、0.39％的Si、1.10％的Mn、0.105％的V、0.018％的P、0.022％的S和0.0175％的N以及用量的Fe和不可避免的杂质。该热轧500N澳标钢筋具有550Mpa的屈服强度σs，645-640MPa的抗拉强度σb，23.5％的延伸率δ5和0.40％的碳当量Ceq。
示例3：
按照与示例1的方法相同的方法制造规格为Φ12mm的低碳当量高强度热轧钢筋，该热轧500N澳标钢筋包含按质量计0.15％的C、0.55％的Si、1.20％的Mn、0.11％的V、0.018％的P、0.022％的S和0.0224％的N以及余量的Fe和不可避免的杂质。该热轧500N澳标钢筋具有555Mpa的屈服强度σs，665-650MPa的抗拉强度σb，25％的延伸率δ5和0.39％的碳当量Ceq。
示例4：
首先，用常规的转炉或电炉炼钢工艺初炼钢水。在钢水出钢出至四分之一时，依次加入硅锰、硅铁、钒氮合金，钢水出至四分之三时加完，在此过程中采用增N技术，使钢水成分中N含量达到0.017-0.023％的要求。吹氩严格执行钢包进站吹氩制度，底吹氩总时间≥7min。然后将钢水连铸成钢坯。之后，将钢坯送入均热段炉温为1140℃的加热炉中，加热75分钟，使钢坯开轧温度为1070℃，首先在速度为1.3m/s的轧制条件下粗轧6道次，共轧制55s；之后在速度为4.3m/s的轧制条件下中轧6个道次，轧制65s；最后在速度为13.0m/s的轧制条件下精轧2个道次，轧制60s，控制终轧温度为965℃。然后，将精轧钢材送冷床自然空冷至室温，即可获得规格为Φ16mm的低碳当量高强度热轧500N澳标钢筋，该钢筋包含按质量计0.19％的C、0.42％的Si、1.16％的Mn、0.108％的V、0.028％的P、0.025％的S和0.0210％的N以及余量的Fe和不可避免的杂质。
该热轧500N澳标钢筋具有550Mpa的屈服强度σs，675MPa的抗拉强度σb，25％的延伸率δ5和0.41％的碳当量Ceq。
示例5：
按照与示例4的方法相同的方法制造规格为Φ16mm的低碳当量高强度热轧钢筋，该热轧500N澳标钢筋包含按质量计0.16％的C、0.37％的Si、1.18％的Mn、0.107％的V、0.031％的P、0.020％的S和0.018％的N以及余量的Fe和不可避免的杂质。该热轧500N澳标钢筋具有535-550Mpa的屈服强度σs，665-675MPa的抗拉强度σb，23％的延伸率δ5和0.41％的碳当量Ceq。
示例6：
按照与示例4的方法相同的方法制造规格为Φ16mm的低碳当量高强度热轧钢筋，该热轧500N澳标钢筋包含按质量计0.22％的C、0.24％的Si、0.75％的Mn、0.104％的V、0.031％的P、0.020％的S和0.022％的N以及余量的Fe和不可避免的杂质。该热轧500N澳标钢筋具有540-555Mpa的屈服强度σs，675-690MPa的抗拉强度σb，22.5％的延伸率δ5和0.38％的碳当量Ceq。
Claims (8)
1.一种热轧500N澳标钢筋的生产方法，其特征在于包括下述步骤：
用电炉或转炉初炼钢水；
在钢包中对钢水进行合金化，使得钢水的氮含量达到0.017-0.023％；
对钢包底吹氩或采用LF炉精炼钢水；
对钢水进行连铸，得到钢坯；
轧制钢坯，从而获得热轧500N澳标钢筋，所述热轧500N澳标钢筋包含按质量计0.15-0.22％的C、0.20-0.60％的Si、0.70-1.20％的Mn、小于0.045％的P、小于0.045％的S、0.09-0.11％的V、0.017-0.023％的N以及余量的Fe和不可避免的杂质，
所述热轧500N澳标钢筋具有不超过0.44％的碳当量和不小于500Mpa的屈服强度。
2.根据权利要求1所述的热轧500N澳标钢筋的生产方法，其中，对钢水进行合金化的步骤包括：在钢水出钢至1/5～1/3时，开始将用于调整钢水成分的金属或合金加入钢水，并在钢水出钢至3/5～4/5时，加完用于调整钢水成分的金属或合金。
3.根据权利要求2所述的热轧500N澳标钢筋的生产方法，其中，所述合金包括钒氮合金。
4.根据权利要求1所述的热轧500N澳标钢筋的生产方法，其中，对钢包底吹氩的总时间不少于7分钟。
5.根据权利要求1所述的热轧500N澳标钢筋的生产方法，其中，轧制钢坯的步骤包括：将钢坯送入均热段炉温为1120-1200℃的加热炉中，加热70～90分钟，然后将钢坯送入轧机进行轧制，钢坯开轧温度为1040～1120℃，终轧温度为900℃以上。
6.根据权利要求1所述的热轧500N澳标钢筋的生产方法，其中，所述热轧500N澳标钢筋包含按质量计0.15-0.22％的C、0.30-0.50％的Si、0.70-1.20％的Mn、小于0.045％的P、小于0.045％的S、0.09-0.11％的V、0.017-0.023％的N以及余量的Fe和不可避免的杂质。
7.根据权利要求1所述的热轧500N澳标钢筋的生产方法，其中，所述生产方法还包括：在获得热轧500N澳标钢筋之后，将热轧500N澳标钢筋自然冷却至室温。
8.根据权利要求1所述的热轧500N澳标钢筋的生产方法，其中，所述热轧500N澳标钢筋具有不超过0.41％的碳当量和不小于530Mpa的屈服强度。
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