CN102534407A - 一种hrb600热轧带肋钢筋的生产方法 - Google Patents

Abstract

一种HRB600热轧带肋钢筋的生产方法，包括转炉冶炼、钢坯强化、吹氩精炼、浇注、钢坯检验、加热炉加热、控制轧制、轧后轻微控制冷、成品检测、定尺包装、产品入库等工序，其特征有：①转炉冶炼出钢过程采用双挡渣工艺；②钢坯强化工序采用Cr、Nb、VN微合金复合强化；③吹氩精炼技术;④浇注工序采用全保护浇注；⑤控制轧制工序，微合金元素阻止奥氏体的再结晶进程，控制微合金元素的沉淀强化作用，达到提高钢筋强度的目的；⑥轧后微控制冷却工序，阻止奥氏体晶粒再长大，确保钢筋综合性能。采用本方法，普碳钢也可生产出HRB600热轧带肋钢筋；钢筋组织均匀，综合性能得以改善；突破规格的限制因素，降低生产成本；建筑工程得以大幅降低成本，实现节能减排。

Description

一种HRB600热轧带肋钢筋的生产方法

【技术领域】

本发明涉及炼钢与轧钢，具体来说，涉及炼钢与热轧工艺，尤其涉及热轧带肋钢筋的方法。

【背景技术】

建筑结构的安全性问题引起了社会的普遍关注，建筑工业对钢筋性能的要求越来越高，而提高建筑安全性的关键是提高钢筋的强度和综合性能。在大力提倡节能减排、绿色环保的背景下，普通强度钢筋作为建筑用钢主材的状况已无法满足建设发展的需要。高强度HRB600热轧带肋钢筋的开发使用一方面可以减少建筑用钢量，与目前主要使用的HRB335、HRB400、HRB500级钢筋相比，分别节约用钢量73.3％、44.4%和19.5％，具有节能减排的现实意义；另一方面，可解决建筑结构中"肥梁胖柱"的问题，增加建筑使用面积，使结构设计更加灵活，提高建筑使用功能。因此，研究开发强度高和综合性能好的钢筋，是钢铁企业应对未来钢筋混凝土结构在建筑工程领域发展的必然趋势。

目前中国专利数据库中涉及热轧钢筋的技术方案较多，特别相关的申请件就有01214441.X号《热轧六棱带肋钢筋》、200520004827.6号《超细晶热轧带肋钢筋盘条》、200810124722.2号《一种热轧带肋钢筋的控轧控冷工艺》、200810124723.7号《一种热轧带肋钢筋组合控制轧制工艺》、200810058552.2号《细晶粒热轧带肋钢筋及其制备方法》、200910193367.9号《一种含铬的HRB400热轧带肋钢筋及其生产方法》、201010237699.5号《抗震热轧带肋钢筋及其生产工艺》等。迄今为止，尚无涉及HRB600热轧带肋钢筋的申请件。    

【发明内容】

本发明的目的是为了提供一种HRB600热轧带肋钢筋的生产方法，保证HRB600钢筋综合性能的同时，提高建筑钢筋强度，实现节能环保目的。

为实现上述目的，发明人提供的方法仍然包括转炉冶炼、钢坯强化、吹氩精炼、浇注、钢坯检验、加热炉加热、控制轧制、轧后微控制冷却、成品检测、定尺包装、产品入库等工序，不同于现有技术的特征包括：

(1) 转炉冶炼出钢过程采用双挡渣工艺；

(2) 钢坯强化工序采用Cr、Nb、VN微合金复合强化；

(3) 吹氩精炼技术; 

(4) 浇注工序采用全保护浇注；

(5) 控制轧制工序，微合金元素阻止奥氏体的再结晶进程，控制微合金元素的沉淀强化作用，达到提高钢筋强度的目的；

(6) 轧后微控制冷却工序，阻止奥氏体晶粒再长大，确保钢筋综合性能。

上述转炉冶炼出钢过程采用双挡渣工艺，工艺条件是：出钢时间不小于2分30秒，出钢时作C、S、P、Mn分析，终点碳含量控制在：0.08％～0.12％；S≤0.025％、P≤0.020％，等样出钢；合金加入按照如下顺序：SiMnFe—MnFe—SiFe—CrFe—SiAlCaBa—NbFe—VN；吹氩精炼时间不小于5分30秒。

上述钢坯强化工序采用Cr、Nb、VN微合金复合强化的具体方法是在普通的CMn钢中添加微量的铌、钒、铬强碳氮化物形成元素进行合金化，通过控制细化钢的晶粒和碳氮化物沉淀强化的物理冶金过程，在控轧状态下获得高强度、高韧性、高可焊接性、良好的成形性能等最佳力学性能配合的工程结构材料。

强化机理：Nb、V等和钢中的C、N原子形成高熔点、高硬度的碳化物和氮化物，一方面沉淀在奥氏体晶界上，加热时不易熔入奥氏体，可阻止奥氏体晶粒长大，形成细晶强化；另一方面这些碳化物和氮化物质点在奥氏体转变成铁素体过程中或转变后析出，在铁素体的晶格中阻碍位错运动，形成沉淀强化。

上述吹氩精炼的工艺条件是通过LF炉精炼、喂丝吹氩工艺，尽量减少此钢种的夹杂物含量，造好还原渣，严格的底吹氩及喂丝工序，以实现快速脱氧、脱硫，均匀钢水成分，有效去除钢中夹杂物的含量。   

上述浇注工序采用全保护连铸，工艺条件是：中间包使用AIC质水口；大包、中间包采用保温覆盖剂进行保温；连铸坯拉速在2.0～3.0m/min，矫直温度950℃～1050℃，严格控制中间包过热度≤20℃。

上述控制轧制工序中，变形与奥氏体再结晶结合，从而促进铁素体晶粒进一步细化,微合金元素起到有效的沉淀强化作用。

上述轧后微控制冷却工序采用两段6m长的湍流式冷却器,工艺条件是通过形成湍流的冷却水对轧后钢筋进行均匀的微冷却,使上冷床的钢筋温度控制在850℃～900℃之间,以控制奥氏体晶粒不再进一步长大，使珠光体片层间距变薄，确保钢筋的综合性能。

本方法优点在于：①由于采用了V、Nb等微合金元素的强化方式，普碳钢也可生产出强度600MPa以上的高强度钢筋；采用控轧控冷工艺使HRB600热轧带肋钢筋组织均匀、综合性能得以大幅改善；②突破规格效应的限制因素，减少坯型，简化生产，提高生产效率；③采用微合金复合强化技术降低生产高强度钢筋的成本，提高经济效益；④ 高强度及综合性能好的钢筋使建筑工程得以大幅降低成本，实现节能减排。 

【附图说明】

附图1是本发明方法的工艺流程图。

【具体实施方式】

实施例：

首钢水钢所生产的HRB600热轧带肋钢筋的流程如图1所示，包括转炉冶炼、钢包采用Cr、Nb、VN复合强化、吹氩精炼、150mm方坯浇注、钢坯检验、加热炉加热、控制轧制、轧后轻微控冷、成品检测、定尺包装、产品入库工序。其中，出钢过程采用双挡渣工艺，出钢时间不小于2分30秒，出钢时作C、S、P、Mn分析，终点碳含量控制在：0.08％～0.12％；S≤0.025％、P≤0.020％，等样出钢；合金加入按照如下顺序依次为：SiMnFe—MnFe—SiFe—CrFe—SiAlCaBa—NbFe—VN；吹氩精炼时间不小于5分30秒。连铸采用全保护浇注，中间包使用AIC质水口；大包、中间包采用保温覆盖剂进行保温；连铸坯拉速在2.0～3.0m/min，矫直温度950℃～1050℃。为确保HRB600热轧带肋钢筋屈服强度大于600MPa、抗拉强度大于730MPa，轧制时加热炉出钢温度控制在920℃～980℃之间，全轧制过程采用控制轧制技术，变形与奥氏体再结晶结合，从而促进铁素体晶粒进一步细化。此外在轧制过程中，钢中的V、Nb等微合金元素将产生显著的晶粒细化和一定程度的沉淀强化作用，使轧后钢材的强度和韧性都得到很大的提高。轧后采用微控制冷却工艺，使钢材轧后温度控制在850℃～900℃之间，以控制奥氏体晶粒不再进一步长大，使珠光体片层间距变薄，确保钢筋的综合性能。

采用本工艺生产的HRB600热轧带肋钢筋的质量指标如表1所示：

表1

Claims (6)

1.一种HRB600热轧带肋钢筋的生产方法，包括转炉冶炼、钢坯强化、吹氩精炼、浇注、钢坯检验、加热炉加热、控制轧制、轧后轻微控制冷、成品检测、定尺包装、产品入库等工序，其特征包括：

(1) 转炉冶炼出钢过程采用双挡渣工艺；

(2) 钢坯强化工序采用Cr、Nb、VN微合金复合强化；

(3) 吹氩精炼技术; 

(4) 浇注工序采用全保护浇注；

(5) 控制轧制工序，微合金元素阻止奥氏体的再结晶进程，控制微合金元素的沉淀强化作用，达到提高钢筋强度的目的；

(6) 轧后微控制冷却工序，阻止奥氏体晶粒再长大，确保钢筋综合性能。

2.      按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述转炉冶炼出钢过程采用双挡渣工艺，工艺条件是：出钢时间不小于2分30秒，出钢时作C、S、P、Mn分析，终点碳含量控制在：0.08%~0.12%；S≤0.025%、P≤0.020%，等样出钢；合金加入按照如下顺序：SiMnFe—MnFe—SiFe—CrFe—SiAlCaBa—NbFe—VN；吹氩精炼时间不小于5分30秒。

3. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述钢坯强化工序采用Cr、Nb、VN微合金复合强化的具体方法，在普通的CMn钢中添加微量的铌、钒、铬强碳氮化物形成元素进行合金化，通过控制细化钢的晶粒和碳氮化物沉淀强化的物理冶金过程，在控轧状态下获得高强度、高韧性、高可焊接性、良好的成形性能等最佳力学性能配合的工程结构材料。

4.  按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述吹氩精炼的工艺条件是通过LF炉精炼、喂丝吹氩工艺，尽量减少此钢种的夹杂物含量，造好还原渣，严格的底吹氩及喂丝工序，以实现快速脱氧、脱硫，均匀钢水成分，有效去除钢中夹杂物的含量。

5.  按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述浇注工序采用全保护连铸，工艺条件是：中间包使用AIC质水口；大包、中间包采用保温覆盖剂进行保温；连铸坯拉速在2.0～3.0 m/min，矫直温度950℃～1050℃。

6. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述控制轧制工序中，变形与奥氏体再结晶结合，促进铁素体晶粒进一步细化；所述控制轧制的轧后温度控制在850℃～900℃之间，以控制奥氏体晶粒不再进一步长大，使珠光体片层间距变薄，确保钢筋的综合性能。

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