CN102851581B - Hrb700钢筋及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种HRB700钢筋及其生产方法，该钢筋按重量百分比由以下元素组成：C：0.20~0.28%，Mn：1.50~1.80%，Si：0.30~0.80%，V：0.08~0.12%，N：0.020~0.040%，S≤0.030%，P≤0.030%，其余为Fe和不可避免的杂质。其生产方法包括冶炼工序、精炼工序、连铸工序和轧制工序，在所述冶炼工序中采用钒氮合金对钢包中的钢水进行微合金化，在所述精炼工序中加入微氮合金进行增氮处理，以使最终获得的HRB700钢筋按重量百分比含有0.08~0.12%的V和0.020~0.040%的N。该钢筋具有高屈服强度、高抗拉强度，高延伸率，而且生产成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢筋及其生产方法，具体而言涉及一种HRB700钢筋及其生产方法。
背景技术
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，国外建筑行业已普遍采用焊接性能好、强度高的钢筋，如西欧、北美主要使用强度较高的400MPa、500MPa级钢筋。俄罗斯1993年钢筋产品标准增加了500MPa、600MPa级钢筋，美国1996年钢筋产品标准增加了520MPa级钢筋。在我国，500MPa级螺纹钢筋主要用于高层建筑、港口码头、高速公路。国内众多钢厂已经研究开发出500MPa级螺纹钢筋。高强度钢筋的推广应用，可以大量节约钢筋的用量，500Mpa以上高强度钢筋将是国内建筑用螺纹钢筋的发展趋势。
目前，大部分企业对抗震钢筋的生产还停留在HRB335和HRB400级别，能够生产HRB500的企业还不是特别多，到现在为止还没有查到相关HRB700抗震钢筋的相关报道，只有承钢和济钢报道了有关HRB600的成功开发，而且HRB600钢筋的开发中微合金元素V的含量达到了0.17%~0.20%，造成了合金元素的严重浪费。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种HRB700钢筋。
本发明的另一目的在于提供一种上述HRB700钢筋的生产方法。
本发明通过加入微氮合金，提高钢水中N含量，增加细小弥散的V(CN)析出项，充分发挥微合金第二相析出强化作用，提高钢的强度。
为了实现本发明的目的，本发明提供的HRB700钢筋（即700MPa热轧带肋钢筋）按重量百分比由以下元素组成：C：0.20~0.28%，Mn：1.50~1.80%，Si：0.30~0.80%，V：0.08~0.12%，N：0.020~0.040%，S≤0.030%，P≤0.030%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明提供的上述HRB700钢筋的生产方法之一的技术方案如下：包括冶炼工序、精炼工序、连铸工序和轧制工序，在所述冶炼工序中采用钒氮合金对钢包中的钢水进行微合金化，在所述精炼工序中加入微氮合金进行增氮处理，以使最终获得的HRB700钢筋按重量百分比含有0.08~0.12%的V和0.020~0.040%的N。
优选地，在所述精炼工序中，待炉渣变白后加入微氮合金；白渣或黄白渣保持15-30min，软吹时间为8-20min；脱氧剂采用碳化硅或复合脱氧剂。
本发明提供的上述HRB700钢筋的生产方法之二的技术方案如下：包括冶炼工序、连铸工序和轧制工序，在所述冶炼工序中，采用钒氮合金对钢包中的钢水进行微合金化，并且加入微氮合金进行增氮处理，以使最终获得的HRB700钢筋按重量百分比含有0.08~0.12%的V和0.020~0.040%的N。
上述HRB700钢筋的两种生产方法，在所述轧制工序中，开轧温度为1050~1150℃，终轧温度为900~980℃，轧后自然冷却。
本发明的有益效果：本发明通过富氮和钒微合金化处理生产出了高屈服强度、高抗拉强度，高延伸率的高强度热轧带肋钢筋，其屈服强度Rel≥700MPa，抗拉强度Rm≥875MPa,延伸率A≥15%；使用本发明的钢材可以节省钢材用量，降低建造成本，增加结构强度加大安全储备量，增加建筑安全性。此外，微合金元素V的用量少，大幅度的降低了生产成本，因此为市场推广应用奠定了坚实的基础。另外，本发明方法简单，容易实现大规模生产。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明，但本发明并不限于此。以下百分比均为重量百分比。
本发明提供的HRB700钢筋按重量百分比由以下元素组成：C：0.20~0.28%，Mn：1.50~1.80%，Si：0.30~0.80%，V：0.08~0.12%，N：0.020~0.040%，S≤0.030%，P≤0.030%，其余为Fe和不可避免的杂质。
优选地，上述HRB700钢筋按重量百分比由以下元素组成：C：0.23~0.28%，Mn：1.55~1.80%，Si：0.35~0.70%，V：0.09~0.12%，N：0.020~0.035%，S≤0.025%，P≤0.025%，其余为Fe和不可避免的杂质。
所述HRB700钢筋的屈服强度为：Rel≥700MPa，抗拉强度Rm≥875MPa，延伸率A≥15%（以上力学性能参数均基于GB/T228.1来测定）。
本发明提供的HRB700钢筋的生产方法的具体技术方案如下：包括冶炼工序、精炼工序、连铸工序和轧制工序；其中：
冶炼工序包括采用转炉或电炉冶炼钢水、钢包合金化和钢包底吹氩，在钢包合金化步骤中，加入钒氮合金来进行合金化；在精炼工序中，加入微氮合金，通过上述两工序来控制所得钢筋中N含量为0.020~0.040%，V含量为0.08~0.12%，优选N含量为0.020~0.035%，V含量为0.09~0.12%。
优选地，在精炼工序中，待炉渣变白后加入微氮合金如氮化硅、氮化硅锰等，白渣或黄白渣保持15-30min，软吹时间为8-20min；优选地，脱氧剂采用碳化硅或复合脱氧剂（购自山东章丘市川达有限责任公司或甘肃泰盛物资集团有限责任公司龙泉碳化硅分公司）。
在轧制工序中，开轧温度为1050~1150℃，终轧温度为900~980℃，轧后自然冷却。从而获得满足性能要求的HRB700高强度钢筋。
所述开轧温度优选为1100℃，在本发明的开轧温度范围内来确保微合金元素溶解充分。所述终轧温度优选为950℃，在该终轧温度范围钢筋晶粒有一定细化效果，同时符合常规热轧生产工艺要求，有利于生产现场的操作。
本发明提供的HRB700钢筋的生产方法的另一技术方案如下：包括冶炼工序、连铸工序和轧制工序；其中：
冶炼工序包括采用转炉或电炉冶炼钢水、钢包合金化和钢包底吹氩，在钢包合金化步骤中，加入钒氮合金来进行合金化并且加入微氮合金进行增氮处理，从而控制所得钢筋中N含量为0.020~0.040%，V含量为0.08~0.12%，优选N含量为0.020~0.035%，V含量为0.09~0.12%。
在轧制工序中，开轧温度为1050~1150℃，终轧温度为900~980℃，轧后自然冷却。从而获得满足性能要求的HRB700高强度钢筋。
本发明得到的HRB700钢筋的规格为Φ10-50mm。
下面结合实施例对本发明做更加详细的说明。
实施例1
生产HRB700钢筋的方法包括冶炼工序、精炼工序、连铸工序和轧制工序。下面将对各个工序的具体步骤进行描述。
在冶炼工序中采用转炉或电炉冶炼钢水及钢包合金化。在钢包合金化步骤中，除加入硅锰、硅铁合金外，还加入钒氮合金，从而使钢水成分中N含量达到0.021%、V含量达到0.11%。
在LF精炼工序中，钢包到精炼位后，根据温度、渣况进行造渣、脱氧，炉渣变白后加入微氮合金氮化硅，从而使钢水成分中N含量达到0.023%，白渣保持25min，成分温度合适后，进行“软吹”操作，软吹时间为15分钟。
在连铸工序中，由连铸机进行拉坯成型，从而成型为150mm×150mm方坯，拉坯速度为2.1m/min。
在轧钢工序中，将钢坯在1120℃的开轧温度进行轧制，并在940℃的终轧温度进行轧制，轧制后上冷床自然冷却。从而获得满足性能要求的HRB700高强钢筋，其具体成分见表1，性能参数见表2。
实施例2
生产HRB700钢筋的方法包括冶炼工序、精炼工序、连铸工序和轧制工序。下面将对各个工序的具体步骤进行描述。
在冶炼工序中采用转炉或电炉冶炼钢水及钢包合金化。在钢包合金化步骤中，除加入硅锰、硅铁合金外，还加入钒氮合金，从而使钢水成分中N含量达到0.029%、V含量达到0.10%。
在LF精炼工序中，钢包到精炼位后，根据温度、渣况进行造渣、脱氧，炉渣变白后加入微氮合金氮化硅，从而使钢水成分中N含量达到0.031%，白渣保持20min，成分温度合适后，进行“软吹”操作，软吹时间为20分钟。
在连铸工序中，由连铸机进行拉坯成型，从而成型为150mm×150mm方坯，拉坯速度为2.1m/min。
在轧钢工序中，将钢坯在1100℃的开轧温度进行轧制，并在920℃的终轧温度进行轧制，轧制后上冷床自然冷却。从而获得满足性能要求的HRB700高强度钢筋，其具体成分见表1，性能参数见表2。
实施例3
生产HRB700钢筋的方法包括冶炼工序、精炼工序、连铸工序和轧制工序。下面将对各个工序的具体步骤进行描述。
在冶炼工序中采用转炉或电炉初炼钢水及钢包合金化。在钢包合金化步骤中，除加入硅锰、硅铁合金外，还加入钒氮合金，从而使钢水成分中N含量达到0.026%、V含量达到0.10%。
在LF精炼工序中，钢包到精炼位后，根据温度、渣况进行造渣、脱氧，炉渣变白后加入微氮合金氮化硅，从而使钢水成分中N含量达到0.028%，白渣保持25min，成分温度合适后，进行“软吹”操作，软吹时间为20分钟。
在连铸工序中，由连铸机进行拉坯成型，从而成型为150mm×150mm方坯，拉坯速度为2.1m/min。
在轧钢工序中，将钢坯在1100℃的开轧温度进行轧制，并在960℃的终轧温度进行轧制，轧制后上冷床自然冷却。从而获得满足性能要求的HRB700高强度钢筋，其具体成分见表1，性能参数见表2。
实施例4
生产HRB700钢筋的方法包括冶炼工序、连铸工序和轧制工序。下面将对各个工序的具体步骤进行描述。
在冶炼工序中采用转炉或电炉冶炼钢水及钢包合金化。在钢包合金化步骤中，除加入硅锰、硅铁合金外，还加入钒氮合金以及微氮合金氮化硅，从而使钢水成分中N含量达到0.023%、V含量达到0.11%。
在连铸工序中，由连铸机进行拉坯成型，从而成型为150mm×150mm方坯，拉坯速度为2.1m/min。
在轧钢工序中，将钢坯在1120℃的开轧温度进行轧制，并在940℃的终轧温度进行轧制，轧制后上冷床自然冷却。从而获得满足性能要求的HRB700钢筋，其具体成分见表1，性能参数见表2。
表1本发明钢筋的成分（wt%）
| 编号 | C | Si | Mn | P | S | V | N | Fe和不可避免的杂质 |
| 实施例1 | 0.25 | 0.60 | 1.70 | 0.018 | 0.013 | 0.11 | 0.023 | 余量 |
| 实施例2 | 0.24 | 0.65 | 1.65 | 0.022 | 0.018 | 0.10 | 0.031 | 余量 |
| 实施例3 | 0.23 | 0.70 | 1.65 | 0.026 | 0.021 | 0..10 | 0.028 | 余量 |
| 实施例4 | 0.24 | 0.62 | 1.65 | 0.015 | 0.023 | 0.11 | 0.025 | 余量 |
表2本发明钢筋的力学性能参数
通过以上实施例可以看出，根据本发明的生产方法生产的HRB700钢筋具有优异的屈服强度、抗拉强度和延伸率，完全满足标准要求。
Claims (7)
1.一种HRB700钢筋的生产方法，包括转炉或电炉冶炼工序、LF精炼工序、连铸工序和轧制工序，所述HRB700钢筋按重量百分比由以下元素组成：C：0.20～0.28%，Mn：1.50～1.80%，Si：0.30～0.80%，V：0.08～0.12%，N：0.020～0.040%，S≤0.030%，P≤0.030%，其余为Fe和不可避免的杂质；其特征在于，在所述冶炼工序中采用钒氮合金对钢包中的钢水进行微合金化，在所述精炼工序中加入微氮合金进行增氮处理，以使最终获得的HRB700钢筋按重量百分比含有0.08～0.12%的V和0.020～0.040%的N；在所述轧制工序中，开轧温度为1050～1150℃，终轧温度为900～980℃，轧后自然冷却。
2.根据权利要求1所述的HRB700钢筋的生产方法，其特征在于，在所述精炼工序中，待炉渣变白后加入微氮合金。
3.根据权利要求1所述的HRB700钢筋的生产方法，其特征在于，在所述精炼工序中，白渣或黄白渣保持15-30min，软吹时间为8-20min。
4.根据权利要求1所述的HRB700钢筋的生产方法，其特征在于，在所述精炼工序中，脱氧剂采用碳化硅或复合脱氧剂。
5.根据权利要求1所述的HRB700钢筋的生产方法，其特征在于，所述开轧温度为1100℃，所述终轧温度为950℃。
6.一种HRB700钢筋的生产方法，包括转炉或电炉冶炼工序、连铸工序和轧制工序，所述HRB700钢筋按重量百分比由以下元素组成：C：0.20～0.28%，Mn：1.50～1.80%，Si：0.30～0.80%，V：0.08～0.12%，N：0.020～0.040%，S≤0.030%，P≤0.030%，其余为Fe和不可避免的杂质；其特征在于，在所述冶炼工序中，采用钒氮合金对钢包中的钢水进行微合金化，并且加入微氮合金进行增氮处理，以使最终获得的HRB700钢筋按重量百分比含有0.08～0.12%的V和0.020～0.040%的N；在所述轧制工序中，开轧温度为1050～1150℃，终轧温度为900～980℃，轧后自然冷却。
7.根据权利要求1或6所述的HRB700钢筋的生产方法，其特征在于，所述微氮合金为氮化硅或者氮化硅锰。
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