CN105779866A - Hrb400钢筋及其生产方法 - Google Patents

Hrb400钢筋及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及冶金领域，具体公开一种HRB400钢筋及其生产方法。本发明提供一种HRB400钢筋，其包括：0.19～0.25wt％的C，0.55～0.80wt％的Si，1.45～1.60wt％的Mn，0.20～0.30wt％的Cr，以及余量的铁。本发明提供的HRB400钢筋具有力学性能优异稳定，成本低的优点。

Description

HRB400钢筋及其生产方法
技术领域
本发明涉及冶金领域，特别涉及一种HRB400钢筋及其生产方法。
背景技术
HRB400是《钢筋混凝土用钢》GB1499.2—2007中规定的螺纹钢筋牌号，因标准成分范围较宽和生产厂家的生产设备、工艺控制等不同，各个厂家所生产的HRB400热轧带肋钢筋的成分各不相同，同时各个钢厂生产工艺也各不相同。现有的HRB400钢筋的力学强度不佳，性能不稳定，为了提高钢筋的强度，现有技术还有采用快速冷却细晶强化来提高钢筋强度，或者有通过微合金化来提高钢筋强度等方法，但是成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种HRB400钢筋及其生产方法。
一方面，本发明提供一种HRB400钢筋，其包括：0.19～0.25wt％的C，0.55～0.80wt％的Si，1.45～1.60wt％的Mn，0.20～0.30wt％的Cr，以及余量的铁。
进一步地，其杂质中P的含量不超过0.045wt％，S的含量不超过0.045wt％。
进一步地，C的含量为0.22～0.25wt％、Si的含量为0.60～0.62wt％，Mn的含量为1.3～1.6wt％，Cr的含量为0.22～0.24wt％。
另一方面，本发明还提供一种上述HRB400钢筋的生产方法，包括：
步骤1、冶炼
转炉终点钢水中C含量不少于0.06wt％，P含量不超过0.03wt％；出钢温度为1620～1644℃；
步骤2、精炼
步骤3、连铸
过热度设置为25～35℃，拉速为2.2～2.4m/min；
步骤4、轧制
开轧温度为970～1000℃，精轧入口温度为940～960℃。
进一步地，冶炼过程中，加入硅铁、硅锰、无烟煤和铝硅钛中的一种或多种进行脱氧合金化；出钢过程对钢包进行底吹氩操作。
进一步地，所述精炼过程中，加入硅铁、中碳锰铁和锻烧无烟煤中一种或多种进行成分微调；精炼后期加入铬铁；软吹时间大于10min。
进一步地，轧制过程中，Φ8mm钢筋吐丝温度为970～990℃；Φ10mm钢筋吐丝温度为940～960℃；Φ12mm钢筋吐丝温度为920～940℃；Φ14mm钢筋吐丝温度为890～910℃。
本发明提供一种HRB400钢筋及其生产方法。其中HRB400钢筋包括：0.19～0.25wt％的C，0.55～0.80wt％的Si，1.45～1.60wt％的Mn，0.20～0.30wt％的Cr，以及余量的铁。本发明提供的上述钢筋将C、Si、Mn的含量调整到中上限，另外在钢中添加廉价的Cr代替V，弥补钢的强度不足，达到降低成本的目的。在钢中添加Cr是利用在钢中的固溶强化作用，提高钢的强度。另外，利用提高钢的淬透性作用，细化钢筋表面晶粒提高钢的强度。Cr还与钢中的游离N可形成氮化物，可消除N带来的时效效应。因此，本发明提供的HRB400钢筋具有力学性能优异稳定，成本低的优点。
具体实施方式
本发明公开了一种HRB400钢筋及其生产方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
本发明提供一种HRB400钢筋，其包括：0.19～0.25wt％的C，0.55～0.80wt％的Si，1.45～1.60wt％的Mn，0.20～0.30wt％的Cr，以及余量的铁。
本发明提供的HRB400钢筋中，将C、Si、Mn的含量调整到中上限，另外在钢中添加廉价的Cr代替V，弥补钢的强度不足，达到降低成本的目的。在钢中添加Cr是利用在钢中的固溶强化作用，提高钢的强度。另外，利用提高钢的淬透性作用，细化钢筋表面晶粒提高钢的强度。Cr还与钢中的游离N可形成氮化物，可消除N带来的时效效应。因此，本发明提供的HRB400钢筋具有性能优异稳定，成本低的优点。
本领域技术人员可以理解，钢筋中会存在不可避免的杂质，杂质大多为P和S，本实施例中，杂质中P的含量优选不超过0.045wt％，S的含量优选不超过0.045wt％。更优选的，P的含量优选不超过0.024wt％，S的含量优选不超过0.018wt％。
本发明提供的HRB400钢筋中C、Si、Mn和Cr共同作用，提高钢的性能并保证性能的稳定性，优选的，C的含量为0.22～0.25wt％、Si的含量为0.60～0.62wt％，Mn的含量为1.3～1.6wt％，Cr的含量为0.22～0.24wt％。更优选的，C的含量为0.23wt％、Si的含量为0.61wt％，Mn的含量为1.5wt％，Cr的含量为0.23wt％。
相应的，本发明还提供一种上述HRB400钢筋的生产方法，其包括以下步骤：
步骤1、冶炼
转炉终点钢水中C含量不少于0.06wt％，P含量不超过0.03wt％；出钢温度为1620～1644℃；
步骤2、精炼
步骤3、连铸
过热度设置为25～35℃，拉速为2.2～2.4m/min；
步骤4、轧制
开轧温度为970～1000℃，精轧入口温度为940～960℃。
步骤1是冶炼的工序，冶炼过程中，优选加入硅铁、硅锰、无烟煤和铝硅钛中的一种或多种进行脱氧合金化。对于硅铁、硅锰、无烟煤和铝硅钛的加入品种以及加入量，本领域技术人员可以根据钢筋成分进行选择。
出钢过程优选对钢包进行底吹氩操作。吹氩时优选采用大气量搅拌。
步骤2是精炼的步骤，此步骤优选在LF炉中进行。本领域技术人员可以根据转炉钢水的成本加入白灰、萤石和铝矾土等，电石加入量控制在50～100kg。
精炼过程中，优选加入硅铁、中碳锰铁和锻烧无烟煤中一种或多种进行成分微调。对于硅铁、中碳锰铁和锻烧无烟煤的加入品种以及加入量，本领域技术人员可以根据钢筋成分进行选择。
精炼后期加入铬铁；软吹时间大于10min，保证化学成分的均匀性及夹杂物上浮，精炼后喂入硅钙线后上铸机进行后续的连铸工艺。
步骤3的连铸工序中，过热度优选为30℃，拉速为2.3m/min。
步骤4是轧制的过程，轧速度优选为25～80m/s。
优选的，
Φ8mm钢筋吐丝温度为970～990℃，更优选为980℃；进一步地，风机前6架开启50％风量；轧速度优选为75～80m/s，更优选为77m/s；
Φ10mm钢筋吐丝温度为940～960℃，更优选为950℃；进一步地，风机前6架开启80％风量；轧速度优选为48～52m/s，更优选为49.3m/s；
Φ12mm钢筋吐丝温度为920～940℃，更优选为930℃；进一步地，风机前7架开启100％风量；轧速度优选为33～35m/s，更优选为34.2m/s；
Φ14mm钢筋吐丝温度为890～910℃，更优选为900℃；进一步地，风机前7架开启100％风量；轧速度优选为25～26m/s，更优选为25.2m/s。
下面结合实施例，进一步阐述本发明：
工业试生产了10炉钢，具体的工艺参数控制如下：
1、转炉冶炼
转炉冶炼时根据成分需求加入白灰5000～6000kg，白云石3000～4000kg，铁皮球1000～3000kg，出钢过程中加入硅铁500kg，硅锰2800kg。
转炉终点钢水的碳含量、磷含量(质量百分数)及出钢温度如表1所示。
表1转炉出钢的成分及温度
2、LF炉精炼
据钢水成分及温度变化进行加辅料造渣，加合金进行微调和升温操作。加入白灰500～600kg，铝矾土200～300kg，合金根据精炼就位成分进行微调加入锰铁50～80kg，硅铁100～300kg，Cr铁250～280kg，精炼后喂入硅钙线，喂入量200～300m。
3、连铸生产
工艺参数列于表2；产品成分列于表3。
表2连铸工艺参数
过热度(℃) 拉速(m/min)
实施例1 27 2.2
实施例2 34 2.6
实施例3 30 2.3
实施例4 28 2.3
实施例5 29 2.4
实施例6 33 2.6
实施例7 28 2.2
实施例8 32 2.6
实施例9 32 2.6
实施例10 30 2.4
表3成品成分(wt％，余量为铁)
4、轧钢生产
生产尺寸分别为Φ8mm、Φ10mm、Φ12mm、Φ14mm的钢筋；开轧温度及精轧入口温度和钢筋吐丝温度等工艺参数列于表4；
斯太尔摩冷却线保温罩全部打开。Φ8mm钢筋风机前6架开启50％风量；Φ10mm钢筋风机前6架开启80％风量；Φ12mm钢筋风机前7架开启100％风量；Φ14mm钢筋风机前7架开启100％风量。
表4轧制工艺参数
对上述十个实施例制备的钢筋进行力学性能测试，测试结果列于表5：
表5力学性能测试
由表5可知，本发明生产的HRB400钢筋各项指标均满足标准要求，可以满足用户的使用需求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种HRB400钢筋，其特征在于，其包括：0.19～0.25wt％的C，0.55～0.80wt％的Si，1.45～1.60wt％的Mn，0.20～0.30wt％的Cr，以及余量的铁。
2.根据权利要求1所述的HRB400钢筋，其特征在于，其杂质中P的含量不超过0.045wt％，S的含量不超过0.045wt％。
3.根据权利要求1所述的HRB400钢筋，其特征在于，C的含量为0.22～0.25wt％、Si的含量为0.60～0.62wt％，Mn的含量为1.3～1.6wt％，Cr的含量为0.22～0.24wt％。
4.一种如权利要求1所述的HRB400钢筋的生产方法，其特征在于，包括：
步骤1、冶炼
转炉终点钢水中C含量不少于0.06wt％，P含量不超过0.03wt％；出钢温度为1620～1644℃；
步骤2、精炼
步骤3、连铸
过热度设置为25～35℃，拉速为2.2～2.4m/min；
步骤4、轧制
开轧温度为970～1000℃，精轧入口温度为940～960℃。
5.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，
冶炼过程中，加入硅铁、硅锰、无烟煤和铝硅钛中的一种或多种进行脱氧合金化；出钢过程对钢包进行底吹氩操作。
6.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，
所述精炼过程中，加入硅铁、中碳锰铁和锻烧无烟煤中一种或多种进行成分微调；精炼后期加入铬铁；软吹时间大于10min。
7.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，
轧制过程中，Φ8mm钢筋吐丝温度为970～990℃；Φ10mm钢筋吐丝温度为940～960℃；Φ12mm钢筋吐丝温度为920～940℃；Φ14mm钢筋吐丝温度为890～910℃。
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