CN106271449A - 一种采用钢坯生产细晶粒盘螺钢筋的工艺 - Google Patents

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张华�
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Abstract

本发明公开一种采用钢坯生产细晶粒盘螺钢筋的工艺，所述钢坯为20MnSi钢坯，所述工艺包括以下步骤：(1)转炉冶炼：将所述钢坯进行转炉冶炼，冶炼中吹氩搅拌，控制钢水出炉温度为1620—1700℃；(2)连铸方坯：将出炉后的钢水进行连铸，形成方坯；(3)轧制：将连铸后的方坯进行轧制，控制轧制入口温度为800—900℃，形成钢筋；(4)冷却：将轧制后的钢筋进行冷却，控制吐丝温度为940—960℃，形成细晶粒盘螺钢筋成品。所述工艺所得细晶粒盘螺钢筋的综合力学性能更好，钢筋通盘性能差也更小，产品合格率可达到100％。

Description

一种采用钢坯生产细晶粒盘螺钢筋的工艺
技术领域
本发明涉及钢筋生产工艺技术领域，具体涉及一种采用钢坯生产细晶粒盘螺钢筋的工艺。
背景技术
细晶粒钢又名本质细晶粒钢，是金属材料通过一些热处理方法细化晶粒使其本质晶粒度达到5至8级，从而提高其机械性能的钢材。本质晶粒度是指钢在一定条件下奥氏体晶粒长大的倾向，在930±10℃保温3～8h后测定奥氏体晶粒。细晶粒钢可用于石油化工、煤转化、核电、汽轮机缸体、火电等使用条件苛刻、腐蚀介质复杂的大型设备，如：水洗塔、第二变换炉、焦炭塔、脱硫槽、转化气余热锅炉、甲烷化炉、反应器、再生器、加氢反应器、甲烷化加热器、转化气蒸汽发生器。
目前细晶粒钢以及产品，如细晶粒盘螺钢筋等多采用微合金化钢坯生产，存在产品90％无屈服平台及通盘性能差大的问题，力学性能较差，产品合格率较低；此外，其成本也较高。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种采用钢坯生产细晶粒盘螺钢筋的工艺，所得细晶粒盘螺钢筋的综合力学性能更好，钢筋通盘性能差也更小，产品合格率可达到100％。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种采用钢坯生产细晶粒盘螺钢筋的工艺，所述钢坯为20MnSi钢坯，所述工艺包括以下步骤：
(1)转炉冶炼：将所述钢坯进行转炉冶炼，冶炼中吹氩搅拌，控制钢水出炉温度为1620—1700℃；
(2)连铸方坯：将出炉后的钢水进行连铸，形成方坯；
(3)轧制：将连铸后的方坯进行轧制，控制轧制入口温度为800—900℃，形成钢筋；
(4)冷却：将轧制后的钢筋进行冷却，控制吐丝温度为940—960℃，形成细晶粒盘螺钢筋成品。
优选的，所述细晶粒盘螺钢筋为∮6.0HRB400盘螺细晶粒钢筋。
优选的，所述步骤(1)转炉冶炼还包括控制钢水成分为C 0.21—0.25wt％，Si0.40—0.50wt％，Mn 1.20—1.30wt％，P≤0.045wt％，S≤0.045％，余量为Fe。
优选的，所述步骤(3)轧制中，还包括控制终轧速度为70—80m/s。
更为优选的，控制终轧速度为75m/s。
优选的，所述步骤(4)冷却中，控制吐丝温度为940—950℃。
优选的，所述步骤(4)冷却还包括控制输送辊道线速度。
更为优选的，所述控制输送辊道线速度具体为：控制输送辊道线前端速度为0.49m/s，后端速度为0.95m/s。
优选的，所述步骤(4)冷却还包括控制水冷线穿水流量在43m3/h。
优选的，所述步骤(4)冷却还包括将散卷进保温罩温度控制在600—640℃。
在本申请技术方案中，采用钢坯生产细晶粒盘螺钢筋，具体的钢坯为20MnSi钢坯，细晶粒盘螺钢筋为∮6.0HRB400盘螺细晶粒钢筋，控制了钢水的成分和钢水的出钢温度；要用20MnSi钢坯生产出合格的HRB400盘螺细晶粒钢筋，采用控制轧制和控制冷却工艺，由于HRB400钢筋对强度、伸长率要求较高，要求用20MnSi钢坯生产的钢筋组织应具有细化的铁素体晶粒和较小的珠光体片层间距，由于粗大奥氏体将生成粗大的珠光体，所以加热、轧制过程必须控制奥氏体的晶粒度。
在轧制过程中，由于采用严格的温控措施，从而获得了成分不均匀的细晶粒奥氏体及大量未溶第二相，使得奥氏体冷却时，其分解过程的形核率增加，降低了奥氏体的稳定性，20MnSi钢的C曲线左移，为后续控制冷却创造了有利条件；在冷却过程中，由于20MnSi钢的过冷奥氏体转变为珠光体的温度期间为Ar1～500℃，因此，要求在相变前，奥氏体应具有较大的过冷度和冷却速度，以提高相变动力；达到相变点后，应使盘条缓慢冷却，保证充分的相变时间，以利于提高珠光体比例，由于20MnSi钢属亚共析钢，900℃左右冷却时首先生成先共析铁素体，若在此温度期间缓慢冷却，铁素体将在奥氏体晶界大量析出，相变后，获得的珠光体比例较低，导致钢筋力学性能也较低；若过冷奥氏体在转变过程中冷却速度较高，铁素体来不及完全析出就析出渗碳体，相变后，获得的珠光体比例较高，获得的钢筋力学性能也较高；若过冷奥氏体在转变过程中冷却速度较高，达到相变点后的冷却速度也较高，会造成相变时间得不到保证，将导致转变产物中珠光体比例下降；达到相变点后的冷却速度更高时，钢筋组织中会出现硬相组织(如贝氏组织或魏氏组织)，造成钢筋无屈服平台或机械性能下降。
因此，在本申请技术方案中，在用20MnSi钢坯生产细晶粒盘螺钢筋时，控制轧制阶段采用严格的温控措施，确保奥氏体晶粒不急剧长大，在控制冷却阶段，在过冷奥氏体转变过程中采用快速冷却，达到相变点后采用缓慢冷却，一方面可以减少硬相的生成，另一方面又保证了充分的相变时间，提高了珠光体比例，获得了较好的力学性能，钢筋通盘性能差也较小。
本申请与现有技术相比，其详细说明如下：现有技术生产细晶粒盘螺钢筋的工艺，多采用微合金化钢坯生产，存在产品90％无屈服平台及通盘性能差大的问题，部分采用20MnSi钢坯生产的细晶粒盘螺钢筋产品，也存在产品90％无屈服平台，从钢筋物检性能看，在同样的钢坯熔炼成分的前提下，本申请技术方案得到的细晶粒盘螺钢筋的屈服强度(R0 el)大于440MPa，抗拉强度(R0 m)大于600MPa，伸长率(A％)大于19％，最大力总伸长率(Agt)大于9.0％，晶粒度10级以上，综合力学性能更好，产品合格率达到100％，同时节约成本，每吨钢筋可节约生产成本20元左右。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
本实施例所述的一种采用钢坯生产细晶粒盘螺钢筋的工艺，其中钢坯为20MnSi钢坯，细晶粒盘螺钢筋为∮6.0HRB400盘螺细晶粒钢筋；
所述工艺包括以下步骤：
(1)转炉冶炼：将所述钢坯进行转炉冶炼，冶炼中吹氩搅拌，控制控制钢水成分为C0.21—0.25wt％，Si 0.40—0.50wt％，Mn 1.20—1.30wt％，P≤0.045wt％，S≤0.045％，余量为Fe；控制钢水出炉温度为1620—1700℃；
(2)连铸方坯：将出炉后的钢水进行连铸，形成方坯；
(3)轧制：将连铸后的方坯进行轧制，控制轧制入口温度为850℃，控制终轧速度为75m/s，形成钢筋；
(4)冷却：将轧制后的钢筋进行冷却，控制吐丝温度为950℃，控制输送辊道线前端速度为0.49m/s，后端速度为0.95m/s，各段辊道速度按从前端至后端依次递增，控制水冷线穿水流量在43m3/h，同时将散卷进保温罩温度控制在620℃，形成细晶粒盘螺钢筋成品。
上述工艺生产出的细晶粒盘螺钢筋性能如表1。
表1实施例1工艺制备细晶粒盘螺钢筋的性能
实施例2
本实施例所述的一种采用钢坯生产细晶粒盘螺钢筋的工艺，其中钢坯为20MnSi钢坯，细晶粒盘螺钢筋为∮6.0HRB400盘螺细晶粒钢筋；
所述工艺包括以下步骤：
(1)转炉冶炼：将所述钢坯进行转炉冶炼，冶炼中吹氩搅拌，控制控制钢水成分为C0.21—0.25wt％，Si 0.40—0.50wt％，Mn 1.20—1.30wt％，P≤0.045wt％，S≤0.045％，余量为Fe；控制钢水出炉温度为1620—1700℃；
(2)连铸方坯：将出炉后的钢水进行连铸，形成方坯；
(3)轧制：将连铸后的方坯进行轧制，控制轧制入口温度为800℃，控制终轧速度为70m/s，形成钢筋；
(4)冷却：将轧制后的钢筋进行冷却，控制吐丝温度为940℃，控制输送辊道线前端速度为0.49m/s，后端速度为0.95m/s，各段辊道速度按从前端至后端依次递增，控制水冷线穿水流量在43m3/h，同时将散卷进保温罩温度控制在600℃，形成细晶粒盘螺钢筋成品。
上述工艺生产出的细晶粒盘螺钢筋性能如表2。
表2实施例2工艺制备细晶粒盘螺钢筋的性能
实施例3
本实施例所述的一种采用钢坯生产细晶粒盘螺钢筋的工艺，其中钢坯为20MnSi钢坯，细晶粒盘螺钢筋为∮6.0HRB400盘螺细晶粒钢筋；
所述工艺包括以下步骤：
(1)转炉冶炼：将所述钢坯进行转炉冶炼，冶炼中吹氩搅拌，控制控制钢水成分为C0.21—0.25wt％，Si 0.40—0.50wt％，Mn 1.20—1.30wt％，P≤0.045wt％，S≤0.045％，余量为Fe；控制钢水出炉温度为1620—1700℃；
(2)连铸方坯：将出炉后的钢水进行连铸，形成方坯；
(3)轧制：将连铸后的方坯进行轧制，控制轧制入口温度为900℃，控制终轧速度为80m/s，形成钢筋；
(4)冷却：将轧制后的钢筋进行冷却，控制吐丝温度为960℃，控制输送辊道线前端速度为0.49m/s，后端速度为0.95m/s，各段辊道速度按从前端至后端依次递增，控制水冷线穿水流量在43m3/h，同时将散卷进保温罩温度控制在640℃，形成细晶粒盘螺钢筋成品。
上述工艺生产出的细晶粒盘螺钢筋性能如表3。
表3实施例3工艺制备细晶粒盘螺钢筋的性能
实施例4
本实施例所述的一种采用钢坯生产细晶粒盘螺钢筋的工艺，其中钢坯为20MnSi钢坯，细晶粒盘螺钢筋为∮6.0HRB400盘螺细晶粒钢筋；
所述工艺包括以下步骤：
(1)转炉冶炼：将所述钢坯进行转炉冶炼，冶炼中吹氩搅拌，控制控制钢水成分为C0.21—0.25wt％，Si 0.40—0.50wt％，Mn 1.20—1.30wt％，P≤0.045wt％，S≤0.045％，余量为Fe；控制钢水出炉温度为1620—1700℃；
(2)连铸方坯：将出炉后的钢水进行连铸，形成方坯；
(3)轧制：将连铸后的方坯进行轧制，控制轧制入口温度为800℃，控制终轧速度为80m/s，形成钢筋；
(4)冷却：将轧制后的钢筋进行冷却，控制吐丝温度为940℃，控制输送辊道线前端速度为0.49m/s，后端速度为0.95m/s，各段辊道速度按从前端至后端依次递增，控制水冷线穿水流量在43m3/h，同时将散卷进保温罩温度控制在600℃，形成细晶粒盘螺钢筋成品。
上述工艺生产出的细晶粒盘螺钢筋性能如表4。
表4实施例4工艺制备细晶粒盘螺钢筋的性能
实施例5
本实施例所述的一种采用钢坯生产细晶粒盘螺钢筋的工艺，其中钢坯为20MnSi钢坯，细晶粒盘螺钢筋为∮6.0HRB400盘螺细晶粒钢筋；
所述工艺包括以下步骤：
(1)转炉冶炼：将所述钢坯进行转炉冶炼，冶炼中吹氩搅拌，控制控制钢水成分为C0.21—0.25wt％，Si 0.40—0.50wt％，Mn 1.20—1.30wt％，P≤0.045wt％，S≤0.045％，余量为Fe；控制钢水出炉温度为1620—1700℃；
(2)连铸方坯：将出炉后的钢水进行连铸，形成方坯；
(3)轧制：将连铸后的方坯进行轧制，控制轧制入口温度为900℃，控制终轧速度为70m/s，形成钢筋；
(4)冷却：将轧制后的钢筋进行冷却，控制吐丝温度为960℃，控制输送辊道线前端速度为0.49m/s，后端速度为0.95m/s，各段辊道速度按从前端至后端依次递增，控制水冷线穿水流量在43m3/h，同时将散卷进保温罩温度控制在640℃，形成细晶粒盘螺钢筋成品。
上述工艺生产出的细晶粒盘螺钢筋性能如表5。
表5实施例5工艺制备细晶粒盘螺钢筋的性能
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，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 (10)

1.一种采用钢坯生产细晶粒盘螺钢筋的工艺，其特征在于：所述钢坯为20MnSi钢坯，所述工艺包括以下步骤：
(1)转炉冶炼：将所述钢坯进行转炉冶炼，冶炼中吹氩搅拌，控制钢水出炉温度为1620—1700℃；
(2)连铸方坯：将出炉后的钢水进行连铸，形成方坯；
(3)轧制：将连铸后的方坯进行轧制，控制轧制入口温度为800—900℃，形成钢筋；
(4)冷却：将轧制后的钢筋进行冷却，控制吐丝温度为940—960℃，形成细晶粒盘螺钢筋成品。
2.根据权利要求1所述的一种采用钢坯生产细晶粒盘螺钢筋的工艺，其特征在于：所述细晶粒盘螺钢筋为∮6.0HRB400盘螺细晶粒钢筋。
3.根据权利要求1所述的一种采用钢坯生产细晶粒盘螺钢筋的工艺，其特征在于：所述步骤(1)转炉冶炼还包括控制钢水成分为C 0.21—0.25wt％，Si 0.40—0.50wt％，Mn1.20—1.30wt％，P≤0.045wt％，S≤0.045％，余量为Fe。
4.根据权利要求1所述的一种采用钢坯生产细晶粒盘螺钢筋的工艺，其特征在于：所述步骤(3)轧制中，还包括控制终轧速度为70—80m/s。
5.根据权利要求4所述的一种采用钢坯生产细晶粒盘螺钢筋的工艺，其特征在于：控制终轧速度为75m/s。
6.根据权利要求1所述的一种采用钢坯生产细晶粒盘螺钢筋的工艺，其特征在于：所述步骤(4)冷却中，控制吐丝温度为940—950℃。
7.根据权利要求1所述的一种采用钢坯生产细晶粒盘螺钢筋的工艺，其特征在于：所述步骤(4)冷却还包括控制输送辊道线速度。
8.根据权利要求7所述的一种采用钢坯生产细晶粒盘螺钢筋的工艺，其特征在于：所述控制输送辊道线速度具体为：控制输送辊道线前端速度为0.49m/s，后端速度为0.95m/s。
9.根据权利要求1所述的一种采用钢坯生产细晶粒盘螺钢筋的工艺，其特征在于：所述步骤(4)冷却还包括控制水冷线穿水流量在43m3/h。
10.根据权利要求1所述的一种采用钢坯生产细晶粒盘螺钢筋的工艺，其特征在于:所述步骤(4)冷却还包括将散卷进保温罩温度控制在600—640℃。
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