CN110205550B - 400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋及其生产工艺 - Google Patents

400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋及其生产工艺，化学成分为：C：0.20％～0.25％、Si：0.55％～0.70％、Mn：1.15％～1.40％、N≤0.012％、P≤0.038％、S≤0.038％、Cr：0.20％～0.32％、Ti：0.006％～0.012％、O≤30ppm，余量为Fe和不可避免的杂质；基体组织为铁素体+珠光体，钢筋ReL≥425MPa、Rm≥590MPa、A≥25.0％、Agt≥14.0％、R0 m/R0 eL≥1.32、R0 eL/ReL≤1.15。本发明充分利用廉价元素C、Si、Mn增强基体，再利用微Cr、Ti、交替弱冷穿水轧制工艺，细化晶粒组织，进一步提高钢筋强度，获取满足标准要求的高性能400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋，制造成本低。

Description

400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋及其生产工艺
技术领域
本发明涉及螺纹钢筋制造技术领域，特别涉及一种400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋及其生产工艺。
背景技术
2018年11月1日开始实施的国家标准GB/T 1499.2-2018，对热轧带肋钢筋的宏观金相、截面维氏硬度、微观组织及检验方法做出了不同于以往的规定。新标准规定，热轧带肋钢筋的金相组织为铁素体加珠光体，基圆上不应出现回火马氏体组织，宏观金相不允许出现截面基圆外围有明显不同于内部区域衬度的封闭环；对于出现的不封闭环，截面基圆边缘的激冷层与中心点的维氏硬度之差值不大于40HV方为合格，或者热轧钢筋基圆上金相组织主要为铁素体加珠光体，没有回火马氏体组织为合格。公知热轧带肋钢筋穿水冷却可以提高钢筋强度，从而节省合金，但是钢筋轧制终了过度穿水冷却会出现激冷层和回火马氏体，钢筋焊接后热影响区强度性能下降、变差，为此，新标准从热轧带肋钢筋使用安全角度出发，抑制了生产企业过度穿水冷却，迫使企业通过在钢中加入V、Nb、Ti等合金元素进行微合金化来达到钢筋强度。现有技术采用成熟的加钒合金强化居多，加铌合金强化也有部分企业在研究，而采用钛合金强化报道很少，主要原因是Ti元素的化学性质非常活泼，在合金化过程中极易与渣、钢中的氧发生化学反应，从而导致在冶炼过程中Ti的收得率较低且不稳定，生产难以控制，目前一般是在精炼炉中加Ti，而在精炼炉中加Ti多了一道工序，会大幅度提高钢的冶炼成本和冶炼周期。对于大规格（Φ20～Ф36mm）400MPa级热轧带肋钢筋，可以利用Cr+Ti复合合金强化，保证钢筋的强度和韧性。由于钢加Cr、Ti不进LF炉精炼成本比加V、Nb成本低100多元，为此，探索一种钢加Cr、Ti不进LF炉精炼的400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋及其生产工艺，对于企业降低成本、提高市场竞争力具有现实意义。
CN 107747058 A公开了一种《含Ti、Cr微合金建筑钢棒材及其生产方法》，所述含Ti、Cr微合金建筑钢棒材化学成分为：C：0.15％～0.30％、Si：0.30％～1.00％、Mn：0.60％～1.30％、N：0.0060％～0.0180％、P ≤0.040％、S ≤0.040％、Ti：0.010％～0.050％，Cr：0.10％～0.60％，其余为Fe和不可避免的杂质。该生产方法的核心是钢不进LF炉精炼，在炉后小平台的钢包内喂入含N包芯线，使钢中保持0.0060％～0.0180％的N，再加入0.010％～0.050％的Ti固定钢中0.0060％～0.0180％的N，以满足钢筋的时效性能。同时，利用Ti微合金化固有的沉淀强化和晶粒细化作用，以满足钢筋力学性能。该方法需要额外加入含氮合金，对应增加钛合金用量，增加了生产成本和冶炼周期。此外，建筑钢棒材是国家实行生产许可证产品，钢材的成分、性能必须符合国家标准，不合格品不得市场销售，必须回炉。该发明的技术方案存在设计缺陷：1、成分设计太宽，C 0.30%、Si 1.00%的上限规定超出现行建筑钢棒材国家标准GB/T 1499.1-2017《热轧光圆钢筋》C 0.25%、Si 0.55%、GB/T 1499.2-2018《热轧带肋钢筋》C 0.25%、Si 0.80%要求，该发明所述实施例2生产的直径25mm带肋钢筋C 0.29%、Si 0.95%成分超标，为废品；而在实施例1所述的直径12mm带肋钢筋C 0.16%、Mn0.65%、Si 0.33%、Cr 0 .11％成分偏低情况下，造成钢筋的屈服强度ReL为361MPa、抗拉强度Rm为461MPa，达不到HRB400的屈服强度ReL≥400MPa、抗拉强度Rm≥540MPa的要求，也为废品。2、在钢中，Ti超过0.030％不进LF精炼会造成连铸水口Ti氧化物粘结，1～3炉就会严重堵塞水口，无法顺利浇钢，增加了生产难度和备品备件消耗。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术难度，设计一种不需要经过精炼工序，低成本生产400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋及其生产工艺，采用高C-高Si-高Mn+低Cr、微Ti系的成分设计，结合交替弱冷穿水轧制工艺，生产出符合国标要求的400MPa级热轧带肋钢筋。
一种400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋，化学成分按质量百分数为：C：0.20％～0.25％、Si：0.55％～0.70％、Mn：1.15％～1 .40％、N≤0.012％、P≤0.038％、S≤0.038％、Cr：0.20％～0.32％、Ti：0 .006％～0 .012％、O≤30ppm，余量为Fe和不可避免的杂质；基体组织为铁素体+珠光体，晶粒度9级以上，钢筋屈服强度ReL≥425MPa、抗拉强度Rm≥590MPa、伸长率A≥25.0％、最大力总伸长率Agt≥14.0％、R0 m/R0 eL≥1.32、R0 eL/ReL≤1.15。
优选的，一种400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋，化学成分按质量百分数为：C：0.22％～0.25％、Si：0.60％～0.70％、Mn：1.25％～1.40％、N≤0.010％、P≤0.030％、S≤0.030％、Cr：0.25％～0.32％、Ti：0.006％～0.009％、O≤25ppm，余量为Fe和不可避免的杂质；基体组织为铁素体+珠光体，晶粒度10级以上，钢筋屈服强度ReL≥430MPa、抗拉强度Rm≥605MPa、伸长率A≥26.0％、最大力总伸长率Agt≥15.0％、R0 m/R0 eL≥1.32、R0 eL/ReL≤1.18。
所述钢筋规格为Φ20～Ф36mm。
一种400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋的生产工艺，采用转炉冶炼→出钢→吹氩→加钛铁→连铸→加热→初轧→中轧→穿水预冷却→精轧→精轧机架间穿水冷却→成品第一次穿水冷却→成品第二次穿水冷却→上冷床→收集入库，包括以下步骤：
（1）转炉冶炼、吹氩、连铸：采用常规顶底复吹氧气转炉进行冶炼，放钢全程吹氩，出钢1/4时按顺序加入硅锰、硅铁、碳硅球，高碳铬铁，脱氧合金化，钢包移送至吹氩站进行合金微调，同时吹氩使成分和温度均匀，在吹氩结束前1.5～2.0min从钢水裸露处加入钛铁，钢的化学成分按质量百分数为：C：0.20％～0.25％、Si：0.55％～0.70％、Mn：1.15％～1.40％、N≤0.012％、P≤0.038％、S≤0.038％、Cr、0.20％～0.32％、Ti：0.006％～0.012％、O≤30ppm，余量为Fe和不可避免的杂质，将钢水全程保护浇铸成方坯；
（2）方坯加热：一加温度：1040～1090℃，二加温度：1130～1180℃，均热温度：1130～1170℃，总加热时间：60～85min；
（3）方坯初轧、中轧后穿水预冷却：冷却速率为：40℃/s～60℃/s，抑制晶粒长大，同时降温，保证上精轧机组温度；
（4）中间坯精轧，精轧入口温度：950～980℃，破碎晶粒；
（5）精轧机架间穿水冷却：利用在K2精轧机架和K3切分辊之间增加的冷却装置穿水，冷却速率为：30℃/s～50℃/s，抑制晶粒长大；
（6）成品第一次穿水冷却：第一节穿水器全开，冷却速率为：120℃/s～160℃/s，抑制晶粒长大；
（7）成品第二次穿水冷却：采用第三节或第五节穿水器进行钢筋温度微调，冷却速率为：50℃/s～100℃/s，抑制晶粒长大，同时降温，保证上冷床温度；
（8）上冷床温度：810～850℃，钢筋基体组织为铁素体+珠光体，晶粒度9级以上；
（9）收集打捆、标识入库。
进一步的，所述步骤（1）钢的化学成分按质量百分数为：C：0.22％～0.25％、Si：0.60％～0.70％、Mn：1.25％～1.40％、N≤0.010％、P≤0.030％、S≤0.030％、Cr：0.25％～0.32％、Ti：0.006％～0.009％、O≤25ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步的，所述步骤（8）上冷床温度：810～830℃，钢筋基体组织为铁素体+珠光体，晶粒度10级以上。
进一步的，所述步骤（8）钢筋规格为Φ20～Ф36mm。
本发明的总体思路是采用高C-高Si-高Mn+低Cr、微Ti系的成分设计，充分利用廉价元素C、Si、Mn增强基体，再利用Cr提高淬透性，微Ti细化晶粒，进一步增强基体，最后通过交替弱冷穿水轧制工艺，抑制晶粒长大，同时轧制碎化晶粒，使晶粒更加细小，来提高钢筋强度，综合发挥增强基体成分元素、Cr提高淬透性、微Ti细化晶粒、设备冷却轧制抑制晶粒长大的作用，获取满足标准要求的高性能400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋，促使企业经济效益最大化。具体设计方案是：
（1）C：本发明碳含量在0.20％～0.25％，在国家标准规定范围内尽量高，主要考虑到碳是钢铁材料中最廉价、最有效的强化元素，溶入基体中，能起到固溶强化作用，同时能在钢中形成更多的珠光体，进一步提高钢的强度，碳含量越高，钢筋基体强度越高；
（2）Si：本发明的硅含量在0.55％～0.70％，在保证钢筋延伸性能和弯曲性能合格的前提下，在国家标准规定范围内尽量高，Si主要以固溶强化形式来提高钢筋的强度，同时也是钢中的脱氧元素。硅也是廉价元素，是保证钢筋强度的基础元素，硅含量越高，钢筋基体强度越高，但是Si>0.70％钢筋延展性差，钢筋弯曲会开裂；
（3）Mn：本发明因为锰需与铬配合添加，设定锰含量为1.15％～1 .40％，Mn是弱碳化物形成元素，它在冶炼中的作用是脱氧和消除硫的影响，还可以降低奥氏体转变温度，细化铁素体晶粒，对提高钢筋强度和韧性有益。同时还能固溶强化铁素体，随着Mn含量增高，钢材的强度也增大。Mn也是保证钢筋强度的基础元素；
（4）Cr：本发明的铬含量为0.20％～0.32％，Cr是中等强度碳化物形成元素，能部分置换铁形成合金渗碳体，提高其稳定性，部分溶入铁素体中产生固溶强化，提高铁素体的强度和硬度；Cr能提高奥氏体的稳定性，降低临界冷却速度，增加钢的淬透性，使碳化物在较低的温度下析出，使组织和碳化物细化，从而可以提高钢的强度和韧性；同时Cr又能提高钢的抗氧化和耐腐蚀作用；
（5）Ti：本发明的钛含量为0.006％～0.012％，Ti是强碳化物和氮化物形成元素，利用Ti在高温时析出的细小、弥散状Ti（C, N）化合物可以抑制高温奥氏体晶粒的长大，起到较强的细化晶粒作用，同时钢筋高温轧制时发生回复与再结晶，已形成的Ti（C, N）化合物可以强烈钉扎在晶粒边界，阻碍晶粒长大，提高钢筋的强度和韧性。本发明探索到在钢包吹氩时，利用氩气吹开渣液，将钛铁从钢水裸露处加入，可以避免渣液氧化钛铁，降低钛铁消耗，有效提高钢中Ti元素的收得率和命中率。本发明钢中钛含量控制在0.006％～0.012％，实际上，钛含量控制在0.006％～0.009％，足够细化晶粒作用，而Ti含量超过0.030％根据实践经验，面临堵塞水口风险；
（6）N：一般情况下采用转炉冶炼钢，残留氮含量在0.0030％～0.065％范围内，如果钢中没有固N元素，游离氮对钢材的延伸率、时效产生影响，是有害元素。本发明的残余氮含量≤0.012％，并且有固N钛元素，满足钢筋时效性能要求。此外，残余N足够满足参与微量Ti的微合金化；
（7）O：本发明的氧O≤30ppm，在钢中，氧会优先与Ti结合而增加Ti铁的消耗，在本发明中，采用微量Ti冶炼，除了避免Ti铁加入时与渣液接触，钢中氧含量控制也是关键，原则上钢中氧越低越好；
（8）P、S：本发明的磷、硫的含量为≤0.038％，磷、硫是钢中有害元素，在不影响制造成本大幅度上升的前提下，越低越好；
（9）交替弱冷穿水轧制工艺：通过钢筋轧制过程多次弱穿水来细化晶粒而不出现激冷层和回火马氏体，进一步提高钢筋基体强度，发挥设备的潜能。
本发明与现有技术相比，其优点是：
1、充分利用廉价元素C、Si、Mn增强基体，使钢筋强度首先保持在一个基本高度，再利用低Cr、微Ti、交替弱冷穿水轧制工艺，细化晶粒组织，进一步提高钢筋强度，采用综合措施获取满足标准要求的高性能400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋；
2、选用廉价的钛铁替代昂贵的钒铁、铌铁或钒氮合金来微合金化，同比本身加入量少，并且探索到将钛铁从钢水裸露处加入，可以有效提高钢中Ti元素的收得率和命中率，钛铁加入量又大幅度减少，成本低，又能精确控制，同时又避免Ti含量超过0.030％而面临堵塞水口的风险；
3、适当添加铬，相对单纯添加钛，更能保证大规格（Φ20～Ф36mm）HRB400热轧带肋螺纹钢筋的强度；
4、与轧制相配合，采用中轧后穿水预冷却、精轧机架间穿水冷却、成品第一次穿水冷却、成品第二次穿水冷却，控制钢筋上冷床温度，来辅助钢筋细化晶粒，提高钢筋强度，发挥了设备潜能，比单纯大量采用V、Nb、Ti等合金元素进行微合金化来达到钢筋强度，制造成本低。
附图说明
图1是本发明带肋钢筋截面宏观金相图。
图2是本发明带肋钢筋截面基圆处微观组织图。
图3是本发明带肋钢筋交替弱冷穿水轧制工艺布置示意图。
图中：1、中间坯，2、导向管，3、穿水器，4、K4～K6精轧机架，5、K3切分辊，6、导卫，7、渡槽，8冷却装置，801、进水口，802、出水口，803、软管，9、K2精轧机架，10、K1精轧机架，11、冷床。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。参见图1～图3，一种400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋，化学成分按质量百分数为：C：0.20％～0.25％、Si：0.55％～0.70％、Mn：1.15％～1 .40％、N≤0.012％、P≤0.038％、S≤0 .038％、Cr：0.20％～0.32％、Ti：0.006％～0 .012％、O≤30ppm，余量为Fe和不可避免的杂质；基体组织为铁素体+珠光体，晶粒度9级以上，钢筋屈服强度ReL≥425MPa、抗拉强度Rm≥590MPa、伸长率A≥25.0％、最大力总伸长率Agt≥14.0％、R0 m/R0 eL≥1.32、R0 eL/ReL≤1.15。优选的成分、性能为，化学成分按质量百分数为：C：0.22％～0.25％、Si：0.60％～0.70％、Mn：1.25％～1.40％、N≤0.010％、P≤0.030％、S≤0.030％、Cr：0.25％～0.32％、Ti：0.006％～0.009％、O≤25ppm，余量为Fe和不可避免的杂质；基体组织为铁素体+珠光体，晶粒度10级以上，钢筋屈服强度ReL≥430MPa、抗拉强度Rm≥605MPa、伸长率A≥26.0％、最大力总伸长率Agt≥15.0％、R0 m/R0 eL≥1.32、R0 eL/ReL≤1.18。所述钢筋规格为Φ20～Ф36mm。
一种400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋的生产工艺，采用转炉冶炼→出钢→吹氩→加钛铁→连铸→加热→初轧→中轧→穿水预冷却→精轧→精轧机架间穿水冷却→成品第一次穿水冷却→成品第二次穿水冷却→上冷床→收集入库，包括以下步骤：
（1）转炉冶炼、吹氩、连铸：在转炉内加入铁水和废钢，采用常规顶底复吹氧气转炉进行冶炼，吹氧脱C，放钢全程吹氩，出钢1/4时按顺序加入硅锰、硅铁、碳硅球、高碳铬铁，脱氧合金化，钢包移送至吹氩站进行合金微调，同时吹氩使成分和温度均匀，在吹氩结束前1.5～2.0min从钢水裸露处加入钛铁，钢的化学成分按质量百分数为：C：0.20％～0.25％、Si：0.55％～0.70％、Mn：1.15％～1 .40％、N≤0.012％、P≤0.038％、S≤0.038％、Cr：0.20％～0.32％、Ti：0.006％～0.012％、O≤30ppm，优选的钢的化学成分按质量百分数为：C：0.22％～0.25％、Si：0.60％～0.70％、Mn：1.25％～1.40％、N≤0.010％、P≤0.030％、S≤0.030％、Cr：0.25％～0.32％、Ti：0.006％～0.009％、O≤25ppm，余量为Fe和不可避免的杂质，将钢水全程保护浇铸成方坯；
（2）方坯加热：一加温度：1040～1090℃，二加温度：1130～1180℃，均热温度：1130～1170℃，总加热时间：60～85min；
（3）方坯初轧、中轧后穿水预冷却：冷却速率为：40℃/s～60℃/s，抑制晶粒长大，同时降温，保证上精轧机组温度；
（4）中间坯1精轧，精轧入口温度：950～980℃，破碎晶粒；
（5）精轧机架间穿水冷却：利用在K2精轧机架9和K3切分辊5之间增加的冷却装置8穿水，冷却速率为：30℃/s～50℃/s，抑制晶粒长大；
（6）成品第一次穿水冷却：第一节穿水器3全开，冷却速率为：120℃/s～160℃/s，抑制晶粒长大；
（7）成品第二次穿水冷却：采用第三节或第五节穿水器3进行钢筋温度微调，冷却速率为：50℃/s～100℃/s，抑制晶粒长大，同时降温，保证上冷床11温度；
（8）上冷床11温度：810～850℃，钢筋基体组织为铁素体+珠光体，晶粒度9级以上，优选的钢筋上冷床温度：810～830℃，钢筋基体组织为铁素体+珠光体，晶粒度10级以上；
（9）收集打捆、标识入库。
所述步骤（8）钢筋规格为Φ20～Ф36mm。
图3还给出本发明带肋钢筋交替弱冷穿水轧制工艺布置示意图，来解释交替弱冷穿水轧制工艺辅助钢筋细化晶粒，提高钢筋强度的作用。其中，K2精轧机架9和K3切分辊5之间设置的冷却装置8是在现有技术上新增。如图3，方坯经K18～K13初轧机组初轧（未示出）、K12～K7中轧机组（未示出）中轧后，经穿水器3冷却，抑制高温晶粒长大，相当于第一次细化晶粒，再经K6～K4精轧机架4精轧，使抑制的晶粒破碎，第二次细化晶粒；多次变形后的中间坯1经K3切分辊5纵向切分后，经导卫6导向，形成两路，各自沿渡槽7到达导向管2，进入冷却装置8冷却，抑制晶粒长大，相当于第三次细化晶粒；中间坯1经K2精轧机架9、K1精轧机架10再次精轧后，又使抑制的晶粒破碎，第四次细化晶粒，轧制完成后，成品经第一节穿水器3冷却，抑制晶粒长大，相当于第五次细化晶粒，最后经第三节或第五节穿水器3冷却后，上冷床11，该过程也是抑制晶粒长大，相当于第六次细化晶粒。方坯通过系列冷却、变形轧制，使成品钢筋得到晶粒细小的铁素体+珠光体，晶粒度9级以上（详见图2），提高了钢筋强度。
实施例1：一种400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋，采用转炉冶炼→出钢→吹氩→加钛铁→连铸→加热→初轧→中轧→穿水预冷却→精轧→精轧机架间穿水冷却→成品第一次穿水冷却→成品第二次穿水冷却制成，轧制目标直径Φ20mm，包括以下工艺步骤：
（1）转炉冶炼、吹氩、连铸：在100吨转炉内加入铁水和废钢，顶底复吹冶炼，吹氧脱C，放钢过程吹氩140s（秒），吹氩压力0.80MPa，按制度渣洗。出钢1/4时按顺序加入硅锰、硅铁、碳硅球、高碳铬铁，脱氧合金化，钢包移送至吹氩站进行合金微调，同时吹氩使成分和温度均匀，在吹氩结束前1.8min从氩气吹开的钢水裸露处加入钛铁（牌号FeTi30）50kg，待成分和温度均匀后，检测钢的化学成分按质量百分数为：C：0.23％、Si：0.62％、Mn：1.25％、N：0.0050％、P：0.025％、S：0.018％、Cr：0.29%、Ti：0.009％、O：27ppm，余量为Fe和不可避免的杂质，将钢水全程保护浇铸成160mm×160mm方坯，中间包温度1540℃；
（2）方坯热送至棒材轧机加热炉加热：第一加热温度：1053℃，二加温度：1156℃，均热温度：1150℃，总加热时间：70min；
（3）方坯初轧、中轧后穿水预冷却：冷却速率为（每秒）：48℃/s，抑制晶粒长大，同时降温，保证上精轧机组温度；
（4）中间坯1精轧，精轧入口温度：960℃，破碎晶粒；
（5）精轧机架间穿水冷却：利用在K2精轧机架9和K3切分辊5之间增加的冷却装置8穿水（详见图3），冷却速率为（每秒）：40℃/s，抑制晶粒长大；
（6）成品第一次穿水冷却：第一节穿水器3全开，冷却速率为（每秒）：121℃/s，抑制晶粒长大；
（7）成品第二次穿水冷却：采用第三节穿水器3进行钢筋温度微调，冷却速率为（每秒）：58℃/s，抑制晶粒长大，同时降温，保证上冷床温度；
（8）上冷床11温度：830℃，空冷；
（9）成品检测：成品直径Φ20mm，外观尺寸合格；金相组织为铁素体+珠光体，晶粒度9级，基圆没有出现回火马氏体（详见图2），基圆外围没有出现激冷层（详见图1）；钢筋屈服强度ReL：441MPa、抗拉强度Rm：623MPa、伸长率A：27.5％、最大力总伸长率Agt：16.5％、R0 m/R0 eL：1.41、R0 eL/ReL：1.10，成分、性能符合GB/T 1499.2-2018《热轧带肋钢筋》普通热轧钢筋HRB400和抗震钢筋HRB400E要求；
（10）收集打捆、标识入库。
实施例2：一种400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋，采用转炉冶炼→出钢→吹氩→加钛铁→连铸→加热→初轧→中轧→穿水预冷却→精轧→精轧机架间穿水冷却→成品第一次穿水冷却→成品第二次穿水冷却制成，轧制目标直径Φ22mm，包括以下工艺步骤：
（1）转炉冶炼、吹氩、连铸：在100吨转炉内加入铁水和废钢，顶底复吹冶炼，吹氧脱C，放钢过程吹氩145s（秒），吹氩压力0.80MPa，按制度渣洗。出钢1/4时按顺序加入硅锰、硅铁、碳硅球、高碳铬铁，脱氧合金化，钢包移送至吹氩站进行合金微调，同时吹氩使成分和温度均匀，在吹氩结束前1.8min从氩气吹开的钢水裸露处加入钛铁（牌号FeTi30）50kg，待成分和温度均匀后，检测钢的化学成分按质量百分数为：C：0.22％、Si：0.57％、Mn：1.26％、N：0.0052％、P：0.037％、S：0.011％、Cr：0.27%、Ti：0.007％、O：23ppm，余量为Fe和不可避免的杂质，将钢水全程保护浇铸成160mm×160mm方坯，中间包温度1530℃；
（2）方坯热送至棒材轧机加热炉加热：一加温度：1065℃，二加温度：1165℃，均热温度：1160℃，总加热时间：75min；
（3）方坯初轧、中轧后穿水预冷却：冷却速率为（每秒）：50℃/s，抑制晶粒长大，同时降温，保证上精轧机组温度；
（4）中间坯1精轧，精轧入口温度：955℃，破碎晶粒；
（5）精轧机架间穿水冷却：利用在K2精轧机架9和K3切分辊5之间增加的冷却装置8穿水，冷却速率为（每秒）：34℃/s，抑制晶粒长大；
（6）成品第一次穿水冷却：第一节穿水器3全开，冷却速率为（每秒）：130℃/s，抑制晶粒长大；
（7）成品第二次穿水冷却：采用第五节穿水器3进行钢筋温度微调，冷却速率为（每秒）：70℃/s，抑制晶粒长大，同时降温，保证上冷床温度；
（8）上冷床11温度：825℃，空冷；
（9）成品检测：成品直径Φ22mm，外观尺寸合格；金相组织为铁素体+珠光体，晶粒度10级；钢筋屈服强度ReL：437MPa、抗拉强度Rm：620MPa、伸长率A：28.5％、最大力总伸长率Agt：19.5％、R0 m/R0 eL：1.42、R0 eL/ReL：1.09，成分、性能符合GB/T 1499.2-2018《热轧带肋钢筋》普通热轧钢筋HRB400和抗震钢筋HRB400E要求。
实施例3：一种400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋，采用转炉冶炼→出钢→吹氩→加钛铁→连铸→加热→初轧→中轧→穿水预冷却→精轧→精轧机架间穿水冷却→成品第一次穿水冷却→成品第二次穿水冷却制成，轧制目标直径Φ25mm，包括以下工艺步骤：
（1）转炉冶炼、吹氩、连铸：在100吨转炉内加入铁水和废钢，顶底复吹冶炼，吹氧脱C，放钢过程吹氩150s（秒），吹氩压力0.75MPa，按制度渣洗。出钢1/4时按顺序加入硅锰、硅铁、碳硅球、高碳铬铁，脱氧合金化，钢包移送至吹氩站进行合金微调，同时吹氩使成分和温度均匀，在吹氩结束前1.7min从氩气吹开的钢水裸露处加入钛铁（牌号FeTi30）58kg，待成分和温度均匀后，检测钢的化学成分按质量百分数为：C：0.22％、Si：0.58％、Mn：1.27％、N：0.010％、P：0.029％、S：0.018％、Cr：0.29%、Ti：0.010％、O：26ppm，余量为Fe和不可避免的杂质，将钢水全程保护浇铸成160mm×160mm方坯，中间包温度1535℃；
（2）方坯热送至棒材轧机加热炉加热：一加温度：一加温度：1062℃，二加温度：1168℃，均热温度：1165℃，总加热时间：80min；
（3）方坯初轧、中轧后穿水预冷却：冷却速率为（每秒）：52℃/s，抑制晶粒长大，同时降温，保证上精轧机组温度；
（4）中间坯1精轧，精轧入口温度：960℃，破碎晶粒；
（5）精轧机架间穿水冷却：利用在K2精轧机架9和K3切分辊5之间增加的冷却装置8穿水，冷却速率为（每秒）：46℃/s，抑制晶粒长大；
（6）成品第一次穿水冷却：第一节穿水器3全开，冷却速率为（每秒）：132℃/s，抑制晶粒长大；
（7）成品第二次穿水冷却：采用第五节穿水器3进行钢筋温度微调，冷却速率为（每秒）：74℃/s，抑制晶粒长大，同时降温，保证上冷床温度；
（8）上冷床11温度：830℃，空冷；
（9）成品检测：成品直径Φ25mm，外观尺寸合格；金相组织为铁素体+珠光体，晶粒度10.5级，基圆没有出现回火马氏体，基圆外围没有出现激冷层；钢筋屈服强度ReL：433MPa、抗拉强度Rm：624MPa、伸长率A：27％、最大力总伸长率Agt：16.0％、R0 m/R0 eL：1.44、R0 eL/ReL：1.08，成分、性能符合GB/T 1499.2-2018《热轧带肋钢筋》普通热轧钢筋HRB400和抗震钢筋HRB400E要求。
实施例4：一种400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋，采用转炉冶炼→出钢→吹氩→加钛铁→连铸→加热→初轧→中轧→穿水预冷却→精轧→精轧机架间穿水冷却→成品第一次穿水冷却→成品第二次穿水冷却制成，轧制目标直径Φ28mm，包括以下工艺步骤：
（1）转炉冶炼、吹氩、连铸：在100吨转炉内加入铁水和废钢，顶底复吹冶炼，吹氧脱C，放钢过程吹氩150s（秒），吹氩压力0.85MPa，按制度渣洗。出钢1/4时按顺序加入硅锰、硅铁、碳硅球、高碳铬铁，脱氧合金化，钢包移送至吹氩站进行合金微调，同时吹氩使成分和温度均匀，在吹氩结束前1.5min从氩气吹开的钢水裸露处加入钛铁（牌号FeTi30）50kg，待成分和温度均匀后，检测钢的化学成分按质量百分数为：C：0.25％、Si：0.61％、Mn：1.29％、N：0.0076％、P：0.032％、S：0.023％、Ti：0.011％、O：22ppm，余量为Fe和不可避免的杂质，将钢水全程保护浇铸成160mm×160mm方坯，中间包温度1537℃；
（2）方坯热送至棒材轧机加热炉加热：一加温度：1060℃，二加温度：1170℃，均热温度：1150℃，总加热时间：80min；
（3）方坯初轧、中轧后穿水预冷却：冷却速率为（每秒）：50℃/s，抑制晶粒长大，同时降温，保证上精轧机组温度；
（4）中间坯1精轧，精轧入口温度：970℃，破碎晶粒；
（5）精轧机架间穿水冷却：利用在K2精轧机架9和K3切分辊5之间增加的冷却装置8穿水，冷却速率为（每秒）：44℃/s，抑制晶粒长大；
（6）成品第一次穿水冷却：第一节穿水器3全开，冷却速率为（每秒）：130℃/s，抑制晶粒长大；
（7）成品第二次穿水冷却：采用第三节穿水器3进行钢筋温度微调，冷却速率为（每秒）：75℃/s，抑制晶粒长大，同时降温，保证上冷床温度；
（8）上冷床11温度：820℃，空冷；
（9）成品检测：成品直径Φ28mm，外观尺寸合格；金相组织为铁素体+珠光体，晶粒度10.5级，基圆没有出现回火马氏体，基圆外围没有出现激冷层；钢筋屈服强度ReL：445MPa、抗拉强度Rm：635MPa、伸长率A：27.5％、最大力总伸长率Agt：17.0％、R0 m/R0 eL：1.43、R0 eL/ReL：1.11，成分、性能符合GB/T 1499.2-2018《热轧带肋钢筋》普通热轧钢筋HRB400和抗震钢筋HRB400E要求。
实施例5：一种400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋，采用转炉冶炼→出钢→吹氩→加钛铁→连铸→加热→初轧→中轧→穿水预冷却→精轧→精轧机架间穿水冷却→成品第一次穿水冷却→成品第二次穿水冷却制成，轧制目标直径Φ32mm，包括以下工艺步骤：
（1）转炉冶炼、吹氩、连铸：在100吨转炉内加入铁水和废钢，顶底复吹冶炼，吹氧脱C，放钢过程吹氩145s（秒），吹氩压力0.90MPa，按制度渣洗。出钢1/4时按顺序加入硅锰、硅铁、碳硅球、高碳铬铁，脱氧合金化，钢包移送至吹氩站进行合金微调，同时吹氩使成分和温度均匀，在吹氩结束前1.5min从氩气吹开的钢水裸露处加入钛铁（牌号FeTi30）55kg，待成分和温度均匀后，检测钢的化学成分按质量百分数为：C：0.24％、Si：0.59％、Mn：1.30％、N：0.008％、P：0.028％、S：0.020％、Ti：0.012％、O：21ppm，余量为Fe和不可避免的杂质，将钢水全程保护浇铸成160mm×160mm方坯，中间包温度1540℃；
（2）方坯热送至棒材轧机加热炉加热：一加温度：一加温度：1065℃，二加温度：1170℃，均热温度：1162℃，总加热时间：80min；
（3）方坯初轧、中轧后穿水预冷却：冷却速率为（每秒）：53℃/s，抑制晶粒长大，同时降温，保证上精轧机组温度；
（4）中间坯1精轧，精轧入口温度：965℃，破碎晶粒；
（5）精轧机架间穿水冷却：利用在K2精轧机架9和K3切分辊5之间增加的冷却装置8穿水，冷却速率为（每秒）：45℃/s，抑制晶粒长大；
（6）成品第一次穿水冷却：第一节穿水器3全开，冷却速率为（每秒）：138℃/s，抑制晶粒长大；
（7）成品第二次穿水冷却：采用第三节穿水器3进行钢筋温度微调，冷却速率为（每秒）：85℃/s，抑制晶粒长大，同时降温，保证上冷床温度；
（8）上冷床11温度：820℃，空冷；
（9）成品检测：成品直径Φ32mm，外观尺寸合格；金相组织为铁素体+珠光体，晶粒度10级，基圆没有出现回火马氏体，基圆外围没有出现激冷层；钢筋屈服强度ReL：445MPa、抗拉强度Rm：640MPa、伸长率A：26.0％、最大力总伸长率Agt：16.5％、R0 m/R0 eL：1.44、R0 eL/ReL：1.11，成分、性能符合GB/T 1499.2-2018《热轧带肋钢筋》普通热轧钢筋HRB400和抗震钢筋HRB400E要求。
实施例6：一种400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋，采用转炉冶炼→出钢→吹氩→加钛铁→连铸→加热→初轧→中轧→穿水预冷却→精轧→精轧机架间穿水冷却→成品第一次穿水冷却→成品第二次穿水冷却制成，轧制目标直径Φ36mm，包括以下工艺步骤：
（1）转炉冶炼、吹氩、连铸：在100吨转炉内加入铁水和废钢，顶底复吹冶炼，吹氧脱C，放钢过程吹氩140s（秒），吹氩压力0.80MPa，按制度渣洗。出钢1/4时按顺序加入硅锰、硅铁、碳硅球、高碳铬铁，脱氧合金化，钢包移送至吹氩站进行合金微调，同时吹氩使成分和温度均匀，在吹氩结束前1.5min从氩气吹开的钢水裸露处加入钛铁（牌号FeTi30）55kg，待成分和温度均匀后，检测钢的化学成分按质量百分数为：C：0.25％、Si：0.62％、Mn：1.35％、N：0.0058％、P：0.026％、S：0.019％、Cr：0.31%、Ti：0.011％、O：27ppm，余量为Fe和不可避免的杂质，将钢水全程保护浇铸成160mm×160mm方坯，中间包温度1540℃；
（2）方坯热送至棒材轧机加热炉加热：一加温度：1060℃，二加温度：1166℃，均热温度：1155℃，总加热时间：80min；
（3）方坯初轧、中轧后穿水预冷却：冷却速率为（每秒）：56℃/s，抑制晶粒长大，同时降温，保证上精轧机组温度；
（4）中间坯1精轧，精轧入口温度：960℃，破碎晶粒；
（5）精轧机架间穿水冷却：利用在K2精轧机架9和K3切分辊5之间增加的冷却装置8穿水，冷却速率为（每秒）：48℃/s，抑制晶粒长大；
（6）成品第一次穿水冷却：第一节穿水器3全开，冷却速率为（每秒）：155℃/s，抑制晶粒长大；
（7）成品第二次穿水冷却：采用第三节穿水器3进行钢筋温度微调，冷却速率为（每秒）：90℃/s，抑制晶粒长大，同时降温，保证上冷床温度；
（8）上冷床11温度：815℃，空冷；
（9）成品检测：成品直径Φ36mm，外观尺寸合格；金相组织为铁素体+珠光体，晶粒度10级，基圆没有出现回火马氏体，基圆外围没有出现激冷层；钢筋屈服强度ReL：434MPa、抗拉强度Rm：610MPa、伸长率A：27.0％、最大力总伸长率Agt：16.5％、R0 m/R0 eL：1.41、R0 eL/ReL：1.08，成分、性能符合GB/T 1499.2-2018《热轧带肋钢筋》普通热轧钢筋HRB400和抗震钢筋HRB400E要求。
图1给出了本发明带肋钢筋截面宏观金相图，从图1中可以看出，截面衬度均匀，基圆外围没有出现明显不同于内部区域衬度的封闭环或不封闭环（激冷层）。
图2给出了本发明带肋钢筋截面基圆处微观组织图，从图2中可以看出，微观组织为铁素体+珠光体，没有回火马氏体组织。

Claims (4)

1.一种400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋的生产工艺，其特征在于，采用转炉冶炼→出钢→吹氩→加钛铁→连铸→加热→初轧→中轧→穿水预冷却→精轧→精轧机架间穿水冷却→成品第一次穿水冷却→成品第二次穿水冷却→上冷床→收集入库，包括以下步骤：
（1）转炉冶炼、吹氩、连铸：采用常规顶底复吹氧气转炉进行冶炼，放钢全程吹氩，出钢1/4时按顺序加入硅锰、硅铁、碳硅球、高碳铬铁，脱氧合金化，钢包移送至吹氩站进行合金微调，同时吹氩使成分和温度均匀，在吹氩结束前1.5～2.0min从钢水裸露处加入钛铁，钢的化学成分按质量百分数为：C：0.20％～0.25％、Si：0.55％～0.70％、Mn：1.15％～1.40％、N≤0.012％、P≤0.038％、S≤0.038％、Cr：0.20％～0.32％、Ti：0.006％～0.012％、O≤30ppm，余量为Fe和不可避免的杂质，将钢水全程保护浇铸成方坯；
（2）方坯加热：第一加热段温度：1040-1090℃，第二加热段温度：1130-1180℃，均热段温度：1130～1170℃，总加热时间：60～85min；
（3）方坯初轧、中轧后穿水预冷却：冷却速率为：40℃/s～60℃/s，抑制晶粒长大，同时降温，保证上精轧机组温度；
（4）中间坯精轧，精轧入口温度：950～980℃，破碎晶粒；
（5）精轧机架间穿水冷却：利用在K2精轧机架和K3切分辊之间增加的冷却装置穿水，冷却速率为：30℃/s～50℃/s，抑制晶粒长大；
（6）成品第一次穿水冷却：第一节穿水器全开，冷却速率为：120℃/s～160℃/s，抑制晶粒长大；
（7）成品第二次穿水冷却：采用第三节或第五节穿水器进行钢筋温度微调，冷却速率为：50℃/s～100℃/s，抑制晶粒长大，同时降温，保证上冷床温度；
（8）上冷床温度：810～850℃，钢筋基体组织为铁素体+珠光体，晶粒度9级以上；
（9）收集打捆、标识入库。
2.根据权利要求1所述的一种400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋的生产工艺，其特征在于，所述步骤（1）钢的化学成分按质量百分数为：C：0.22％～0.25％、Si：0.60％～0.70％、Mn：1.25％～1.40％、N≤0.010％、P≤0.030％、S≤0.030％、Cr：0.25％～0.32％、Ti：0.006％～0.009％、O≤25ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋的生产工艺，其特征在于，所述步骤（8）上冷床温度：810～830℃，钢筋基体组织为铁素体+珠光体，晶粒度10级以上。
4.根据权利要求1或3所述的一种400MPa级含Cr、Ti热轧带肋钢筋的生产工艺，其特征在于，所述步骤（8）钢筋规格为Φ20～Ф36mm。
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