CN110257719A - 一种铌钛微合金化hrb400级螺纹钢及其制造方法 - Google Patents
一种铌钛微合金化hrb400级螺纹钢及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110257719A CN110257719A CN201910709676.0A CN201910709676A CN110257719A CN 110257719 A CN110257719 A CN 110257719A CN 201910709676 A CN201910709676 A CN 201910709676A CN 110257719 A CN110257719 A CN 110257719A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- screw
- steel
- furnace
- micro
- alloyed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/0006—Adding metallic additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/0056—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00 using cored wires
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/06—Deoxidising, e.g. killing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
- C22C33/06—Making ferrous alloys by melting using master alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
本发明公开一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢及其制造方法,其中,所述螺纹钢的组分包括C、Si、Mn、P、S、Nb、Ti、N以及余量的Fe和杂质,所述铌钛微合金化HRB400级螺纹钢的制造方法包括如下步骤:转炉冶炼、炉外处理、连铸、铸坯加热及轧制,且所述转炉冶炼步骤中加入硅锰、铌铁等合金进行铌微合金化处理,所述炉外处理步骤包括氩站吹氩和LF炉精炼,所述LF炉精炼工序中喂入钛铁包芯线进行钛微合金化处理;本发明提供的技术方案,通过在出钢前加入硅锰、铌铁等合金进行铌微合金化处理,且在LF炉精炼工序中喂入钛铁包芯线进行钛微合金化处理,钛熔入钢液后,适当的铌、钛微合金化处理,提高了铌钛合金的收得率,实现了螺纹钢低成本的稳定可持续生产。
Description
技术领域
本发明涉及钢的制造技术领域,特别涉及一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢及其制造方法。
背景技术
螺纹钢是热轧带肋钢筋的俗称,其牌号由H(Hotrolled热轧)、R(Ribbed带肋)和B(Bars钢筋)及最小屈服点数值共同组成。目前,中国钢材消费依然具有明显的发展中国家特点,建筑业和工业钢材消费量占总消费量的90%左右,而建筑用钢占比超过50%。所以,螺纹钢一段时期内仍将是国内产销量最大的单一钢种系列,最近几年的产销率均以亿吨计,由于其设备要求、技术难度相对较低,同时也是国内中小型钢厂最主要的生产品种之一。
为了实现螺纹钢的产品升级,螺纹钢新标准 GB/T 1499.2-2018发布,并已于2018年 11月1日强制推行实施。新标准取消335MPa级钢筋,增加了 600MPa级钢筋,实际上适应了绿色化建筑的需求;对重量偏差适当加严,明确了重量偏差不允许复验;增加了钢筋疲劳试验方法的规定,特别增加了金相组织检验的规定;增加了截面维氏硬度、宏观金相、微观组织及检验方法等内容。
螺纹钢新国标的实施而对行业的发展产生了重要影响。特别是增加金相组织和维氏硬度检验方面的规定:组织主要为铁素体加珠光体,基圆不得出现回火马氏体组织,维氏硬度检验两点的硬度差值应小于或等于40Hv。目前国内多数从事螺纹钢生产的中小型钢企采用的是强穿水提高屈服强度的方法以节省合金化成本,其外缘金相组织基本为马氏体组织,新国标的实施,对此类企业和强穿水、控轧控冷工艺是重大打击,回归通过合金提高强度的路径后,合金化成本将明显上升,对企业的成本和工艺稳定性控制来说,都是极大挑战。目前我国螺纹钢普遍采用钒系合金进行合金化,提高成品强度,保证达到目标力学性能。
随着螺纹钢新国标的实施,多数螺纹钢生产企业开始通过加入钒系合金实现合金强化,但钒合金在我国属于紧缺资源,价格一直处于高位且随着新国标的实施大幅上涨。而我国钛资源丰富,生产工艺成熟,市场价格长期稳定,且其合金强化效果已在许多钢中得以验证。国内螺纹钢采用钛微合金化也有一些研究,但存在以下问题:(1)采用氮化钛铁进行钛的微合金化,虽然有利于轧制过程中析出TiN达到强化效果,但是TiN价格过高,对成本控制的贡献有限;(2)含钛合金,如氮化钛铁等均在出钢过程中或氩站投入式加入,收得率不佳且波动严重;(3)铌加入后,连铸过程中的漏钢发生率、连铸坯裂纹缺陷均明显升高。
发明内容
本发明的目的是提出一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢及其制造方法,解决现有螺纹钢强度级别低,生产成本高,钛微合金化钛和氮的收得率不佳的问题,该制造方法采用钛或铌钛复合微合金化替代钒微合金化生产HRB400级螺纹钢,该螺纹钢的直径为12~28mm,所述螺纹钢常温下的屈服强度ReL≥450MPa,抗拉强度Rm≥600MPa,屈强比Rm/Rel≥1.3,具有高强度,重量偏差小、稳定性好等优点,符合新国标性能要求。
为实现上述目的,本发明提出一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢,其组分及重量百分比含量包括:
C:0.22~0.25%,Si:0.30~0.50%,Mn:1.20~1.50%,P≤0.025%,S≤0.025%,Nb:0.012~0.015%、Ti:0.010~0.018、N:0.010~0.012,其余为Fe和不可避免的杂质。
优选地,所述螺纹钢常温下的屈服强度ReL≥450MPa,抗拉强度Rm≥600MPa,屈强比Rm/Rel≥1.3。
优选地,所述螺纹钢的直径为12~28mm。
此外,为实现上述目的,本发明提出一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢的制造方法,包括如下步骤:转炉冶炼、炉外处理、连铸、铸坯加热及轧制,且所述转炉冶炼步骤中加入硅锰、铌铁等合金进行铌微合金化处理,所述炉外处理步骤包括氩站吹氩和LF炉精炼,所述LF炉精炼工序中喂入钛铁包芯线进行钛微合金化处理。
优选地,所述转炉冶炼步骤中:原料在130吨转炉进行铁水冶炼,终点温度范围1620~1650℃,终点C含量0.04~0.06%,P含量≤0.02%,S含量≤0.015%;出钢前,在钢水罐底置入4~5kg/t钢的活性石灰,出钢1/3后,向钢水罐中冲入硅锰、铌铁等合金进行合金化,且出钢全程钢水罐底吹氮气,吹氮流量为400~500L/min。
优选地,所述炉外处理的氩站吹氩步骤中:钢水到氩站后,继续以流600~800L/min底吹氮气,同时向钢液表面加入硅铝钙合金脱氧,加入总量为80~100kg,脱氧过程达到2min以上,即可将钢水罐移至LF炉精炼工序处理,氩站总处理时间为4~6min。
优选地,所述炉外处理的LF炉精炼工序中: 钢到LF炉精炼工序后,立即向钢水罐中加入活性石灰8~10kg/t钢,送电加热调温,向渣面加入铝粒快速造白渣,全程底吹氮气搅拌,搅拌处理过程的氮气流量为300~400L/min,处理12~18min,温度范围在1560~1585℃范围内,钢液溶解氧含量在10ppm以下时,通过喂线机向钢水罐喂入钛铁包芯线,喂线速度4~5m/min,喂入量2~3m/t钢,喂线后,采用底吹氮气流量200~300L/min软吹3min以上,之后将钢水罐吊运至连铸平台进行浇铸。
优选地,所述连铸步骤中:连铸实行全保护浇注,即装备钢水罐长水口和结晶器浸入式水口,拉速根据中包钢水温度控制在2.2~2.8m/min,二次冷却采用强冷模式, 比水量为1.5~1.6L/kg。
优选地,所述铸坯加热及轧制步骤中:铸坯均热段温度为1120~1150℃,在炉时间≥4h,轧制按非控冷模式进行,轧制过程及结束均不强行穿水冷却。
本发明提供的技术方案中,通过在出钢前加入硅锰、铌铁等合金进行铌微合金化处理,且在LF炉精炼工序中喂入钛铁包芯线进行钛微合金化处理,钛熔入钢液后,可明显降低已经溶解于钢液中的N元素的活度,减少钢液中N元素的逸散,即达到固氮作用,采用钛或铌钛复合微合金化替代钒微合金化生产HRB400级螺纹钢,适当的铌、钛微合金化处理,提高了铌钛合金的收得率,实现了HRB400级螺纹钢低成本的稳定可持续生产。
本发明的所述铌钛微合金化HRB400级螺纹钢具有以下有益效果:
(1)所述螺纹钢强度级别高,钛微合金化钛和氮的收得率高,生产成本低,实现了HRB400级别螺纹钢低成本的稳定可持续生产;
(2)所述螺纹钢在出钢前加入铌后,连铸过程中的漏钢发生率、连铸坯裂纹缺陷均明显降低;
(3)所述螺纹钢螺纹钢的直径为12~28mm,常温下的屈服强度Rel≥450MPa,抗拉强度Rm≥600MPa,屈强比Rm/Rel≥1.3,金相组织中不出现马氏体、贝氏体,各项性能指标均能达到新国标要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢的制造方法一实施例的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
下述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
在本文中,单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提出的一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢,其组分及重量百分比含量包括:
C:0.22~0.25%,Si:0.30~0.50%,Mn:1.20~1.50%,P≤0.025%,S≤0.025%,Nb:0.012~0.015%、Ti:0.010~0.018、N:0.010~0.012,其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明中各组分的作用及控制具有以下特征:
C:C是提高钢材强度最有效的元素,随着C含量的增加,钢中Fe3C增加,淬硬性也增加,钢的抗拉强度和屈服强度提高。但是,增加钢中C含量,韧性和可焊性将变差,钢的焊接性能变坏,所以C含量不宜过高,因此控制在0.22~0.25%。
Si:Si与碳的亲和力很弱,在钢中不与碳化合,但能溶入铁素体,产生固溶强化作用,使得铁素体的强度和硬度提高,但塑性和韧性却有所下降。当Si含量增大时,会促进岛状马氏体形成,对焊接热影响区韧性有害,降低可焊性。因此控制在0.30~0.50%。
Mn:Mn:Mn是固溶强化和提高钢抗拉强度的重要元素,对贝氏体转变有较大的促进作用,提高钢中Mn含量能扩大γ区,降低γ→α转变温度,扩大轧制范围,使铁素体晶粒的长大机会大大减少,因而促进了晶粒细化,增加了钢的强韧性。锰在钢的基体中起到固溶强化的作用,还可以消除硫对钢材的影响,且成本低廉。考虑到本发明钢的强度范围,因此控制在1.20~1.50%。
P和S:都属于钢种有害夹杂元素,易形成夹杂、偏析等缺陷,影响钢的冲击韧性、延伸率。硫含量高时,对焊接性能不利。因此控制P≤0.025%,S≤0.025%。
Nb:铌可以显著提高钢的奥氏体再结晶温度,扩大未再结晶区范围,便于实现高温轧制。铌还可以抑制奥氏体晶粒长大,具有显著地细晶强化和析出强化作用。在高强度贝氏体钢中,添加过量的铌会促使M-A岛的形成,降低焊接热影响区的韧性。本发明加入0.012~0.015%的Nb以获得对应性能的金相组织。
Ti:钛与铌在钢中的作用类似,都是强氮化合物形成元素,它们的细小析出相可细化组织,提高钢的强度和韧性,尤其可以提高低温冲击韧性,降低韧脆转变温度。有较强的细晶强化和析出强化作用。Ti含量过高会导致析出相过分长大,恶化冲击性能。本发明的Ti含量控制在0.010~0.018%。
N: N能提高钢的强度,低温韧性和焊接性,增加时效敏感性。与钢中其他元素化合,有沉淀硬化作用,在低碳钢中残留N会导致时效脆性。因此为了降低N的时效脆化,将N含量控制在0.010~0.012%。
按照上述组分及重量百分比含量制造的所述铌钛微合金化HRB400级螺纹钢,通过在出钢前加入硅锰、铌铁等合金进行铌微合金化处理,且在LF炉精炼工序中喂入钛铁包芯线进行钛微合金化处理,钛熔入钢液后,可明显降低已经溶解于钢液中的N元素的活度,减少钢液中N元素的逸散,即达到固氮作用,采用钛或铌钛复合微合金化替代钒微合金化生产HRB400级螺纹钢,适当的铌、钛微合金化处理,实现了螺纹钢低成本的稳定可持续生产。所述螺纹钢的直径为12~28mm,常温下的屈服强度Rel≥450MPa,抗拉强度Rm≥600MPa,屈强比Rm/Rel≥1.3,金相组织中不出现马氏体、贝氏体,各项性能指标均能达到新国标要求。所述螺纹钢铌钛微合金制造方法的铌钛铌钛收得率高,生产成本明显降低,冶金过程可控,冶金质量稳定。
本发明还提出一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢的制造方法,图1为本发明一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢的制造方法一实施例的流程示意图,包括如下步骤:转炉冶炼、炉外处理、连铸、铸坯加热及轧制,且所述转炉冶炼步骤中加入硅锰、铌铁等合金进行铌微合金化处理,所述炉外处理步骤包括氩站吹氩和LF炉精炼,所述LF炉精炼工序中喂入钛铁包芯线进行钛微合金化处理。具体地:
步骤S10,所述转炉冶炼步骤中:原料在130吨转炉进行铁水冶炼,终点温度范围1620~1650℃,终点C含量0.04~0.06%,P含量≤0.02%,S含量≤0.015%;出钢前,在钢水罐底置入4~5kg/t钢的活性石灰,出钢1/3后,向钢水罐中冲入硅锰、铌铁等合金进行合金化,且出钢全程钢水罐底吹氮气,吹氮流量为400~500L/min。
步骤S20,所述炉外处理的氩站吹氩步骤中:钢水到氩站后,继续以流600~800L/min底吹氮气,同时向钢液表面加入硅铝钙合金脱氧,加入总量为80~100kg,脱氧过程达到2min以上,即可将钢水罐移至LF炉精炼工序处理,氩站总处理时间为4~6min。
步骤S30,所述炉外处理的LF炉精炼工序中: 钢到LF炉精炼工序后,立即向钢水罐中加入活性石灰8~10kg/t钢,送电加热调温,向渣面加入铝粒快速造白渣,全程底吹氮气搅拌,搅拌处理过程的氮气流量为300~400L/min,处理12~18min,温度范围在1560~1585℃范围内,钢液溶解氧含量在10ppm以下时,通过喂线机向钢水罐喂入钛铁包芯线,喂线速度4~5m/min,喂入量2~3m/t钢,钛熔入钢液后,可明显降低已经溶解于钢液中的N的活度,减少钢液中N的逸散,即达到固氮作用。喂线后,采用底吹氮气流量200~300L/min软吹3min以上,使钢液混合均匀。之后将钢水罐吊运至连铸平台进行浇铸。
Ti在螺纹钢钢液N含量较高的条件下,易于析出TiN,析出后这些高硬度颗粒可有效抑制奥氏体晶粒长大,起到细晶强化的作用,而由于TiN析出温度高,在钢液凝固过程中,远早于NbN的析出,因此可有效减少与Nb结合的N含量,减轻NbN在奥氏体晶界的析出,保证钢在连铸过程中的热塑性,避免连铸坯内外部裂纹缺陷,提高铸坯质量。
步骤S40,所述连铸步骤中:连铸实行全保护浇注,即装备钢水罐长水口和结晶器浸入式水口,拉速根据中包钢水温度控制在2.2~2.8m/min,二次冷却采用强冷模式, 比水量为1.5~1.6L/kg。使低于Ti-N溶度积而析出的TiN 微细颗粒快速凝固固定,减少其长大趋势,以在达到析出强化作用的同时,减少对钢材性能的危害,同时,由于Ti与N更易结合为TiN且析出更早,可明显减少NbN在晶界的析出,改善NbN析出引起的晶界开裂和铸坯裂纹。
步骤S50,所述铸坯加热及轧制步骤中:铸坯均热段温度为1120~1150℃,在炉时间≥4h,轧制按非控冷模式进行,轧制过程及结束均不强行穿水冷却。
上述铌钛微合金化HRB400级螺纹钢及其制造方法设计的关键在于,通过在出钢前加入硅锰、铌铁等合金进行铌微合金化处理,且在LF炉精炼工序中喂入钛铁包芯线进行钛微合金化处理,钛熔入钢液后,可明显降低已经溶解于钢液中的N元素的活度,减少钢液中N元素的逸散,即达到固氮作用,采用钛或铌钛复合微合金化替代钒微合金化生产HRB400级螺纹钢,适当的铌、钛微合金化处理,提高了铌钛合金的收得率,实现了螺纹钢低成本的稳定可持续生产。
采用上述元素组分含量及加工工艺步骤制造的所述铌钛微合金化HRB400级螺纹钢,所述螺纹钢的直径为12~28mm,所述螺纹钢常温下的屈服强度ReL≥450MPa,抗拉强度Rm≥600MPa,屈强比Rm/Rel≥1.3,金相组织中不出现马氏体、贝氏体,各项性能指标均能达到新国标要求。
以下结合具体实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细说明,应当理解,以下实施例仅仅用以解释本发明,不用于限定本发明。
所述一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢的组分及其重量百分比含量为:C:0.22~0.25%,Si:0.30~0.50%,Mn:1.20~1.50%,P≤0.025%,S≤0.025%,Nb:0.012~0.015%、Ti:0.010~0.018、N:0.010~0.012,其余为Fe和不可避免的杂质。
所述一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢的制造方法的步骤为:
步骤S10,所述转炉冶炼步骤中:原料在130吨转炉进行铁水冶炼,终点温度范围1620~1650℃,终点C含量0.04~0.06%,P含量≤0.02%,S含量≤0.015%;出钢前,在钢水罐底置入4~5kg/t钢的活性石灰,出钢1/3后,向钢水罐中冲入硅锰、铌铁等合金进行合金化,且出钢全程钢水罐底吹氮气,吹氮流量为400~500L/min。
步骤S20,所述炉外处理的氩站吹氩步骤中:钢水到氩站后,继续以流600~800L/min底吹氮气,同时向钢液表面加入硅铝钙合金脱氧,加入总量为80~100kg,脱氧过程达到2min以上,即可将钢水罐移至LF炉精炼工序处理,氩站总处理时间为4~6min。
步骤S30,所述炉外处理的LF炉精炼工序中: 钢到LF炉精炼工序后,立即向钢水罐中加入活性石灰8~10kg/t钢,送电加热调温,向渣面加入铝粒快速造白渣,全程底吹氮气搅拌,搅拌处理过程的氮气流量为300~400L/min,处理12~18min,温度范围在1560~1585℃范围内,钢液溶解氧含量在10ppm以下时,通过喂线机向钢水罐喂入钛铁包芯线,喂线速度4~5m/min,喂入量2~3m/t钢,喂线后,采用底吹氮气流量200~300L/min软吹3min以上,之后将钢水罐吊运至连铸平台进行浇铸。所述铁钛包芯线包芯用外皮材料见表1,芯粉成分见表2,包芯线芯粉含量为300±5g/m。
步骤S40,所述连铸步骤中:连铸实行全保护浇注,即装备钢水罐长水口和结晶器浸入式水口,拉速根据中包钢水温度控制在2.2~2.8m/min,二次冷却采用强冷模式, 比水量为1.5~1.6L/kg。
步骤S50,所述铸坯加热及轧制步骤中:铸坯均热段温度为1120~1150℃,在炉时间≥4h,轧制按非控冷模式进行,轧制过程及结束均不强行穿水冷却。
表1包芯用外皮材料(08Al)
表2 钛铁包芯线粉芯成分
采用上述工艺步骤制造的所述铌钛微合金化HRB400级螺纹钢,采用钛或铌钛复合微合金化替代钒微合金化生产HRB400级螺纹钢,Ti收得率为60~70%,Nb收得率为90~100%。目前市场上50%钒铁的价格约为25万/吨,50%铌铁约为20万/吨,30%钛铁约为1万/吨,常规情况下,HRB400采用钒系合金,成品需要0.0025%的V含量,假设Ti收得率为60%,V、Nb收得率为100%,则可得吨钢可节约成本40~70元。
在实际应用中,根据螺纹钢生产规格和批次不同,具有控制范围内的不同组分含量、具体工艺控制条件、以及对应的力学性能指标,为了更好地说明和解释本发明,表3和表4中将发明例(本发明涉及的钢种)和对比例(现有钢种)的组分、工艺条件及力学性能罗列出来进行对比。
表3 本发明各实施例化学成分(wt%)
表4 本发明各实施例力学性能列表
从表3和表4中数据可知,本发明通过在出钢前加入硅锰、铌铁等合金进行铌微合金化处理,且在LF炉精炼工序中喂入钛铁包芯线进行钛微合金化处理,钛熔入钢液后,可明显降低已经溶解于钢液中的N元素的活度,减少钢液中N元素的逸散,即达到固氮作用,适当的铌、钛微合金化处理,提高了铌钛合金的收得率,实现了螺纹钢低成本的稳定可持续生产。所述螺纹钢的直径为12~28mm,常温下的屈服强度Rel≥450MPa,抗拉强度Rm≥600MPa,屈强比Rm/Rel≥1.3,金相组织中不出现马氏体、贝氏体,各项性能指标均能达到新国标要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢,其特征在于:所述螺纹钢的组分及重量百分比含量包括:
C:0.22~0.25%,Si:0.30~0.50%,Mn:1.20~1.50%,P≤0.025%,S≤0.025%,Nb:0.012~0.015%、Ti:0.010~0.018、N:0.010~0.012,其余为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢,其特征在于:所述螺纹钢常温下的屈服强度ReL≥450MPa,抗拉强度Rm≥600MPa,屈强比Rm/Rel≥1.3。
3.根据权利要求1所述的一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢,其特征在于:所述螺纹钢的直径为12~28mm。
4.权利要求1至3任意一项所述的一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢的制造方法,其特征在于:包括如下步骤:转炉冶炼、炉外处理、连铸、铸坯加热及轧制,且所述转炉冶炼步骤中加入硅锰、铌铁等合金进行铌微合金化处理,所述炉外处理步骤包括氩站吹氩和LF炉精炼,所述LF炉精炼工序中喂入钛铁包芯线进行钛微合金化处理。
5.根据权利要求4所述的一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢的制造方法,其特征在于:所述转炉冶炼步骤中:原料在130吨转炉进行铁水冶炼,终点温度范围1620~1650℃,终点C含量0.04~0.06%,P含量≤0.02%,S含量≤0.015%;出钢前,在钢水罐底置入4~5kg/t钢的活性石灰,出钢1/3后,向钢水罐中冲入硅锰、铌铁等合金进行合金化,且出钢全程钢水罐底吹氮气,吹氮流量为400~500L/min。
6.根据权利要求4所述的一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢的制造方法,其特征在于:所述炉外处理的氩站吹氩步骤中:钢水到氩站后,继续以流600~800L/min底吹氮气,同时向钢液表面加入硅铝钙合金脱氧,加入总量为80~100kg,脱氧过程达到2min以上,即可将钢水罐移至LF炉精炼工序处理,氩站总处理时间为4~6min。
7.根据权利要求4所述的一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢的制造方法,其特征在于:所述炉外处理的LF炉精炼工序中: 钢到LF炉精炼工序后,立即向钢水罐中加入活性石灰8~10kg/t钢,送电加热调温,向渣面加入铝粒快速造白渣,全程底吹氮气搅拌,搅拌处理过程的氮气流量为300~400L/min,处理12~18min,温度范围在1560~1585℃范围内,钢液溶解氧含量在10ppm以下时,通过喂线机向钢水罐喂入钛铁包芯线,喂线速度4~5m/min,喂入量2~3m/t钢,喂线后,采用底吹氮气流量200~300L/min软吹3min以上,之后将钢水罐吊运至连铸平台进行浇铸。
8.根据权利要求4所述的一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢的制造方法,其特征在于:所述连铸步骤中:连铸实行全保护浇注,即装备钢水罐长水口和结晶器浸入式水口,拉速根据中包钢水温度控制在2.2~2.8m/min,二次冷却采用强冷模式, 比水量为1.5~1.6L/kg。
9.根据权利要求4所述的一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢的制造方法,其特征在于:所述铸坯加热及轧制步骤中:铸坯均热段温度为1120~1150℃,在炉时间≥4h,轧制按非控冷模式进行,轧制过程及结束均不强行穿水冷却。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910709676.0A CN110257719A (zh) | 2019-08-02 | 2019-08-02 | 一种铌钛微合金化hrb400级螺纹钢及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910709676.0A CN110257719A (zh) | 2019-08-02 | 2019-08-02 | 一种铌钛微合金化hrb400级螺纹钢及其制造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110257719A true CN110257719A (zh) | 2019-09-20 |
Family
ID=67912664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910709676.0A Pending CN110257719A (zh) | 2019-08-02 | 2019-08-02 | 一种铌钛微合金化hrb400级螺纹钢及其制造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110257719A (zh) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110512046A (zh) * | 2019-10-08 | 2019-11-29 | 武汉钢铁集团鄂城钢铁有限责任公司 | 一种螺纹钢的低成本制造方法 |
CN110592483A (zh) * | 2019-10-16 | 2019-12-20 | 武汉钢铁集团鄂城钢铁有限责任公司 | 一种铌钛微合金化hrb500e螺纹钢及其制备方法 |
CN110607413A (zh) * | 2019-11-01 | 2019-12-24 | 武汉钢铁集团鄂城钢铁有限责任公司 | 一种低成本高氮钢的冶炼方法 |
CN111235350A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-06-05 | 首钢水城钢铁(集团)有限责任公司 | 一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法 |
CN111270126A (zh) * | 2020-03-10 | 2020-06-12 | 阳春新钢铁有限责任公司 | 一种铌钛氮和钛氮复合微合金化hrb400e钢筋及其生产方法 |
CN111304404A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-06-19 | 鞍钢股份有限公司 | 一种用于真空感应炉氧化物冶金的包芯线及使用方法 |
CN111363986A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-07-03 | 河南金亿冠热能设备材料有限公司 | 一种cfb锅炉水冷壁防磨用导流板及其生产方法 |
CN111534751A (zh) * | 2020-01-11 | 2020-08-14 | 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 | 一种hrb400e超细晶高强韧直条抗震钢筋及其制备方法 |
CN112226682A (zh) * | 2020-09-22 | 2021-01-15 | 石横特钢集团有限公司 | 一种螺纹钢钛微合金化生产工艺 |
CN111455282B (zh) * | 2020-05-11 | 2021-03-16 | 武汉钢铁有限公司 | 采用短流程生产的抗拉强度≥1500MPa淬火配分钢及方法 |
CN113897533A (zh) * | 2021-10-13 | 2022-01-07 | 联峰钢铁(张家港)有限公司 | 一种600MPa级钒铌钛氮复合强化钢筋及其冶炼方法 |
CN116694991A (zh) * | 2023-05-26 | 2023-09-05 | 包头钢铁(集团)有限责任公司 | 一种铌钛微合金化hrb500e螺纹钢及其制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102172816A (zh) * | 2011-01-14 | 2011-09-07 | 冷水江钢铁有限责任公司 | 一种高强度热轧盘螺的生产方法 |
CN103898407A (zh) * | 2014-04-09 | 2014-07-02 | 武汉钢铁(集团)公司 | 600MPa热轧带肋钢筋及其制备方法 |
CN109628829A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-16 | 湖南铁英新材料有限公司 | 一种螺纹钢筋及其制备方法 |
CN109694980A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-04-30 | 邯郸钢铁集团有限责任公司 | 高氮复合合金微合金化500MPa级螺纹钢的冶炼方法 |
CN109735682A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-05-10 | 邯郸钢铁集团有限责任公司 | 高氮复合合金微合金化400MPa级螺纹钢的冶炼方法 |
-
2019
- 2019-08-02 CN CN201910709676.0A patent/CN110257719A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102172816A (zh) * | 2011-01-14 | 2011-09-07 | 冷水江钢铁有限责任公司 | 一种高强度热轧盘螺的生产方法 |
CN103898407A (zh) * | 2014-04-09 | 2014-07-02 | 武汉钢铁(集团)公司 | 600MPa热轧带肋钢筋及其制备方法 |
CN109694980A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-04-30 | 邯郸钢铁集团有限责任公司 | 高氮复合合金微合金化500MPa级螺纹钢的冶炼方法 |
CN109735682A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-05-10 | 邯郸钢铁集团有限责任公司 | 高氮复合合金微合金化400MPa级螺纹钢的冶炼方法 |
CN109628829A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-16 | 湖南铁英新材料有限公司 | 一种螺纹钢筋及其制备方法 |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110512046B (zh) * | 2019-10-08 | 2021-08-10 | 宝武集团鄂城钢铁有限公司 | 一种螺纹钢的低成本制造方法 |
CN110512046A (zh) * | 2019-10-08 | 2019-11-29 | 武汉钢铁集团鄂城钢铁有限责任公司 | 一种螺纹钢的低成本制造方法 |
CN110592483A (zh) * | 2019-10-16 | 2019-12-20 | 武汉钢铁集团鄂城钢铁有限责任公司 | 一种铌钛微合金化hrb500e螺纹钢及其制备方法 |
CN110607413A (zh) * | 2019-11-01 | 2019-12-24 | 武汉钢铁集团鄂城钢铁有限责任公司 | 一种低成本高氮钢的冶炼方法 |
CN111235350A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-06-05 | 首钢水城钢铁(集团)有限责任公司 | 一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法 |
CN111235350B (zh) * | 2019-11-20 | 2021-09-17 | 首钢水城钢铁(集团)有限责任公司 | 一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法 |
CN111534751A (zh) * | 2020-01-11 | 2020-08-14 | 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 | 一种hrb400e超细晶高强韧直条抗震钢筋及其制备方法 |
CN111270126A (zh) * | 2020-03-10 | 2020-06-12 | 阳春新钢铁有限责任公司 | 一种铌钛氮和钛氮复合微合金化hrb400e钢筋及其生产方法 |
CN111304404A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-06-19 | 鞍钢股份有限公司 | 一种用于真空感应炉氧化物冶金的包芯线及使用方法 |
CN111363986A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-07-03 | 河南金亿冠热能设备材料有限公司 | 一种cfb锅炉水冷壁防磨用导流板及其生产方法 |
CN111455282B (zh) * | 2020-05-11 | 2021-03-16 | 武汉钢铁有限公司 | 采用短流程生产的抗拉强度≥1500MPa淬火配分钢及方法 |
CN112226682A (zh) * | 2020-09-22 | 2021-01-15 | 石横特钢集团有限公司 | 一种螺纹钢钛微合金化生产工艺 |
CN113897533A (zh) * | 2021-10-13 | 2022-01-07 | 联峰钢铁(张家港)有限公司 | 一种600MPa级钒铌钛氮复合强化钢筋及其冶炼方法 |
CN116694991A (zh) * | 2023-05-26 | 2023-09-05 | 包头钢铁(集团)有限责任公司 | 一种铌钛微合金化hrb500e螺纹钢及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110257719A (zh) | 一种铌钛微合金化hrb400级螺纹钢及其制造方法 | |
CN111455262B (zh) | 一种超细晶高强韧600MPa级抗震钢筋及其制备方法 | |
CN108286008B (zh) | 一种低温用高强韧性热轧h型钢及其制备方法 | |
CN101418363B (zh) | 一种低碳高韧性x60/x65管线钢的生产方法 | |
CN110923585B (zh) | 一种500MPa热轧耐火钢筋及其制造方法 | |
CN101311288B (zh) | 一种1770MPa级桥梁斜拉索镀锌钢丝用盘条及其制造方法 | |
CN110306116A (zh) | 一种加氮化硅铁的hrb600高强度热轧带肋钢筋及其制造方法 | |
CN104630625B (zh) | 一种耐低温热轧h型钢及其制备方法 | |
CN102409260A (zh) | 一种具有良好低温韧性的压力容器用厚板及其生产方法 | |
CN101348881B (zh) | 一种低成本高性能x70管线钢的生产方法 | |
CN109097680B (zh) | 一种使用50t中频感应炉冶炼制得的高锰高铝无磁钢板的制造方法 | |
CN101307414B (zh) | 一种高性能含锰工程机械轮体用钢及其制备方法 | |
CN102383042A (zh) | 一种含铬氮微合金化hrb400e钢筋及其生产方法 | |
CN114000048B (zh) | 一种公称直径12.5mm的预应力钢绞线用SWRH82B热轧盘条及其制备方法 | |
CN102796962A (zh) | 铌钛硼微合金hrb600高强度抗震钢筋及其制备 | |
CN109385576A (zh) | 一种基于镁处理的低成本x65管线钢及其制造方法 | |
CN110541108A (zh) | 一种Nb、V复合700MPa级高强抗震钢筋用钢及其生产方法 | |
CN106811684B (zh) | 屈服强度750Mpa级集装箱用热轧钢板及其制造方法 | |
CN111575587A (zh) | 一种钒铬微合金化生产hrb600高强热轧带肋钢筋的方法 | |
CN104131238B (zh) | 高成型高耐候极薄规格热轧钢板及其csp生产工艺 | |
CN109182904A (zh) | 一种钢筋混凝土用耐火钢筋及其制备方法 | |
CN114015848A (zh) | 一种针状铁素体型高强钢筋及其制备方法 | |
CN112575255A (zh) | 一种超低温储罐用钢板15MnNiNbDR的制备方法 | |
CN104213022A (zh) | 抗拉强度650MPa级搅拌罐用钢及其生产方法 | |
CN105112810B (zh) | 一种抗大线能量焊接用钢及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: No. 215, Wuchang Avenue, Hubei, Ezhou, Hubei Applicant after: Baowu group Echeng Iron and Steel Co., Ltd Address before: No. 215, Wuchang Avenue, Hubei, Ezhou, Hubei Applicant before: WUHAN IRON AND STEEL GROUP ECHENG IRON AND STEEL Co.,Ltd. |
|
CB02 | Change of applicant information | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190920 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |