CN110747396A - 铌微合金化hrb400e热轧带肋钢筋及其高效制造方法 - Google Patents

铌微合金化hrb400e热轧带肋钢筋及其高效制造方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及钢铁冶金领域，具体而言，涉及一种铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋及其高效制造方法。以质量百分比计，钢的化学成分包括：C0.21％～0.25％、Si0.45％～0.65％、Mn1.00％～1.25％、Nb0.02％～0.025％、P≤0.045％、S≤0.045％、N0.004％～0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质。轧钢时，钢坯加热温度为1190～1230℃。该方法由于轧钢时，钢坯加热温度高，因此有效地提高了生产效率。该钢由于Nb、Mn含量较低，因此，保证了铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋具有明显的屈服点。

Description

铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋及其高效制造方法
技术领域
本申请涉及钢铁冶金领域，具体而言，涉及一种铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋及其高效制造方法。
背景技术
以HRB400E为主的热轧带肋钢筋是一种用途广、产量大的钢材产品。
制造HRB400E钢筋一般需采用微合金化工艺，单加铌微合金化工艺制造的HRB400E钢筋常出现无明显屈服点的问题。
为解决钢筋无屈服点问题，目前常见的做法是在轧钢工序采用降低加热、开轧温度和上冷床温度的方法，虽然能够解决加铌HRB400E钢筋常出现无明显屈服点的问题，但降低轧制温度，轧件变形抗力大，在轧机能力不足的情况下，须采取降速轧制，降低了生产效率，也就增加了生产成本。
已知的一种铌微合金化HRB400E热轧抗震钢筋及其生产方法，包括电炉冶炼、精炼、方坯连铸、铸坯凝固冷却后进入加热炉、热轧、空冷、定尺定捆各工序，控制钢水的化学成分范围(重量％)：Ceq≤0.45％，C：0.18～0.24％，Si：0.40～0.65％，Mn：1.00～1.50％，Nb：0.03～0.045％，S：≤0.045％，P：≤0.045％，V：0～0.035％；小方坯连铸连轧工艺参数：铸坯连铸矫直温度不低于950℃，铸坯加热温度1100～1250℃，均热温度1150～1230℃，开轧温度1050～1100℃，自由空冷模式。
已知的一种铌微合金化细晶粒HRB400钢筋及其制备方法，化学成分为：以重量百分比计，C：0.20-0.25％，Si：0.40-0.60％，Mn：1.25-1.54％，Nb：0.025-0.040％。
上述铌微合金化HRB400E生产方法，存在生产效率低或者无屈服强度的问题。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋及其高效制造方法，在保证加铌HRB400E钢筋有明显屈服点的同时，提高生产效率。
第一方面，本申请提供一种技术方案：
一种铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的高效制造方法，包括连铸工艺和轧制工艺；
其中，以质量百分比计，钢的化学成分包括：C0.21％～0.25％、Si0.45％～0.65％、Mn 1.00％～1.25％、Nb 0.02％～0.025％、P≤0.045％、S≤0.045％、N0.004％～0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质。
轧钢时，钢坯加热温度为1190～1230℃。
在本申请的其他实施例中，以质量百分比计，钢的化学成分包括：C0.21％～0.25％、Si0.45％～0.65％、Mn 1.00％～1.24％、Nb0.02％～0.0245％、P≤0.045％、S≤0.045％、N0.004％～0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质，碳当量为Ceq为0.43～0.47％。
在本申请的其他实施例中，轧钢时，开轧温度为1080～1120℃；
可选地，轧后钢筋上冷床温度为890～940℃。
在本申请的其他实施例中，铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的直径为12～25mm。
在本申请的其他实施例中，结晶器的对弧精度偏差在±1.5mm以内、水口对中偏差在±5mm以内。
在本申请的其他实施例中，大包采用套长水口保护浇注，中间包采用塞棒和浸入式水口保护浇注。
可选地，控制中间包钢水过热度在15～40℃。
在本申请的其他实施例中，结晶器和二次冷却采用中冷方式；
可选地，170×170mm方坯连铸机结晶器水流量为150～170m3/h；
可选地，170×170mm方坯连铸拉速为2.5～3.0m/min。
在本申请的其他实施例中，二次冷却采用气雾冷却方式；
可选地，二次冷却比水量为0.7～0.9L/kg时，达到雾化效果的空气压力为0.25～0.30MPa。
在本申请的其他实施例中，铸坯矫直温度＞1000℃避开脆性区。
第二方面，本申请提供一种技术方案：
一种铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋，铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的化学成分为：
以质量百分比计，C0.21％～0.25％、Si0.45％～0.65％、Mn1.00％～1.25％、Nb0.02％～0.025％、P≤0.045％、S≤0.045％、N0.004％～0.01％；余量为Fe和不可避免的杂质；
本申请实施例提供的铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的高效制造方法，有益效果包括：
本申请提供的一种铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋及其制造方法，通过合理的成分设计，使得轧钢生产加铌钢筋的加热温度不受加铌元素影响，可采用高的加热，相对较高的上冷床温度，生产钢筋组织贝氏体含量少，钢筋有屈服平台，在保证钢筋质量的基础上，实现加铌HRB400E钢筋高效稳定生产。
进一步地，采用上述的方法，轧钢时，采用较高的轧制温度、开轧温度以及相对较高的上冷床温度，从而进一步地提高了生产效率。通过优化Nb和Mn的含量，在轧制工艺不变的情况下，钢中贝氏体含量可控制在4～7％范围，有效地解决了屈服不明显的问题。
进一步地，该方法通过优化N、Nb的含量配比，并控制轧钢加热温度，使得钢中的Nb(C，N)全部被固溶，并且在轧制过程中，固溶的Nb(C，N)部分重新析出，起到细晶强化作用，保证钢筋的强度。
进一步地，通过控制浇注过程中，结晶器、中间包、大包以及二次冷却的工艺参数，降低了加铌钢筋内部应力，极大地降低了钢筋内裂纹。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。
图1为不含铌(含钒)HRB400E钢的CCT曲线图；
图2为本申请实施例1～9提供的铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的含铌HRB400E钢CCT曲线图；
图3a～图3c依次为本申请实施例1～9提供的铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的(从钢筋横截面沿直径向圆心方向看)边部、1/4处以及钢筋中心的金相显微组织图(对金相图进行了灰度处理)。
具体实施方式
结合图1～图2，发明人发现，钢中加铌，在轧钢加热过程，全部铌固溶，起到阻止奥氏体晶粒粗化的作用，在轧制过程抑制再结晶及再结晶后晶粒长大，轧后细化晶粒，显著提高钢的强度。但钢中的Nb降低了奥氏体相变温度，延迟了铁素体、珠光体相变，促进贝氏体组织形成。
贝氏体的亚结构是位错，晶体中的位错密度较高，强化作用较大。当钢中贝氏体含量较高，受力过程，位错之间相互作用强烈，应变硬化的行为突出，相邻的晶粒由于强度不同，强度低的晶粒在达到屈服时，而强度高的晶粒仍处于弹性变形阶段，出现无屈服平台或屈服现象不明显现象。
有的钢厂对拉伸检测无屈服平台或屈服不明显的加铌钢筋，采用规定塑性延伸强度Rp0.2替代下屈服强度。
国家标准允许用Rp0.2替代钢筋的下屈服强度ReL，但有的用户使用观念上不认可、不接受无屈服的钢筋。用户用于钢筋检测验收和质量监督的拉伸试验机，一般不具备测Rp0.2条件，无屈服钢筋给用户在检测验收和质量监督造成困难。
有的钢厂为了控制加铌钢筋的贝氏体量，避免钢筋无屈服，在轧钢工序采用了降低钢坯加热和开轧温度，控制奥氏体晶粒尺寸，如钢坯加热温度1150℃或1180℃以下，控制初轧温度在1000℃以下，并控制钢筋终轧出控冷水箱温度在850℃以下，或控制钢筋上冷床温度在900℃以下。这种通过降低加铌钢铸坯加热、轧制、终轧出控冷水箱和钢筋上冷床温度的方法来减少或避免钢中产生贝氏体，使加铌钢筋有屈服的方法，实际证明是可行的，但这种方法属本领域公知方法。本领域技术人员可结合实际进行选择，且技术效果可以预期。
虽然采用降低加热和开轧温度，降低终轧出控冷水箱温度可以使加铌钢筋有屈服，但降低加热和轧制温度，轧件变形抗力大，在轧机能力不足的情况下，须采取降速轧制，由此影响轧制生产效率，轧钢生产效率降低，相应生产成本增加。
本申请实施方式提供了一种铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的高效制造方法，能够在保证加铌HRB400E钢筋有明显屈服点的同时，提高生产效率，实现高效制造铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋。
具体而言，该高效制造方法包括：
采用连铸生产工艺制造铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋；
以质量百分比计，钢水的化学成分包括：C0.21％～0.25％、Si0.45％～0.65％、Mn1.00％～1.25％、Nb 0.02％～0.025％、P≤0.045％、S≤0.045％、N0.004％～0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质；
轧钢时，钢坯加热温度为1190～1230℃。
C对钢筋强度的贡献和影响属本领域公知常识，其在钢中起固溶强化作用，是提高钢强度最廉价最有效元素，需充分发挥C的强化作用。因此，本申请实施方式控制C含量在标准的上限，优选范围为0.22％～0.24％。
Nb是显著提高钢强度的微合金元素，但铌是贵重元素，性价比低，且钢的(屈服)强度并不与铌含量成正比例关系，铌超过一定量后对钢的强度贡献值减小，且铌含量高，钢更容易产生贝氏体，导致钢筋无屈服。综合考虑Nb对钢强度的贡献、成本和对钢组织贝氏体形成影响，本申请选择Nb为0.02％～0.025％。
Mn对钢筋强度的贡献属本领域公知常识，在钢中起固溶强化作用，但Mn是强淬透性元素，提高过冷奥氏体的稳定性，具有较强的推迟相变的作用，Mn高可使钢的奥氏体等温转变中珠光体转变显著右移，促使奥氏体化在连续冷却时向贝氏体组织转变。是加铌HRB400E钢筋产生贝氏体主要原因之一。因此，加铌螺纹钢的Mn含量不能高，但也不能太低，否则，钢筋的强度低达不到国家标准下限值。综合考虑，本申请钢中Mn含量选择1.0％～1.25％。
本申请关键是通过摸索加铌螺纹钢中合适的Mn和Nb含量以控制钢的贝氏体的含量，保证钢筋有屈服平台。进一步，检测对比试验表明，保证加铌HRB400E钢筋有屈服平台，钢中可允许有少量贝氏体。生产试验结果表明，当HRB400E钢中添加0.025％～0.030％的Nb，且钢中Mn含量＞1.40％时，轧钢采用高的加热和开轧温度，相对高的上冷床温度，如加热温度为1200℃，开轧温度＞1100℃、轧后上冷床温度＞900℃时，生产的钢筋钢组织贝氏体含量＞12％，钢筋无屈服。
本申请通过优化Nb和Mn的含量，在轧制工艺不变的情况下，钢中贝氏体含量可控制在4～7％范围，有效低解决了屈服不明显的问题。
进一步地，N与Nb结合析出Nb(C，N)化合物，起析出强化作用。钢筋中N含量过高，会导致钢筋屈服不明；N含量过低，对于钢筋强度的强化效果不好，导致固溶无法析出。综合考虑Nb形成Nb(C，N)的需要，本申请选择N0.004％～0.01％，优选为0.0050％～0.0065％。从而使得铸坯加热过程中，在温度较高的高效生产条件下(轧钢时，钢坯加热温度为1190～1230℃)，钢中的Nb(C，N)全部被固溶，并且在轧制过程中，固溶的Nb(C，N)部分重新析出，抑制再结晶及再结晶后晶粒长大，起到细晶强化作用，保证了钢筋的强度，同时提高了生产效率。
Si对钢筋的作用属本领域公知常识，在钢中起固溶强化提高钢的强度作用。但其不影响钢的淬透性，对钢中贝氏体的产生无影响。在本申请中，在钢中C、Mn、Nb含量确定后，Si是作为调节钢筋强度的合金元素。综合考虑，本申请选择0.45％～0.70％，优选为Si0.55％～0.65％。
P和S在HRB400E属有害元素，一般应尽可能降低含量，但降低P和S含量，会增加炼钢生产成本，本申请综合考虑HRB400E的性能以及成本，选择P和S的含量均为≤0.045％。
在本申请一些实施方式中，采用连铸机制备铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋。连铸机主要包括大包、中间包、结晶器及其振动装置、二冷区等。
该铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的高效制造方法，包括：
步骤S1、连铸工艺。
进一步地，以质量百分比计，钢水的化学成分包括：C0.21％～0.25％、Si0.45％～0.65％、Mn 1.00％～1.25％、Nb0.02％～0.025％、P≤0.045％、S≤0.045％、N0.004％～0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步可选地，以质量百分比计，钢水的化学成分包括：C0.22％～0.25％、Si0.50％～0.60％、Mn 1.15％～1.24％、Nb0.02％～0.025％、P≤0.045％、S≤0.045％、N0.005％～0.008％，余量为Fe和不可避免的杂质。
示例性地，以质量百分比计，上述连铸钢水的化学成分包括：C0.23％、Si0.55％、Mn1.15％、Nb0.021％、P≤0.045％、S≤0.045％、N0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。
示例性地，以质量百分比计，上述连铸钢水的化学成分包括：C0.24％、Si0.55％、Mn1.2％、Nb0.023％、P≤0.045％、S≤0.045％、N0.006％，余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步地，上述铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的碳当量Ceq为0.43～0.47％。示例性地，上述铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的碳当量Ceq为0.43％、0.44％、0.45％、0.46％、0.47％或任意两个值之间的中间值。
进一步地，结晶器的对弧精度偏差在±1.5mm以内、水口对中偏差在±5mm以内。
示例性地，结晶器的对弧精度偏差为±1.5mm、水口对中偏差为±5mm。或者结晶器的对弧精度偏差为±1.2mm、水口对中偏差为±4mm。
进一步可选地，结晶器的对弧精度偏差在±1.4mm以内、水口对中偏差在±4.5mm以内。
进一步地，大包采用套长水口保护浇注，中间包采用塞棒和浸入式水口保护浇注。
进一步地，结晶器和二次冷却采用中冷方式。
在一些具体的实施例中，制造170×170mm方坯时，连铸机结晶器水流量为150～170m3/h。进一步可选地，制造170×170mm方坯时，连铸机结晶器水流量为155～165m3/h。示例性地，制造170×170mm方坯时，连铸机结晶器水流量为156m3/h、158m3/h、160m3/h、162m3/h或者164m3/h。
进一步可选地，制造170×170mm方坯时，连铸拉速为2.5～3.0m/min。示例性地，制造170×170mm方坯时，连铸拉速为2.5m/min、2.6m/min、2.7m/min、2.8m/min、2.9m/min或者3.0m/min。
进一步地，二次冷却采用气雾冷却方式。将压缩空气引入喷嘴，通过压缩空气作用，将水变成速度快、动能的气雾，增加水与冷却铸坯的接触面积，提高铸坯冷却效果和均匀程度，防止铸坯产生内裂纹缺陷。
进一步可选地，二次冷却比水量为0.7～0.9L/kg时，达到雾化效果的空气压力为0.25～0.30MPa。进一步可选地，二次冷却比水量为0.75～0.85L/kg时，达到雾化效果的空气压力为0.26～0.29MPa。示例性地，二次冷却比水量为0.76L/kg时，达到雾化效果的空气压力为0.27MPa；二次冷却比水量为0.77L/kg时，达到雾化效果的空气压力为0.28MPa；二次冷却比水量为0.87L/kg时，达到雾化效果的空气压力为0.29MPa。
进一步地，铸坯矫直温度＞1000℃避开脆性区。示例性地，铸坯矫直温度1100℃避开脆性区；或者铸坯矫直温度1200℃避开脆性区。
进一步地，控制中间包钢水过热度在15～40℃。进一步可选地，控制中间包钢水过热度在16～38℃。示例性地，控制中间包钢水过热度在17℃；或者控制中间包钢水过热度在20℃；或者控制中间包钢水过热度在25℃；或者控制中间包钢水过热度在35℃。
加铌钢的特点之一是钢坯容易产生中心、中间和角部裂纹。其产生的机理是连铸坯冷却过程中，会沿原奥氏体晶界大量NbCN析出物，为晶界形成微孔提供核心位置，此时只需要较小的应力，就会在粒子周围产生孔洞，孔洞通过变形机理或空位扩散机理聚合长大，形成晶界裂纹，使钢的塑性变差，导致钢坯产生中心、中间和角部裂纹。本申请通过控制结晶器对弧精度偏差≤±1.5mm、水口对中偏差≤±5mm，以防止凝固皮壳冷却不均匀产生鼓肚。通过控制中间包钢水过热度在15～40℃、大包套长水口保护浇注、中间包用塞棒和浸入式水口保护浇注、结晶器和二次冷却采用中冷方式；控制170×170mm方坯连铸机结晶器水流量为150～170m3/h、二次冷却采用气雾冷却方式，比水量为0.7～0.9L/kg以及控制拉速不能太快(相对无Nb、V或加V微合金化螺纹钢拉速低0.3～0.5m/min，如170×170mm方坯连铸合适拉速为2.5～3.0m/min)；并且控制铸坯矫直温度＞1000℃，避开脆性区，从而有效地降低了钢坯内裂纹和钢筋裂纹缺陷。
步骤S2、轧钢工艺。
结合图2，对步骤S1连铸得到的铸坯进行轧制时，制定轧钢工艺参数为：钢坯加热温度为1190～1230℃。
进一步可选地，钢坯加热温度为1195～1215℃。进一步可选地，钢坯加热温度为1200～1225℃。
示例性地，钢坯加热温度为1196℃、或者钢坯加热温度为1198℃、或者钢坯加热温度为1212℃、或者钢坯加热温度为1215℃或者钢坯加热温度为1223℃。
进一步地，开轧温度为1080～1120℃。进一步可选地，开轧温度为1085～1110℃；或者开轧温度为1090～1115℃；或者开轧温度为1100～1120℃。
示例性地，轧钢工艺时，开轧温度为1081℃、1083℃、1087℃、1100℃、1110℃或者1115℃。
进一步地，上冷床温度为890～940℃。进一步可选地，上冷床温度为895～935℃；进一步可选地，上冷床温度为900～930℃。
示例性地，轧钢工艺时，上冷床温度为890℃、895℃、900℃、910℃、915℃、920℃、930℃。
进一步地，铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的直径为12～25mm。示例性地，铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的直径为12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm、25mm。
本申请的一些实施方式还提供一种合金化HRB400E热轧带肋钢筋，该铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的化学成分为：
以质量百分比计，C0.21％～0.25％、Si0.45％～0.65％、Mn1.00％～1.25％、Nb0.02％～0.025％、P≤0.045％、S≤0.045％、N0.004％～0.01％；余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步可选地，该铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的化学成分为：
以质量百分比计，C0.22％～0.24％、Si0.46％～0.64％、Mn1.05％～1.24％、Nb0.021％～0.024％、P≤0.045％、S≤0.045％、N0.005％～0.009％；余量为Fe和不可避免的杂质。
示例性地，该铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的化学成分为：
以质量百分比计，C0.225％、Si0.52％、Mn1.15％、Nb0.023％、P≤0.045％、S≤0.045％、N0.007％；余量为Fe和不可避免的杂质。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述：
实施例1-9
提供一种铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的高效制造方法，具体的生产工艺流程如下：
130t转炉冶炼—氩站底吹气处理或LF炉精炼—8机8流170×170mm方坯连铸—钢坯加热—连续式棒材轧机轧制—上冷床冷却—剪切—定尺—打捆。
钢坯分别在3条连续式棒材轧机产线轧制成直径12～25mm规格钢筋。
130t转炉冶炼，吹炼过程全程底吹氮气，转炉出钢过程加入锰硅合金、硅铁、铌铁合金化，出钢后钢包底吹气均匀、微调钢水成分和温度，或采用LF炉精炼处理。
氩站或LF炉精炼钢结束钢水温度为1560～1575℃，该温度应根据连铸配置情况进行适当调整。
连铸浇注，要求结晶器的对弧精度偏差≤±1.5mm、水口对中偏差≤±5mm。大包套长水口保护浇注，中间包用塞棒和浸入式水口保护浇注。结晶器和二次冷却采用中冷方式，170×170mm方坯连铸结晶器水流量150～170m3/h，二次冷却比水量0.7～0.9L/kg，拉速为2.5～3.0m/min，铸坯矫直温度＞1000℃。钢水具体的化学成分见表1，余量为Fe和不可避免的杂质。
将连铸生产的钢坯通过输送辊道或带有保温装置的汽车热送轧钢工序，钢坯热装或冷装到加热炉。
钢筋分别在3条棒材轧机产线轧制，其中产线1轧制直径25mm规格钢筋，产线2轧制12和14mm规格钢筋，产线3轧制14～25mm规格钢筋，具体轧制工艺参数见下表2。
对比例1～6
提供一种铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的制造方法，具体的生产工艺流程与实施例1～9的生产工艺相同，所不同之处在于，钢水的化学成分，以及轧钢工艺参数不同。具体的数据，参加表1和表2。
表1实施例1～9以及对比例1～6的钢水的化学成分
Figure BDA0002254573220000131
表2实施例1～9以及对比例1～6的钢坯轧制工艺参数
Figure BDA0002254573220000141
对实施例1～9以及对比例1～6制得的铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的性能进行考察。
实验例1
钢筋力学性能，采用GB/1499.2-2018标准检测钢筋的力学性能。
结果见下表：
表3实施例1～9及对比例1～6的钢筋力学性能及贝氏体含量
Figure BDA0002254573220000142
结合上述表格数据，实施例1～9表明，当钢中Nb为0.018％～0.025％、Mn为1.10％～1.25％，含量较低时，采用高的加热和开轧温度，虽然不同产线的加热和开轧温度存在20～40℃的差异，不同产线生产的钢筋钢中贝氏体含量均在4.5～7.0％较低的范围，不存在明显差异。
对比例1～2表明，当钢中Nb为0.025％～0.035％、Mn为1.45％～1.55％，含量高时，采用高的加热和开轧温度，钢中贝氏体含量高达50～58.0％，钢筋出现无屈服平台问题。
对比例3-4表明，当钢中Nb为0.025％～0.035％、Mn为1.40％～1.50％，含量较高时，即使采用较低的加热、开轧温度，和较低的上冷床温度，钢中贝氏体含量依然高(20～23.5％)，钢筋依然无屈服平台。
对比例5-6表明，当钢中Mn含量降至1.30％～1.40％，采用较低的加热和开轧温度和相对较高的上冷床温度，钢中贝氏体含量降低到12％以下，钢筋有屈服平台。但因开轧温度较低，轧件变形抗力增大，正常轧速下，电机超负荷，需降低轧制速度15.6～16.9％，影响轧钢生产效率和成本。
由此可以说明，采用本申请实施例制备方法制得的铌微合金化热轧HRB400E带肋钢筋，钢中Nb按0.02～0.025％控制、Mn按1.00～1.25％控制，有效地解决了钢筋拉伸试验时无屈服或屈服不明显的问题，同时解决了采用传统的降低轧钢加热和开轧温度方法轧件变形抗力增大对轧机的影响，可采用高的加热和开轧温度、高的上冷床温度，实现加铌HRB400E高效化生产。并且生产的钢筋力学性能和工艺性能完全符合GB/1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》要求，其中屈服强度在430～460MPa之间，抗拉强度与屈服强度比值≥1.33。
结合附图3a～附图3c，可以看出，本申请实施例制得的铌微合金化热轧HRB400E带肋钢的组织，边部有1～3％的贝氏体组织、四分之一处有1～4.5％的贝氏体组织、中心有7～12.5％的贝氏体组织，贝氏体组织平均含量为4.5～7.0％，钢筋无裂纹缺陷。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的高效制造方法，其特征在于，包括连铸工艺和轧制工艺；
其中，以质量百分比计，钢的化学成分包括：C0.21％～0.25％、Si0.45％～0.65％、Mn1.00％～1.25％、Nb 0.02％～0.025％、P≤0.045％、S≤0.045％、N0.004％～0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质；
轧钢时，钢坯加热温度为1190～1230℃。
2.根据权利要求1所述的铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的高效制造方法，其特征在于，
以质量百分比计，所述钢的化学成分包括：C0.21％～0.25％、Si0.45％～0.65％、Mn1.00％～1.24％、Nb 0.02％～0.0245％、P≤0.045％、S≤0.045％、N0.004％～0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质，碳当量为Ceq0.43～0.47％。
3.根据权利要求1或2所述的铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的高效制造方法，其特征在于，
轧钢时，开轧温度为1080～1120℃；
可选地，轧后钢筋上冷床温度为890～940℃。
4.根据权利要求1或2所述的铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的高效制造方法，其特征在于，
所述铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的直径为12～25mm。
5.根据权利要求1或2所述的铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的高效制造方法，其特征在于，
连铸结晶器的对弧精度偏差在±1.5mm以内、水口对中偏差在±5mm以内。
6.根据权利要求4所述的铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的高效制造方法，其特征在于，
大包采用套长水口保护浇注，中间包采用塞棒和浸入式水口保护浇注；
可选地，控制中间包钢水过热度在15～40℃。
7.根据权利要求5所述的铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的高效制造方法，其特征在于，
结晶器和二次冷却采用中冷方式；
可选地，170×170mm方坯连铸机结晶器水流量为150～170m3/h；
可选地，170×170mm方坯连铸拉速为2.5～3.0m/min。
8.根据权利要求6所述的铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的高效制造方法，其特征在于，
二次冷却采用气雾冷却方式；
可选地，二次冷却比水量为0.7～0.9L/kg时，达到雾化效果的空气压力为0.25～0.30MPa。
9.根据权利要求7所述的铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的高效制造方法，其特征在于，
铸坯矫直温度＞1000℃避开脆性区。
10.一种铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋，其特征在于，所述铌微合金化HRB400E热轧带肋钢筋的化学成分为：
以质量百分比计，C0.21％～0.25％、Si0.45％～0.65％、Mn 1.00％～1.25％、Nb0.02％～0.025％、P≤0.045％、S≤0.045％、N0.004％～0.01％；余量为Fe和不可避免的杂质。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113373377A (zh) * 2021-05-28 2021-09-10 广西柳钢华创科技研发有限公司 低成本且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速棒材螺纹钢及生产方法
CN113444968A (zh) * 2021-06-10 2021-09-28 广西柳钢华创科技研发有限公司 抗拉强度700Mpa以上的HRB400E普速热轧带肋钢筋及其生产方法
CN113684411A (zh) * 2021-08-26 2021-11-23 江苏联峰实业有限公司 一种解决400MPa级含Nb钢筋无屈服平台的方法
CN114905024A (zh) * 2022-06-13 2022-08-16 山东钢铁集团永锋临港有限公司 一种螺纹钢的小方坯连铸中二次冷却配水的控制方法
CN115141975A (zh) * 2021-11-05 2022-10-04 柳州钢铁股份有限公司 时效性能稳定的热轧钢筋
CN117144253A (zh) * 2023-09-07 2023-12-01 中信金属股份有限公司 铌微合金化热轧带肋钢筋及其生产方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1952198A (zh) * 2005-10-17 2007-04-25 马鞍山钢铁股份有限公司 含微量铌控冷钢筋用钢及其生产方法
CN109355565A (zh) * 2018-11-16 2019-02-19 通化钢铁股份有限公司 一种铌微合金化hrb400e热轧抗震钢筋及其生产方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1952198A (zh) * 2005-10-17 2007-04-25 马鞍山钢铁股份有限公司 含微量铌控冷钢筋用钢及其生产方法
CN109355565A (zh) * 2018-11-16 2019-02-19 通化钢铁股份有限公司 一种铌微合金化hrb400e热轧抗震钢筋及其生产方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113373377A (zh) * 2021-05-28 2021-09-10 广西柳钢华创科技研发有限公司 低成本且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速棒材螺纹钢及生产方法
CN113444968A (zh) * 2021-06-10 2021-09-28 广西柳钢华创科技研发有限公司 抗拉强度700Mpa以上的HRB400E普速热轧带肋钢筋及其生产方法
CN113444968B (zh) * 2021-06-10 2022-04-12 广西柳钢华创科技研发有限公司 抗拉强度700Mpa以上的HRB400E普速热轧带肋钢筋及其生产方法
CN113684411A (zh) * 2021-08-26 2021-11-23 江苏联峰实业有限公司 一种解决400MPa级含Nb钢筋无屈服平台的方法
CN115141975A (zh) * 2021-11-05 2022-10-04 柳州钢铁股份有限公司 时效性能稳定的热轧钢筋
CN115141975B (zh) * 2021-11-05 2023-02-07 柳州钢铁股份有限公司 时效性能稳定的热轧钢筋
CN114905024A (zh) * 2022-06-13 2022-08-16 山东钢铁集团永锋临港有限公司 一种螺纹钢的小方坯连铸中二次冷却配水的控制方法
CN114905024B (zh) * 2022-06-13 2024-01-23 山东钢铁集团永锋临港有限公司 一种螺纹钢的小方坯连铸中二次冷却配水的控制方法
CN117144253A (zh) * 2023-09-07 2023-12-01 中信金属股份有限公司 铌微合金化热轧带肋钢筋及其生产方法
CN117144253B (zh) * 2023-09-07 2024-04-30 中信金属股份有限公司 铌微合金化热轧带肋钢筋及其生产方法

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