CN111041354A - 一种钛微合金化hrb400e抗震钢筋及其制备方法 - Google Patents
一种钛微合金化hrb400e抗震钢筋及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种钛微合金化HRB400E抗震钢筋,包括如下质量百分比的化学成分:C 0.22~0.25%,Si 0.40~0.50%,Mn 1.35~1.45%,Ti 0.015~0.055%,余量为Fe和不可避免的杂质。还公布了其制备方法。本发明有效的降低了成本,同时生产的不同规格钛微合金化HRB400E钢筋各项指标均满足标准要求,满足新国标要求,并可以满足用户的使用需求。
Description
技术领域
本发明涉及冶金、轧制技术领域,尤其涉及一种钛微合金化HRB400E抗震钢筋及其制备方法。
背景技术
HRB400E是《钢筋混凝土用钢》GB/T 1499.2-2018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,各个厂家生产的HRB400E抗震钢筋的成分、轧制控冷工艺各不相同,国内大部分钢厂采用钒微合金化和铌微合金化强化,但现有采用合金强化的HRB400钢筋成本较高,也造成金属资源的浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种钛微合金化HRB400E抗震钢筋及其制备方法,降低生产成本,采用矿产资源较多、价格低廉的钛微合金化生产HRB400E钢筋,并解决含钛钢冶炼、轧制相关控制中存在的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种钛微合金化HRB400E抗震钢筋,包括如下质量百分比的化学成分:C 0.22~0.25%,Si 0.40~0.50%,Mn 1.35~1.45%,Ti 0.015~0.055%,余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步的,所述杂质中的P≤0.045%。
进一步的,所述杂质中的S≤0.045%。
一种钛微合金化HRB400E抗震钢筋的制备方法,包括:
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℃;
精炼;
连铸,过热度设置为25~35℃,拉速为2.2~2.4m/min;轧制,开轧温度为970~1000℃,精轧入口温度为940~960℃;
铸坯加热温度控制在1100~1200℃,钢坯出炉温度1050~1150℃,开轧温度950~1050℃,终轧温度900~950℃。
进一步的,轧制过程中,轧后控冷水箱开启一台水泵800转/min,Φ28mm钢筋出控冷水箱温度为860~870℃;Φ25mm钢筋出控冷水箱温度845~855℃;Φ20mm钢筋出控冷水箱温度830~840℃;Φ18mm钢筋出控冷水箱温度820~830℃。
进一步的,对于Φ14mm~Φ16mm规格的钢筋轧后控冷水箱不开启,Φ14mm~Φ16mm钢筋出控冷水箱温度920~930℃。
进一步的,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;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;精炼后期根据成分要求加入钛铁合金或喂钛线;软吹时间大于10min。
与现有技术相比,本发明的有益技术效果:
本发明有效的降低了成本,同时生产的不同规格钛微合金化HRB400E钢筋各项指标均满足标准要求,满足新国标要求,并可以满足用户的使用需求。
具体实施方式
本实例中钛微合金化HRB400E钢筋主要制备工艺为:铁水脱硫—转炉—LF精炼—连铸—轧制。铁水脱硫:脱硫前扒除高炉渣,以提高脱硫效率;取铁矿石熔融为铁水,铁水采用KR法脱硫,即将所述铁水采用转速为90r/min的搅拌桨搅拌,搅拌2min后,加入脱硫剂,脱硫剂为9:1的质量比混合的石灰粉与萤石,搅拌反应10min,静置5min。铁水脱硫静置后扒除脱硫渣,稳定脱硫效果,防止脱硫渣进入转炉造成转炉回硫,保证钢中硫含量控制在0.01%以下。转炉:采用顶底复吹进行脱碳、脱磷,1650℃下冶炼至钢液中碳含量低于0.05%、磷含量低于0.01%出钢,出钢过程中采用保护气体以0.5MPa的压力搅拌钢液,出钢进行至1/4时加入硅铁、硅锰合金脱氧,加入碳粉和造渣料,出钢时防止大量下渣,同时,所述保护气体压力随出钢量逐渐减小。转炉出钢的成分和温度见表1。精炼:采用LF炉外精炼,1575℃下脱氧至钢液中含氧量为0.002%,加入锰铁、钛铁或钛线合金,精炼结束后喂钙铁合金线,同时保证软吹时间不小于10min。连铸:尽量保证恒拉速进行拉钢,拉速控制在2.3m/min,铸坯断面为150mm×150mm,铸坯长度为11.5m,铸机工艺参数和成品成分见表2和表3。轧制:将连铸坯加热至1200℃,出炉测温1200℃左右,高压水除鳞后进行轧制,具体轧制工艺如表4所示,轧制温度1050±50℃,经粗轧、中轧后,控制终轧温度950±20℃,生产尺寸分别为Φ28mm、Φ25mm、Φ20mm、Φ18mm、Φ16mm、Φ14mm的钢筋,轧后控冷水箱开启一台水泵800转/min,Φ28mm钢筋出控冷水箱温度为862~864℃;Φ25mm钢筋出控冷水箱温度846~847℃;Φ20mm钢筋出控冷水箱温度820~830℃,Φ18mm钢筋出控冷水箱温度826~828℃,Φ14mm~Φ16mm钢筋出控冷水箱温度923~930℃。
下线后对钢筋检验力学性能,力学性能结果如表5所示,检测方法参照《GB1499.2-2018钢筋混凝土用钢第二部分:热轧带肋钢筋》进行。弯曲和反向弯曲试验方法规定进行检验,正向弯曲将钢筋弯曲180°后,观察钢筋表面,未发现明显肉眼可见的裂纹。反向弯曲是将钢筋正向弯曲90°,然后在100±20℃的加热炉中保温30min,经自然冷却后进行反向弯曲试验,再向反向弯曲20°,试验结束后观察钢筋表面,为发现明显肉眼可见的裂纹。由表5可知,本发明生产的不同规格钛微合金化HRB400E钢筋各项指标均满足标准要求,满足新国标要求,并可以满足用户的使用需求。
表1转炉出钢的成分及温度
出钢温度,℃ | 出钢碳含量,wt% | 出钢磷含量,wt% | |
实施例1 | 1620 | 0.06 | 0.011 |
实施例2 | 1644 | 0.15 | 0.030 |
实施例3 | 1633 | 0.11 | 0.020 |
实施例4 | 1625 | 0.07 | 0.015 |
实施例5 | 1640 | 0.13 | 0.022 |
实施例6 | 1628 | 0.09 | 0.019 |
实施例7 | 1642 | 0.14 | 0.025 |
实施例8 | 1630 | 0.10 | 0.20 |
实施例9 | 1622 | 0.06 | 0.013 |
实施例10 | 1633 | 0.12 | 0.020 |
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)
C | Si | Mn | Ti | P | S | |
实施例1 | 0.23 | 0.47 | 1.40 | 0.025 | 0.012 | 0.011 |
实施例2 | 0.25 | 0.45 | 1.43 | 0.026 | 0.030 | 0.022 |
实施例3 | 0.23 | 0.41 | 1.44 | 0.030 | 0.024 | 0.018 |
实施例4 | 0.22 | 0.48 | 1.42 | 0.045 | 0.014 | 0.018 |
实施例5 | 0.24 | 0.43 | 1.40 | 0.035 | 0.020 | 0.021 |
实施例6 | 0.23 | 0.49 | 1.41 | 0.025 | 0.018 | 0.020 |
实施例7 | 0.23 | 0.41 | 1.42 | 0.035 | 0.013 | 0.015 |
实施例8 | 0.24 | 0.40 | 1.39 | 0.026 | 0.026 | 0.021 |
实施例9 | 0.22 | 0.42 | 1.41 | 0.028 | 0.014 | 0.016 |
实施例10 | 0.24 | 0.41 | 1.40 | 0.032 | 0.024 | 0.018 |
表4轧制工艺参数
表5力学性能测试
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种钛微合金化HRB400E抗震钢筋,其特征在于,包括如下质量百分比的化学成分:C0.22~0.25%,Si 0.40~0.50%,Mn 1.35~1.45%,Ti 0.015~0.055%,余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的钛微合金化HRB400E抗震钢筋,其特征在于,所述杂质中的P≤0.045%。
3.根据权利要求1所述的钛微合金化HRB400E抗震钢筋,其特征在于,所述杂质中的S≤0.045%。
4.根据权利要求1所述的钛微合金化HRB400E抗震钢筋的制备方法,其特征在于,包括:
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℃;
精炼;
连铸,过热度设置为25~35℃,拉速为2.2~2.4m/min;轧制,开轧温度为970~1000℃,精轧入口温度为940~960℃;
铸坯加热温度控制在1100~1200℃,钢坯出炉温度1050~1150℃,开轧温度950~1050℃,终轧温度900~950℃。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,轧制过程中,轧后控冷水箱开启一台水泵800转/min,Φ28mm钢筋出控冷水箱温度为860~870℃;Φ25mm钢筋出控冷水箱温度845~855℃;Φ20mm钢筋出控冷水箱温度830~840℃;Φ18mm钢筋出控冷水箱温度820~830℃。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,对于Φ14mm~Φ16mm规格的钢筋轧后控冷水箱不开启,Φ14mm~Φ16mm钢筋出控冷水箱温度920~930℃。
7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,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;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;精炼后期根据成分要求加入钛铁合金或喂钛线;软吹时间大于10min。
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