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 PDF

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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

一种钛微合金化HRB400E抗震钢筋及其制备方法
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
Figure BDA0002302732350000051
表5力学性能测试
Figure BDA0002302732350000061
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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