CN111270127B - 一种635MPa级高强热轧钢筋用钢 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及混凝土用热轧带肋钢筋技术领域,且公开了一种635MPa级高强热轧钢筋用钢,包括以下重量份数配比的原料:C:0.22‑0.30%、Si:0.50‑0.80%、Mn:1.40‑1.60%、P:≤0.025%、S:≤0.025%、Nb:0.015‑0.035%、V:0.105‑0.145%、Cr:0.15‑0.35%、N:0.018‑0.025%和余量Fe。该635MPa级高强热轧钢筋用钢及其加工方法,通过使用C,C是一种廉价的元素,能显著提高钢的强度,但会降低钢的延伸性能,同时增加钢的冷脆性能和时效敏感性,整体成分合理,提高了钢整体的综合性能,增强钢性能的稳定性,使得钢在屈服强度、抗拉强度、强屈比、断后伸长率和最大力下总伸长率等方面的总体性能优良,同时钢的金相组织为铁素体+珠光体,晶粒度11.5级,具有良好的耐疲劳性能,适合大规模工业生产,效益显著。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土用热轧带肋钢筋技术领域,具体为一种635MPa级高强热轧钢筋用钢。
背景技术
高强钢筋具有良好的综合力学性能、强度高和延性好,在混凝土结构中使用可以在保证建筑物使用寿命及安全性能的前提下显著降低用钢量,尤其在高层或大跨度建筑中使用效果更明显,目前,欧美等发达国家混凝土结构用钢筋多以500MPa级为主,600MPa级也有广泛应用,近年来随着我国一系列高强钢筋推广应用政策的出台,400MPa级和500MPa级高强钢筋用量百分比逐年上升,目前己达到建筑钢筋总用量的90%以上。
与400MPa级钢筋相比,635MPa级高强钢筋的强度更高和综合性能更优良,能解决高层、大跨度建筑面临的肥梁胖柱、梁柱节点钢筋过密和施工困难等问题,是重要的节能环保建筑材料,对于资源节约型、环境友好型社会的建设及钢铁工业和建筑业结构调整和转型升级的推动具有重要意义,可以预测635MPa及以上级别高强度钢筋将是市场需求的方向发展。
中国专利申请号201310444163.4的专利文献公开了“一种630MPa级高强热轧钢筋及其生产工艺”,该螺纹钢筋包含如下组分:0.38~0.43%C,0.8~1.1%Cr,0.75~1.0%Mn,0.15~0.25%Mo,0.15~0.3%Si,<0.035%S,<0.035%P,<0.035%N和余量为Fe,该螺纹钢筋的制造方法为,采用加热炉加热到1000-1200℃,然后经在线第一冷却工序将钢筋快速度冷却到610-635℃,然后在淬火装置内用水或淬火液进行为时12-14秒钟淬火,然后经过回火加热炉加热到550-660℃回火,再通过第二冷却工艺冷却到常温。
上述“一种630MPa级高强热轧钢筋及其生产工艺”存在以下不足:(1)Cr含量超过0.8%以上,不利于延伸指标和易脆断;(2)C含量过高,不利于焊接性能;(3)国内钢筋生产线大多没有在线回火装置,生产工艺很难实现,本发明采用Nb、V复合微合金化、转炉炼钢(或电弧炉)和连续棒材轧机轧制,在钢企现有工艺装备水平下,实现635MPa级高强抗震钢筋的大规模工业生产,来满足我国高层和大跨度混凝土建筑结构的需要。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种635MPa级高强热轧钢筋用钢,具备综合性能优良等优点,解决了高层、大跨度建筑面临的肥梁胖柱、梁柱节点钢筋过密和施工困难的问题。
(二)技术方案
为实现上述综合性能优良目的,本发明提供如下技术方案:一种635MPa级高强热轧钢筋用钢,包括以下重量份数配比的原料:C:0.22-0.30%、Si:0.50-0.80%、Mn:1.40-1.60%、P:≤0.025%、S:≤0.025%、Nb:0.015-0.035%、V:0.105-0.145%、Cr:0.15-0.35%、N:0.018-0.025%和余量Fe。
优选的,包括以下重量份数配比的原料:C:0.27%、Si:0.65%、Mn:1.50%、P:0.024%、S:0.014%、Nb:0.030%、V:0.127%、Cr:0.22%、N:0.018%和余量Fe。
优选的,包括以下重量份数配比的原料:C:0.23%、Si:0.75%、Mn:1.55%、P:0.022%、S:0.013%、Nb:0.035%、V:0.112%、Cr:0.29%、N:0.0215%和余量Fe。
优选的,包括以下重量份数配比的原料:C:0.29%、Si:0.55%、Mn:1.45%、P:0.019%、S:0.018%、Nb:0.021%、V:0.142%、Cr:0.17%、N:0.025%和余量Fe。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种635MPa级高强热轧钢筋用钢的加工方法,包括以下步骤:
1)炼钢需要的各种原料成分C:0.22-0.30%、Si:0.50-0.80%、Mn:1.40-1.60%、P:≤0.025%、S:≤0.025%、Nb:0.015-0.035%、V:0.105-0.145%、Cr:0.15-0.35%、N:0.018-0.025%和余量Fe放进转炉内部进行冶炼工作,转炉在一定时间段和温度的冶炼下,使得转炉终点含有量C≥0.05%,从而可以有效避免钢水过氧化,P≤0.015%,S≤0.015%,并挡渣出钢,减少钢水的内部回P和S;
2)将步骤1)中冶炼制得的钢水倒入钢包内并吹入氩,钢包采用111L/min氩气流量吹氩5min,将氩与钢水充分的混合搅拌,然后将钢水静置一端时间后,将钢水上方漂浮着的非金属杂质去除;
3)使用LF炉对步骤2)中去除掉非金属杂质的钢水进行化学成分的微调工作,首先采用200L/min大氩气流量吹通,再调小到101L/min,用8档化渣12分钟,将钢水内部的成分微调至目标范围内,即能得到成分合格的钢水;
4)使用钢包对步骤3)内制得的成分合格的钢水内吹入氩并弱搅,钢包吹氩弱搅时间18min,氩气流量为35L/min,在轻微搅动的过程中使得钢液面不裸露,渣面微微波动,从而使得钢水成分和温度均匀,有利于后期的浇注;
5)方坯连铸,采用全程保护浇注,杜绝钢水的二次污染,确保生产出优质钢坯,使用两次冷水进行浇注,一次冷却水流量109m3/h,二次冷却比水量1.1L/kg,连铸成140×140mm2~165×165mm2方坯;
6)将步骤5)中连铸而成的140×140mm2~165×165mm2方坯送入到棒材轧机上采用TMCP工艺制成不同规格的热轧带肋钢筋,首先将140×140mm2~165×165mm2方坯送入到棒材轧机的粗轧机组和中轧机组内进行常规轧制,将钢筋开轧的温度控制在920-970℃,在常规轧制的过程中使得轧机内温度加热控制在1000~1150℃;
7)将步骤6)内进行常规轧制后的钢筋通过冷却段进行冷却,采用水冷的方式进行冷却工作,冷却速率保持在16-19℃/s,从而将钢筋的温度冷却下来,通过冷却段降温的钢筋随后进入回复段,重新将钢筋进行新一轮的淬火冶炼,保持回复段内的工作温度;
8)将步骤7)中通过冷却段和回复段后的钢筋送到精轧机内进行新一轮的冶炼,将钢筋进入精轧机内的温度控制在850-950℃,经过一段时间的精轧工作后,将钢筋送入快速冷却装置内进行冷却,与轧后穿水冷却生产工艺相比,热机轧制也采用穿水冷却工艺,轧后穿水冷却使得钢筋在低温下实现奥氏体向马氏体的转变,形成马氏体表层,再通过心部向表面的自回火获得回火组织,而热机轧制是通过精轧后快冷使轧件迅速通过奥氏体相区,保持轧件奥氏体硬化状态,在奥氏体向铁素体相变的动态相变点终止冷却,抑制铁素体晶粒的长大,表层是细晶粒铁素体+珠光体组织,晶粒度达到11.5级,最终,即制得一种635MPa级高强热轧钢筋用钢。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明提供了一种635MPa级高强热轧钢筋用钢,具备以下有益效果:
该635MPa级高强热轧钢筋用钢,通过使用C,C是一种廉价的元素,能显著提高钢的强度,但会降低钢的延伸性能,同时增加钢的冷脆性能和时效敏感性,所以一般在保证钢的强度达到使用要求时,应尽量限制C的含量,Si在钢中形成固溶体,起固溶强化作用,能提高钢的强度,但超过2%时会显著降低钢的塑性和韧性,本发明Si的含量在0.50-0.80%,Mn能提高钢的淬透性、能显著提高低碳和中碳珠光体钢的强度,但Mn含量较高时,钢晶粒粗化的倾向加大,钢的回火脆性敏感性增加,本发明Mn含量在1.40-1.60%,V和Nb均有析出强化和细晶强化的作用,能显著提高钢的强度,同时还能保证钢的延伸性能,其中V主要起析出强化作用,Nb主要起细晶强化作用,当Nb和V复合时钢的强屈比得到提高,一方面V的析出强化大幅提高屈服强度至635MPa级,另一方面,钢筋的终轧温度高,更多的Nb处于固溶态,起到固溶强化作用,使得抗拉强度提高的幅度超过屈服强度提高的幅度,从而提高强屈比,但Nb含量超过0.06%时强化效果反而不明显,本发明中V含量在0.105-0.145%,Nb含量在0.015-0.035%,N过去被认为是一种有害元素,会增加钢的淬硬倾向,使钢变脆,后来的研究发现钢中加入N能提升钢的强度和耐蚀性能等,尤其在含V钢中,N能促进V的沉淀析出并细化晶粒,VN钢的沉淀强化作用是V钢的2倍,本发明中N含量在0.018-0.025%,Cr能显著增加钢的淬透性,对低合金钢具有较高的强化作用,提高钢的强度、硬度和耐磨性,但随Cr含量的增加钢的回火脆性倾向增大,本发明Cr含量在0.15-0.35%,整体成分合理,提高了钢整体的综合性能,增强钢性能的稳定性,使得钢在屈服强度、抗拉强度、强屈比、断后伸长率和最大力下总伸长率等方面的总体性能优良,同时钢的金相组织为铁素体+珠光体,晶粒度11.5级,具有良好的耐疲劳性能,适合大规模工业生产,效益显著。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的熔炼化学成分(连铸中包取样分析)见表1。
表1本发明实施例的熔炼化学成分
本发明实施例的轧制工艺参数见表2。
表2本发明实施例的TMCP工艺参数
实施例一:
本发明要解决的另一技术问题是提供一种635MPa级高强热轧钢筋用钢的加工方法,包括以下步骤:
1)炼钢需要的各种原料成分C:0.27%、Si:0.65%、Mn:1.50%、P:0.024%、S:0.014%、Nb:0.030%、V:0.127%、Cr:0.22%、N:201ppm和余量Fe放进转炉内部进行冶炼工作,转炉在一定时间段和温度的冶炼下,使得转炉终点含有量C0.09%,从而可以有效避免钢水过氧化,P0.010%,S≤0.012%,并挡渣出钢,减少钢水的内部回P和S,出钢温度为1710℃;
2)将步骤1)中冶炼制得的钢水倒入钢包内并吹入氩,钢包采用111L/min氩气流量吹氩5min,将氩与钢水充分的混合搅拌,然后将钢水静置一端时间后,将钢水上方漂浮着的非金属杂质去除;
3)使用LF炉对步骤2)中去除掉非金属杂质的钢水进行化学成分的微调工作,首先采用200L/min大氩气流量吹通,再调小到101L/min,用8档化渣12分钟,将钢水内部的成分微调至目标范围内,即能得到成分合格的钢水;
4)使用钢包对步骤3)内制得的成分合格的钢水内吹入氩并弱搅,钢包吹氩弱搅时间18min,氩气流量为35L/min,在轻微搅动的过程中使得钢液面不裸露,渣面微微波动,从而使得钢水成分和温度均匀,有利于后期的浇注;
5)方坯连铸,采用全程保护浇注,杜绝钢水的二次污染,确保生产出优质钢坯,使用两次冷水进行浇注,一次冷却水流量109m3/h,二次冷却比水量1.1L/kg,连铸成150方坯;
6)将步骤5)中连铸而成的150方坯送入到棒材轧机上采用TMCP工艺制成不同规格的热轧带肋钢筋,首先将150方坯送入到棒材轧机的粗轧机组和中轧机组内进行常规轧制,将钢筋开轧的温度控制在965℃,在常规轧制的过程中使得轧机内温度加热控制在1050℃;
7)将步骤6)内进行常规轧制后的钢筋通过冷却段进行冷却,采用水冷的方式进行冷却工作,冷却速率保持在16-19℃/s,从而将钢筋的温度冷却下来,通过冷却段降温的钢筋随后进入回复段,重新将钢筋进行新一轮的淬火冶炼,保持回复段内的工作温度;
8)将步骤7)中通过冷却段和回复段后的钢筋送到精轧机内进行新一轮的冶炼,将钢筋进入精轧机内的温度控制在930℃,经过一段时间的精轧工作后,将钢筋送入快速冷却装置内进行冷却,与轧后穿水冷却生产工艺相比,热机轧制也采用穿水冷却工艺,轧后穿水冷却使得钢筋在低温下实现奥氏体向马氏体的转变,形成马氏体表层,再通过心部向表面的自回火获得回火组织,而热机轧制是通过精轧后快冷使轧件迅速通过奥氏体相区,保持轧件奥氏体硬化状态,在奥氏体向铁素体相变的动态相变点终止冷却,抑制铁素体晶粒的长大,表层是细晶粒铁素体+珠光体组织,晶粒度达到11.5级,最终,即制得一种635MPa级高强热轧钢筋用钢。
实施例二:
本发明要解决的另一技术问题是提供一种635MPa级高强热轧钢筋用钢的加工方法,包括以下步骤:
1)炼钢需要的各种原料成分C:0.23%、Si:0.75%、Mn:1.55%、P:0.022%、S:0.013%、Nb:0.035%、V:0.112%、Cr:0.29%、N:189ppm和余量Fe放进转炉内部进行冶炼工作,转炉在一定时间段和温度的冶炼下,使得转炉终点含有量C0.08%,从而可以有效避免钢水过氧化,P0.009%,S0.013%,并挡渣出钢,减少钢水的内部回P和S;
2)将步骤1)中冶炼制得的钢水倒入钢包内并吹入氩,钢包采用101L/min氩气流量吹氩6min,将氩与钢水充分的混合搅拌,然后将钢水静置一端时间后,将钢水上方漂浮着的非金属杂质去除;
3)使用LF炉对步骤2)中去除掉非金属杂质的钢水进行化学成分的微调工作,首先采用200L/min大氩气流量吹通,再调小到104L/min,用8档化渣11分钟,将钢水内部的成分微调至目标范围内,即能得到成分合格的钢水;
4)使用钢包对步骤3)内制得的成分合格的钢水内吹入氩并弱搅,钢包吹氩弱搅时间15min,氩气流量为34L/min,在轻微搅动的过程中使得钢液面不裸露,渣面微微波动,从而使得钢水成分和温度均匀,有利于后期的浇注;
5)方坯连铸,采用全程保护浇注,杜绝钢水的二次污染,确保生产出优质钢坯,使用两次冷水进行浇注,一次冷却水流量116m3/h,二次冷却比水量1.21L/kg,连铸成140方坯;
6)将步骤5)中连铸而成的140方坯送入到棒材轧机上采用TMCP工艺制成不同规格的热轧带肋钢筋,首先将140方坯送入到棒材轧机的粗轧机组和中轧机组内进行常规轧制,将钢筋开轧的温度控制在950℃,在常规轧制的过程中使得轧机内温度加热控制在1080℃;
7)将步骤6)内进行常规轧制后的钢筋通过冷却段进行冷却,采用水冷的方式进行冷却工作,冷却速率保持在16-19℃/s,从而将钢筋的温度冷却下来,通过冷却段降温的钢筋随后进入回复段,重新将钢筋进行新一轮的淬火冶炼,保持回复段内的工作温度;
8)将步骤7)中通过冷却段和回复段后的钢筋送到精轧机内进行新一轮的冶炼,将钢筋进入精轧机内的温度控制在900℃,经过一段时间的精轧工作后,将钢筋送入快速冷却装置内进行冷却,与轧后穿水冷却生产工艺相比,热机轧制也采用穿水冷却工艺,轧后穿水冷却使得钢筋在低温下实现奥氏体向马氏体的转变,形成马氏体表层,再通过心部向表面的自回火获得回火组织,而热机轧制是通过精轧后快冷使轧件迅速通过奥氏体相区,保持轧件奥氏体硬化状态,在奥氏体向铁素体相变的动态相变点终止冷却,抑制铁素体晶粒的长大,表层是细晶粒铁素体+珠光体组织,晶粒度达到11.5级,最终,即制得一种635MPa级高强热轧钢筋用钢。
实施例三:
本发明要解决的另一技术问题是提供一种635MPa级高强热轧钢筋用钢的加工方法,包括以下步骤:
1)炼钢需要的各种原料成分C:0.29%、Si:0.55%、Mn:1.45%、P:0.019%、S:0.018%、Nb:0.021%、V:0.142%、Cr:0.17%、N:228ppm和余量Fe放进转炉内部进行冶炼工作,转炉在一定时间段和温度的冶炼下,使得转炉终点含有量C0.07%,从而可以有效避免钢水过氧化,P0.007%,S0.013%,并挡渣出钢,减少钢水的内部回P和S;
2)将步骤1)中冶炼制得的钢水倒入钢包内并吹入氩,钢包采用91L/min氩气流量吹氩7min,将氩与钢水充分的混合搅拌,然后将钢水静置一端时间后,将钢水上方漂浮着的非金属杂质去除;
3)使用LF炉对步骤2)中去除掉非金属杂质的钢水进行化学成分的微调工作,首先采用200L/min大氩气流量吹通,再调小到108L/min,用7档化渣13分钟,将钢水内部的成分微调至目标范围内,即能得到成分合格的钢水;
4)使用钢包对步骤3)内制得的成分合格的钢水内吹入氩并弱搅,钢包吹氩弱搅时间20min,氩气流量为31L/min,在轻微搅动的过程中使得钢液面不裸露,渣面微微波动,从而使得钢水成分和温度均匀,有利于后期的浇注;
5)方坯连铸,采用全程保护浇注,杜绝钢水的二次污染,确保生产出优质钢坯,使用两次冷水进行浇注,一次冷却水流量106m3/h,二次冷却比水量1.20L/kg,连铸成165方坯;
6)将步骤5)中连铸而成的165方坯送入到棒材轧机上采用TMCP工艺制成不同规格的热轧带肋钢筋,首先将165方坯送入到棒材轧机的粗轧机组和中轧机组内进行常规轧制,将钢筋开轧的温度控制在925℃,在常规轧制的过程中使得轧机内温度加热控制在1100℃;
7)将步骤6)内进行常规轧制后的钢筋通过冷却段进行冷却,采用水冷的方式进行冷却工作,冷却速率保持在16-19℃/s,从而将钢筋的温度冷却下来,通过冷却段降温的钢筋随后进入回复段,重新将钢筋进行新一轮的淬火冶炼,保持回复段内的工作温度;
8)将步骤7)中通过冷却段和回复段后的钢筋送到精轧机内进行新一轮的冶炼,将钢筋进入精轧机内的温度控制在870℃,经过一段时间的精轧工作后,将钢筋送入快速冷却装置内进行冷却,与轧后穿水冷却生产工艺相比,热机轧制也采用穿水冷却工艺,轧后穿水冷却使得钢筋在低温下实现奥氏体向马氏体的转变,形成马氏体表层,再通过心部向表面的自回火获得回火组织,而热机轧制是通过精轧后快冷使轧件迅速通过奥氏体相区,保持轧件奥氏体硬化状态,在奥氏体向铁素体相变的动态相变点终止冷却,抑制铁素体晶粒的长大,表层是细晶粒铁素体+珠光体组织,晶粒度达到11.5级,最终,即制得一种635MPa级高强热轧钢筋用钢。
本发明3个实施例具有相同的金相组织,为铁素体+珠光体,晶粒度11.5级。
本发明实施例的力学性能见表3。
表3本发明实施例的力学性能
其中:ReL为屈服强度标准值,ReLo为屈服强度实测值;Rm为抗拉强度标准值,Rmo为抗拉强度实测值;A为断后延伸率;Agt为最大力下总延伸率。
由表3可以清楚的看出,该635级高强热轧钢筋用钢的屈服强度≥635MPa,抗拉强度≥800MPa,强屈比≥1.25,断后伸长率≥14%,最大力下总伸长率≥7.5%,其综合性能优良,钢筋组织和性能稳定。
本发明实施例的疲劳性能见表4,应力加载方式为拉-拉方式,试验波形为正弦波,试验温度为26℃。每种规格有5根平行试样,其中1根试样未达到500万次循环次数就断裂即判为疲劳性能不合格。
表4本发明实施例的疲劳性能
其中应力比=最小应力/最大应力。
由表4可以看出,该635级高强热轧钢筋用钢具备良好的耐疲劳性能。
本发明的有益效果是:通过使用C,C是一种廉价的元素,能显著提高钢的强度,但会降低钢的延伸性能,同时增加钢的冷脆性能和时效敏感性,所以一般在保证钢的强度达到使用要求时,应尽量限制C的含量,Si在钢中形成固溶体,起固溶强化作用,能提高钢的强度,但超过2%时会显著降低钢的塑性和韧性,本发明Si的含量在0.50-0.80%,Mn能提高钢的淬透性、能显著提高低碳和中碳珠光体钢的强度,但Mn含量较高时,钢晶粒粗化的倾向加大,钢的回火脆性敏感性增加,本发明Mn含量在1.40-1.60%,V和Nb均有析出强化和细晶强化的作用,能显著提高钢的强度,同时还能保证钢的延伸性能,其中V主要起析出强化作用,Nb主要起细晶强化作用,当Nb和V复合时钢的强屈比得到提高,一方面V的析出强化大幅提高屈服强度至635MPa级,另一方面,钢筋的终轧温度高,更多的Nb处于固溶态,起到固溶强化作用,使得抗拉强度提高的幅度超过屈服强度提高的幅度,从而提高强屈比,但Nb含量超过0.06%时强化效果反而不明显,本发明中V含量在0.105-0.145%,Nb含量在0.015-0.035%,N过去被认为是一种有害元素,会增加钢的淬硬倾向,使钢变脆,后来的研究发现钢中加入N能提升钢的强度和耐蚀性能等,尤其在含V钢中,N能促进V的沉淀析出并细化晶粒,VN钢的沉淀强化作用是V钢的2倍,本发明中N含量在0.018-0.025%,Cr能显著增加钢的淬透性,对低合金钢具有较高的强化作用,提高钢的强度、硬度和耐磨性,但随Cr含量的增加钢的回火脆性倾向增大,本发明Cr含量在0.15-0.35%,整体成分合理,提高了钢整体的综合性能,增强钢性能的稳定性,使得钢在屈服强度、抗拉强度、强屈比、断后伸长率和最大力下总伸长率等方面的总体性能优良,同时钢的金相组织为铁素体+珠光体,晶粒度11.5级,具有良好的耐疲劳性能,适合大规模工业生产,效益显著。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (1)
1.一种635MPa级高强热轧钢筋用钢的加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)炼钢需要的各种原料成分C:0.22-0.30%、Si:0.50-0.80%、Mn:1.40-1.60%、P:≤0.025%、S:≤0.025%、Nb:0.015-0.035%、V:0.105-0.145%、Cr:0.15-0.35%、N:0.018-0.025%和余量Fe放进转炉内部进行冶炼工作,转炉在一定时间段和温度的冶炼下,使得转炉终点含有量C≥0.05%,从而可以有效避免钢水过氧化,P≤0.015%,S≤0.015%,并挡渣出钢,减少钢水的内部回P和S;
2)将步骤1)中冶炼制得的钢水倒入钢包内并吹入氩,钢包采用111L/min氩气流量吹氩5min,将氩与钢水充分的混合搅拌,然后将钢水静置一端时间后,将钢水上方漂浮着的非金属杂质去除;
3)使用LF炉对步骤2)中去除掉非金属杂质的钢水进行化学成分的微调工作,首先采用200L/min大氩气流量吹通,再调小到101L/min,用8档化渣12分钟,将钢水内部的成分微调至目标范围内,即能得到成分合格的钢水;
4)使用钢包对步骤3)内制得的成分合格的钢水内吹入氩并弱搅,钢包吹氩弱搅时间18min,氩气流量为35L/min,在轻微搅动的过程中使得钢液面不裸露,渣面微微波动,从而使得钢水成分和温度均匀,有利于后期的浇注;
5)方坯连铸,采用全程保护浇注,杜绝钢水的二次污染,确保生产出优质钢坯,使用两次冷水进行浇注,一次冷却水流量109m3 /h,二次冷却比水量1.1L/kg,连铸成140×140mm2 ~165×165mm2 方坯;
6)将步骤5)中连铸而成的140×140mm2 ~165×165mm2 方坯送入到棒材轧机上采用TMCP工艺制成不同规格的热轧带肋钢筋,首先将140×140mm2 ~165×165mm2 方坯送入到棒材轧机的粗轧机组和中轧机组内进行常规轧制,将钢筋开轧的温度控制在920-970℃,在常规轧制的过程中使得轧机内温度加热控制在1000~1150℃;
7)将步骤6)内进行常规轧制后的钢筋通过冷却段进行冷却,采用水冷的方式进行冷却工作,冷却速率保持在16-19℃/s,从而将钢筋的温度冷却下来,通过冷却段降温的钢筋随后进入回复段,重新将钢筋进行新一轮的淬火冶炼,保持回复段内的工作温度;
8)将步骤7)中通过冷却段和回复段后的钢筋送到精轧机内进行新一轮的冶炼,将钢筋进入精轧机内的温度控制在850-950℃,经过一段时间的精轧工作后,将钢筋送入快速冷却装置内进行冷却,与轧后穿水冷却生产工艺相比,热机轧制也采用穿水冷却工艺,轧后穿水冷却使得钢筋在低温下实现奥氏体向马氏体的转变,形成马氏体表层,再通过心部向表面的自回火获得回火组织,而热机轧制是通过精轧后快冷使轧件迅速通过奥氏体相区,保持轧件奥氏体硬化状态,在奥氏体向铁素体相变的动态相变点终止冷却,抑制铁素体晶粒的长大,表层是细晶粒铁素体+珠光体组织,晶粒度达到11.5级,最终,即制得一种635MPa级高强热轧钢筋用钢。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014034683A (ja) * | 2012-08-07 | 2014-02-24 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 肌焼用棒鋼または線材 |
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CN107385342A (zh) * | 2017-08-02 | 2017-11-24 | 首钢水城钢铁(集团)有限责任公司 | 一种大规格高强度钢筋及其制造工艺 |
CN107815602A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-03-20 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 含V、Nb、Ti、Cr微合金建筑钢棒材及其LF炉生产方法 |
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Patent Citations (5)
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JP2014034683A (ja) * | 2012-08-07 | 2014-02-24 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 肌焼用棒鋼または線材 |
CN106282780A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-01-04 | 马钢(集团)控股有限公司 | 一种630MPa级高强热轧钢筋用钢及其制备方法 |
CN107385342A (zh) * | 2017-08-02 | 2017-11-24 | 首钢水城钢铁(集团)有限责任公司 | 一种大规格高强度钢筋及其制造工艺 |
CN107815602A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-03-20 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 含V、Nb、Ti、Cr微合金建筑钢棒材及其LF炉生产方法 |
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