CN111485088A - 一种解决铌微合金化hrb400e钢筋屈服强度不明显的控制方法 - Google Patents

一种解决铌微合金化hrb400e钢筋屈服强度不明显的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种解决铌微合金化HRB400E钢筋屈服强度不明显的控制方法，本发明主要是通过控制轧制工艺控制钢筋贝氏体组织含量，以达到有效的解决钢筋屈服强度平台不明显的问题的目的。

Description

一种解决铌微合金化HRB400E钢筋屈服强度不明显的控制 方法
技术领域
本发明涉及冶金、轧制技术领域，尤其涉及一种解决铌微合金化HRB400E钢筋屈服强度不明显的控制方法。
背景技术
HRB400E是《钢筋混凝土用钢》GB/T1499.2-2018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，国内钢厂采用钒微合金化、铌微合金化、铬微合金化以及钛微合金化强化，但在很多厂家采用铌微合金强化的HRB400钢筋总会出现屈服强度平台不明显，需要增加Rp0.2进行检验，Rp0.2是规定非比例延伸率为0.2％时的延伸强度，由于需要上引伸计，检测结果的可靠性和准确性值得商榷。
发明内容
本发明的目的是提供一种解决铌微合金化HRB400E钢筋屈服强度不明显的控制方法，主要从轧制控冷工艺和钢筋的化学成分上进行控制，使得钢筋最终的金相组织中贝氏体组织的比例控制在5％以内。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种解决铌微合金化HRB400E钢筋屈服强度不明显的控制方法，通过控制轧制工艺控制钢筋贝氏体组织含量：
轧制过程中，对于规格为Φ28mm～Φ36mm的钢筋，轧后控冷水箱开启一台水1200转/min，Φ36mm钢筋出控冷水箱温度为820～830℃；Φ32mm钢筋出控冷水箱温度为810～820℃；Φ28mm钢筋出控冷水箱温度为800～810℃；
对于规格为Φ18mm～Φ25mm的钢筋，轧后控冷水箱开启一台水800转/min，Φ25mm钢筋出控冷水箱温度825～835℃；Φ20mm钢筋出控冷水箱温度810～820℃；Φ18mm钢筋出控冷水箱温度800～810℃；
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，Φ36mm钢筋出控冷水箱温度为822～828℃；Φ32mm钢筋出控冷水箱温度为812～819℃；Φ28mm钢筋出控冷水箱温度为803～806℃。对于规格为Φ18mm～Φ25mm的钢筋，Φ25mm钢筋出控冷水箱温度826～832℃；Φ20mm钢筋出控冷水箱温度821～827℃，Φ18mm钢筋出控冷水箱温度816～818℃
进一步的，轧制之前还包括：
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；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。连铸，过热度设置为25～35℃，拉速为2.2～2.4m/min；
铸坯加热温度控制在1100～1200℃，钢坯出炉温度1050～1150℃，开轧温度为970～1000℃，精轧入口温度为940～960℃，终轧温度为900～930℃。
进一步的，铌微合金化HRB400E钢筋的化学成分以质量百分比计为：C0.22～0.25％，Si0.40～0.50％，Mn1.35～1.45％，Nb0.015～0.055％，余量为Fe和不可避免的杂质，杂质中的P≤0.045％，S≤0.045％。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明通过控制轧制工艺控制钢筋贝氏体组织含量，能够有效的解决钢筋屈服强度平台不明显的问题。
附图说明
图1为工艺前的金相组织照片；
图2为工艺后的金相组织照片。
具体实施方式
本实例中铌微合金化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1150℃，出炉测温1050℃左右，高压水除鳞后进行轧制，轧制温度970～1000℃，经粗轧、中轧后，控制终轧温度950±20℃，生产尺寸分别为Φ36mm、Φ32mm、Φ28mm、Φ25mm、Φ20mm、Φ18mm、Φ16mm、Φ14mm的钢筋。对于规格为Φ28mm～Φ36mm的钢筋，轧后控冷水箱开启一台水泵1200转/min，Φ36mm钢筋出控冷水箱温度为822～828℃；Φ32mm钢筋出控冷水箱温度为812～819℃；Φ28mm钢筋出控冷水箱温度为803～806℃。对于规格为Φ18mm～Φ25mm的钢筋，Φ25mm钢筋出控冷水箱温度826～832℃；Φ20mm钢筋出控冷水箱温度821～827℃，Φ18mm钢筋出控冷水箱温度816～818℃，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4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4可知，本发明生产的不同规格铌微合金化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。对不同规格的钢筋检验其金相组织，发现终轧温度高于950℃时，贝氏体组织比例较高，通过控制开轧温度和终轧温度，贝氏体组织比例得到控制，如图1和2所示。
表1转炉出钢的成分及温度
Figure BDA0002410320330000041
Figure BDA0002410320330000051
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 Nb P S
实施例1 0.23 0.47 1.40 0.015 0.012 0.011
实施例2 0.25 0.45 1.43 0.036 0.030 0.022
实施例3 0.23 0.41 1.44 0.020 0.024 0.018
实施例4 0.22 0.48 1.42 0.018 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 0.019 0.018 0.020
实施例7 0.23 0.41 1.42 0.025 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 0.038 0.014 0.016
实施例10 0.24 0.41 1.40 0.022 0.024 0.018
表5力学性能测试
Figure BDA0002410320330000061
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 (4)

1.一种解决铌微合金化HRB400E钢筋屈服强度不明显的控制方法，其特征在于，通过控制轧制工艺控制钢筋贝氏体组织含量：
轧制过程中，对于规格为Φ28mm～Φ36mm的钢筋，轧后控冷水箱开启一台水1200转/min，Φ36mm钢筋出控冷水箱温度为820～830℃；Φ32mm钢筋出控冷水箱温度为810～820℃；Φ28mm钢筋出控冷水箱温度为800～810℃；
对于规格为Φ18mm～Φ25mm的钢筋，轧后控冷水箱开启一台水800转/min，Φ25mm钢筋出控冷水箱温度825～835℃；Φ20mm钢筋出控冷水箱温度810～820℃；Φ18mm钢筋出控冷水箱温度800～810℃；
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℃。
2.根据权利要求1所述的解决铌微合金化HRB400E钢筋屈服强度不明显的控制方法，其特征在于，Φ36mm钢筋出控冷水箱温度为822～828℃；Φ32mm钢筋出控冷水箱温度为812～819℃；Φ28mm钢筋出控冷水箱温度为803～806℃。对于规格为Φ18mm～Φ25mm的钢筋，Φ25mm钢筋出控冷水箱温度826～832℃；Φ20mm钢筋出控冷水箱温度821～827℃，Φ18mm钢筋出控冷水箱温度816～818℃。
3.根据权利要求1所述的解决铌微合金化HRB400E钢筋屈服强度不明显的控制方法，其特征在于，轧制之前还包括：
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；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；连铸，过热度设置为25～35℃，拉速为2.2～2.4m/min；
铸坯加热温度控制在1100～1200℃，钢坯出炉温度1050～1150℃，开轧温度为970～1000℃，精轧入口温度为940～960℃，终轧温度为900～930℃。
4.根据权利要求1所述的解决铌微合金化HRB400E钢筋屈服强度不明显的控制方法，其特征在于，铌微合金化HRB400E钢筋的化学成分以质量百分比计为：C0.22～0.25％，Si0.40～0.50％，Mn1.35～1.45％，Nb0.015～0.055％，余量为Fe和不可避免的杂质，杂质中的P≤0.045％，S≤0.045％。
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