CN111549289A - 一种超高拉速含铌hrb400e螺纹钢及其生产工艺 - Google Patents

一种超高拉速含铌hrb400e螺纹钢及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种超高拉速含铌HRB400E螺纹钢及其生产工艺，其重量百分比及化学成分为：C：0.16％～0.22％，Si：0.20％～0.50％，Mn：0.30％～0.60％，P：≤0.025％，S：≤0.025％，Cr：≤0.35％，Mo：0.20％～0.40％，余量为Fe及不可避免残余元素；具体的生产工艺为：钢水冶炼、连铸、连铸坯加热、轧制钢筋。该方法通过成分优化设计和炼钢、精炼、连铸和轧钢工艺优化，解决国内目前在含铌螺纹钢生产过程中，普遍存在的铸坯质量问题和铸机降速生产才能保证不出漏钢事故的问题。

Description

一种超高拉速含铌HRB400E螺纹钢及其生产工艺
技术领域
本发明属于钢材制备技术领域，具体涉及到一种超高拉速含铌HRB400E螺纹钢及其生产工艺。
背景技术
目前，国内有大量使用含铌螺纹钢钢筋的厂家，能够替代钒进行合金强化，生产生产过程中容易产生裂纹及脱方，往往拉速较低，影响生产效率，如昆钢R9M直弧型5机5流小方坯铸机浇铸成断面150mm×150mm小方坯，中包钢水采用低过热度(15℃～30℃)和典型拉速(2.6～2.8m/min)浇铸，二冷采用中冷配水模式，铸坯矫直温度大于1000℃，确保铸坯无裂纹。
现有技术中能够替代钒氮合金进行微合金化，为消除加铌加剧铸坯内部裂纹及脱方，拉速较低，影响生产效率。主要为成分设计不合理，钢水纯净度、过程温度控制偏高造成拉速高容易造成裂纹及脱方，为保证铸坯质量不得不降低铸坯拉速；连铸导辊发生严重磨损或因设备维护的原因发生错弧，都会在凝固前沿产生附加的拉应力，增大内裂纹倾向，容易造成钢坯脱方；没有将成分设计与铸机精度有效结合起来，对高效均匀性冷却结晶器铜管应用研究不足，无法实现高强度均匀冷却。
发明内容
本发明鉴于现有国内热轧光圆耐火钢筋生产工艺技术空白问题，提供了一种超高拉速含铌HRB400E螺纹钢的生产工艺，该方法通过成分优化设计和炼钢、精炼、连铸和轧钢工艺优化，解决国内目前在含铌螺纹钢生产过程中，普遍存在的铸坯质量问题和铸机降速生产才能保证不出漏钢事故的问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种超高拉速含铌HRB400E螺纹钢，其重量百分比及化学成分为：C：0.22％～0.245％，Si：0.35％～0.45％，Mn：1.15％～1.30％，P：≤0.04％，S：≤0.025％，Nb：0.005％～0.01％，余量为Fe及不可避免残余元素。
如上述一种超高拉速含铌HRB400E螺纹钢，其重量百分比及化学成分为：C：0.22％～0.245％，Si：0.35％～0.45％，Mn：1.15％～1.25％，P：≤0.04％，S：≤0.025％，Nb：0.005％～0.01％，余量为Fe及不可避免残余元素。
如上述一种超高拉速含铌HRB400E螺纹钢，其重量百分比及化学成分为：
C：0.22％～0.245％，Si：0.35％～0.45％，Mn：1.20％～1.30％，P：≤0.04％，S：≤0.025％，Nb：0.005％～0.01％，余量为Fe及不可避免残余元素。
如上述的一种超高拉速含铌HRB400E螺纹钢，其重量百分比及化学成分为：C：0.23％，Si：0.40％，Mn：1.20％，P：≤0.025％，S：≤0.025％，Cr：≤0.35％，Nb：0.006％，余量为Fe及不可避免残余元素。
如上述的一种超高拉速含铌HRB400E螺纹钢，化学成分中：Ceq：0.41％～0.47％。
如上述一种超高拉速含铌HRB400E螺纹钢的生产工艺，它包括如下步骤：
S1:钢水冶炼
将铁水和/或废钢料，通过转炉或电炉冶炼熔炼，得到钢水；当满足条件：温度为1615℃～1625℃、C的质量分数为≤0.06％，P的质量分数为≤0.02％、硫的质量分数为≤0.025％，按级别控制钢水中氧的质量分数，出钢；出钢时，加入Si铁、Mn铁、Nb铁合金，出钢后，根据含铌HRB400E螺纹钢的化学成分，通过LF吹氩，加入合金散料调整钢水中C、Si、Mn元素含量；
S2:连铸
LF精炼合格钢水全程保护连续浇注，中间包温度1515℃～1535℃，拉速≥4.0m/s，生产的连铸方坯钢中D类夹杂≤2.0级，Ds类夹杂≤2.0级；疏松和裂纹等级≤1.5级，低倍缺陷符合要求的合格连铸坯；
S3:连铸坯加热
连铸坯在轧钢加热炉加热均热段温度热装1100℃～1140℃，加热时间热装60～90min；或者连铸坯在轧钢加热炉加热均热段温度冷装1120℃～1160℃，加热时间冷装80～110min；
S4:轧制钢筋
对加热后的连铸坯进行连续轧制，控制开轧温度980℃～1020℃，根据盘条尺寸规格，终轧温度960℃～1000℃，得到轧制后的钢筋，将轧制钢筋在空气中通过风机吹扫冷却，得到超高拉速含铌HRB400E螺纹钢。
如上述的一种超高拉速含铌HRB400E螺纹钢的生产工艺，步骤S1中控制钢水中氧的质量分数为三个级别，分别是氧含量＞550ppm、300ppm～550ppm、≤300ppm。
与现有技术相比，本发明具备的有益效果：
本发明方实现在4m/min以上拉速，155mm*155mm方坯断面的HRB400(E)螺纹钢筋生产；减少钢中铌含量收缩特性对连铸高拉速的影响，解决连铸坯在4m/min以上拉速的HRB400(E)螺纹钢筋的冷凝困难，消除含铌HRB400(E)螺纹钢筋生产铸坯常见的表面裂纹与中心裂纹等铸坯缺陷；减少含铌HRB400(E)螺纹钢筋生产在4m/min以上拉速易出现漏钢事故的现状。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1：
本发明提供了一种超高拉速含铌HRB400E螺纹钢，其重量百分比及化学成分为：C：0.22％～0.245％，Si：0.35％～0.45％，Mn：1.15％～1.25％，P：≤0.04％，S：≤0.025％，Nb：0.005％～0.01％，Ceq：0.41％～0.46％，余量为Fe及不可避免残余元素。
所述的一种含铌HRB400E螺纹钢筋的生产工艺，它包括如下步骤：
S1:钢水冶炼
将铁水和/或废钢料，通过转炉或电炉冶炼熔炼，得到钢水；当满足条件：温度为1615℃～1625℃、C的质量分数为≤0.06％，P的质量分数为≤0.02％、硫的质量分数为≤0.025％，按级别控制钢水中氧的质量分数，出钢；出钢时，加入Si铁、Mn铁、Nb铁合金，出钢后，根据含铌HRB400E螺纹钢的化学成分，通过LF吹氩，加入合金散料调整钢水中C、Si、Mn元素含量；
S2:连铸
LF精炼合格钢水全程保护连续浇注，中间包温度1515℃～1535℃，拉速≥4.0m/s，生产的连铸方坯钢中D类夹杂≤2.0级，Ds类夹杂≤2.0级；疏松和裂纹等级≤1.5级，低倍缺陷符合要求的合格连铸坯；
S3:连铸坯加热
连铸坯在轧钢加热炉加热均热段温度热装1100℃～1140℃，加热时间热装60～90min；或者连铸坯在轧钢加热炉加热均热段温度冷装1120℃～1160℃，加热时间冷装80～110min；
S4:轧制钢筋
对加热后的连铸坯进行连续轧制，控制开轧温度980℃～1020℃，根据盘条尺寸规格，终轧温度960℃～1000℃，得到轧制后的钢筋，将轧制钢筋在空气中通过风机吹扫冷却，得到超高拉速含铌HRB400E螺纹钢。
实施例2：
本发明提供了一种超高拉速含铌HRB400E螺纹钢，其重量百分比及化学成分为：C：0.22％～0.245％，Si：0.35％～0.45％，Mn：1.20％～1.30％，P：≤0.04％，S：≤0.025％，Nb：0.005％～0.01％，Ceq：0.42％～0.47％，余量为Fe及不可避免残余元素。
所述的一种含铌HRB400E螺纹钢筋的生产工艺，它包括如下步骤：
S1:钢水冶炼
将铁水和/或废钢料，通过转炉或电炉冶炼熔炼，得到钢水；当满足条件：温度为1615℃～1625℃、C的质量分数为≤0.06％，P的质量分数为≤0.02％、硫的质量分数为≤0.025％，按级别控制钢水中氧的质量分数，出钢；出钢时，加入Si铁、Mn铁、Nb铁合金，出钢后，根据含铌HRB400E螺纹钢的化学成分，通过LF吹氩，加入合金散料调整钢水中C、Si、Mn元素含量；
S2:连铸
LF精炼合格钢水全程保护连续浇注，中间包温度1515℃～1535℃，拉速≥4.0m/s，生产的连铸方坯钢中D类夹杂≤2.0级，Ds类夹杂≤2.0级；疏松和裂纹等级≤1.5级，低倍缺陷符合要求的合格连铸坯；
S3:连铸坯加热
连铸坯在轧钢加热炉加热均热段温度热装1100℃～1140℃，加热时间热装60～90min；或者连铸坯在轧钢加热炉加热均热段温度冷装1120℃～1160℃，加热时间冷装80～110min；
S4:轧制钢筋
对加热后的连铸坯进行连续轧制，控制开轧温度980℃～1020℃，根据盘条尺寸规格，终轧温度960℃～1000℃，得到轧制后的钢筋，将轧制钢筋在空气中通过风机吹扫冷却，得到超高拉速含铌HRB400E螺纹钢。
将实施例1、实施例2与国家标准进行对比：
优化成分设计，收窄降低铌含量
Figure BDA0002547243640000041
2、控制含铌HRB400E螺纹钢生产钢水中的氧含量
终点氧含量/ppm Si-Al-Ba Si-Ca-Ba
＞550 40 20
300-550 20 20
≤300 20 0
3、优化吹氩操作，降低钢水中的夹杂物
3.1出钢过程开启或监督开启全程吹氩，视钢水翻动情况将氩气压力调至0.2-1.0Mpa，以钢水液面有翻动，但不能暴吹为宜。
3.2加入含铌合金喂入硅钙线≥150米，喂线后保证吹氩时间≥3分钟。
3.3吹氩站操作完后在出站前加入钢水保温材料50-60kg，出站温度低时可适当提高钢水保温材料的加入量。
4、优化含铌HRB400(E)螺纹钢生产的过程温度，实现低过热度浇铸，提升浇铸拉速。
4.1进站温度要求(单位：℃)
Figure BDA0002547243640000051
4.2出站温度要求(单位：℃)
Figure BDA0002547243640000052
5、连铸时，安装新型结晶器配双排足辊，结晶器水量>165t/h，水压>1.0MPa。
6、连铸结晶器内加入高碱度保护渣，碱度为0.9-0.95，熔点为<1020度，熔化速度20-30S，粘度<0.2Pa.s
7、开启电磁搅拌：参数为电流：280A-320A；频率：3-5Hz。连铸拉速控制及水量要求
Figure BDA0002547243640000053

Claims (7)

1.一种超高拉速含铌HRB400E螺纹钢，其特征在于，其重量百分比及化学成分为：
C：0.22％～0.245％，Si：0.35％～0.45％，Mn：1.15％～1.30％，P：≤0.04％，S：≤0.025％，Nb：0.005％～0.01％，余量为Fe及不可避免残余元素。
2.如权利要求1所述一种超高拉速含铌HRB400E螺纹钢，其特征在于，其重量百分比及化学成分为：
C：0.22％～0.245％，Si：0.35％～0.45％，Mn：1.15％～1.25％，P：≤0.04％，S：≤0.025％，Nb：0.005％～0.01％，余量为Fe及不可避免残余元素。
3.如权利要求1所述一种超高拉速含铌HRB400E螺纹钢，其特征在于，其重量百分比及化学成分为：
C：0.22％～0.245％，Si：0.35％～0.45％，Mn：1.20％～1.30％，P：≤0.04％，S：≤0.025％，Nb：0.005％～0.01％，余量为Fe及不可避免残余元素。
4.如权利要求1所述的一种超高拉速含铌HRB400E螺纹钢，其特征在于：其重量百分比及化学成分为：C：0.23％，Si：0.40％，Mn：1.20％，P：≤0.025％，S：≤0.025％，Cr：≤0.35％，Nb：0.006％，余量为Fe及不可避免残余元素。
5.如权利要求1所述的一种超高拉速含铌HRB400E螺纹钢，其特征在于，化学成分中：Ceq：0.41％～0.47％。
6.如权利要求1所述一种超高拉速含铌HRB400E螺纹钢的生产工艺，其特征在于它包括如下步骤：
S1:钢水冶炼
将铁水和/或废钢料，通过转炉或电炉冶炼熔炼，得到钢水；当满足条件：温度为1615℃～1625℃、C的质量分数为≤0.06％，P的质量分数为≤0.02％、硫的质量分数为≤0.025％，按级别控制钢水中氧的质量分数，出钢；出钢时，加入Si铁、Mn铁、Nb铁合金，出钢后，根据含铌HRB400E螺纹钢的化学成分，通过LF吹氩，加入合金散料调整钢水中C、Si、Mn元素含量；
S2:连铸
LF精炼合格钢水全程保护连续浇注，中间包温度1515℃～1535℃，拉速≥4.0m/s，生产的连铸方坯钢中D类夹杂≤2.0级，Ds类夹杂≤2.0级；疏松和裂纹等级≤1.5级，低倍缺陷符合要求的合格连铸坯；
S3:连铸坯加热
连铸坯在轧钢加热炉加热均热段温度热装1100℃～1140℃，加热时间热装60～90min；或者连铸坯在轧钢加热炉加热均热段温度冷装1120℃～1160℃，加热时间冷装80～110min；
S4:轧制钢筋
对加热后的连铸坯进行连续轧制，控制开轧温度980℃～1020℃，根据盘条尺寸规格，终轧温度960℃～1000℃，得到轧制后的钢筋，将轧制钢筋在空气中通过风机吹扫冷却，得到超高拉速含铌HRB400E螺纹钢。
7.如权利要求6所述的一种超高拉速含铌HRB400E螺纹钢的生产工艺，其特征在于：步骤S1中控制钢水中氧的质量分数为三个级别，分别是氧含量＞550ppm、300ppm～550ppm、≤300ppm。
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