CN111621707A - 一种高延性冷轧钢筋crb680h用钢及其生产工艺 - Google Patents
一种高延性冷轧钢筋crb680h用钢及其生产工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢及其生产工艺,属于建筑用钢技术领域;其高延性冷轧钢筋CRB680H用钢其主要化学成份组成及质量百分比含量为:C:0.15%~0.25%、Si:0.15%~0.30%、Mn:1.10%~1.40%、Nb:0.020%~0.055%、Re:0.02%~0.10%、P≤0.025%、S≤0.020%,其余为Fe和其它不可避免的杂质。生产的钢筋,无需回火热处理,强度和延伸率达到高延性冷轧钢筋CRB680H的要求。
Description
技术领域
本发明属于建筑用钢技术领域,更具体地说,涉及一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢及其生产工艺。
背景技术
焊接钢筋网简称焊网,是用冷轧钢筋焊接而成的钢筋网钢,是一种良好、高效的混凝土配盘用材料。通常使用Q215、Q235等钢种的热轧盘圆经冷轧减径后在进行焊接制作,由于传统钢种经过冷轧后其塑性会恶化,且强度提高有限,需要通过在线回火热处理提高延伸率和强度保证使用性能。在线回火线设备成本较高,且大大降低生产效率,增加能耗,同时经常会发生由于热处理不充分而导致钢筋质量不稳定的问题。
目前我国焊网用高延性冷轧钢筋用钢主要使用国标和英标等标准中牌号,钢筋经过冷轧后时均需进行热处理,对新钢种研究较少。而随着建筑行业的发展,要求建材使用质量越来越稳定,就要消除热处理过程带来的质量波动,同时随着环保要求越来越严,急需开发免回火热处理的新型焊网用钢。
中国专利申请号为:201110114872.7,公开日为:2011-10-12的“高延性冷轧带肋钢筋生产工艺”,其生产工艺包括以下几个步骤:(1)将盘圆经过一道轧机减径,减径比为0.79-0.87;(2)将步骤(1)中经一道轧机减径之后的钢筋再经二道轧机减径同时刻痕,减径比为0.59-0.88;(3)将步骤(2)中轧机减径同时刻痕之后的钢筋在550-670℃的温度下热处理1-3s;(4)将步骤(3)中热处理之后的钢筋在空气中自然冷却。普通I、II级钢筋经过此工艺处理后,钢筋的内部组织和晶粒度发生变化,从而使钢筋的强度和延伸率都得到提高,超过III级钢接近Ⅳ级钢筋;但该发明中需要热处理,增加成本及能耗。
中国专利申请号为:201910234085.2,公开日为:2019-06-14的“一种高延性冷轧带肋钢筋生产工艺”,其公开了一种高延性冷轧带肋钢筋生产工艺,包括上料工序、钢筋加工和成品收集,钢筋加工包括以下步骤:一道轧工序:钢筋经过一道轧机,轧机将钢筋减径轧扁,二道轧工序:将一道轧处理的钢筋经过二道轧机,二道轧机对一道轧处理的钢筋轧圆减径,减径比为0.6-0.8,热处理工序:对二道轧工序处理的钢筋进行回火处理,580-650℃的温度下热处理0.8-2s,处理后的钢筋在空气中自然冷却。其不对钢筋进行减径,只是将钢筋轧扁,通过对钢筋轧扁,提高了钢筋的强度;但其需要进行回火处理,处理成本较高,增加能耗。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有高延性冷轧钢筋用钢需要进行回火处理,增加能耗的问题,一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢及其生产工艺,所生产的钢筋,无需回火热处理,强度和延伸率达到高延性冷轧钢筋CRB680H的要求。
2.技术方案
为了解决上述问题,本发明所采用的技术方案如下:
本发明的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢,所述高延性冷轧钢筋CRB680H用钢其主要化学成份组成及质量百分比含量为:C:0.15%~0.25%、Si:0.15%~0.30%、Mn:1.10%~1.40%、Nb:0.020%~0.055%、Re:0.02%~0.10%、P≤0.025%、S≤0.020%,其余为Fe和其它不可避免的杂质。
作为本发明的进一步的说明,所述高延性冷轧钢筋CRB680H用钢其主要化学成份组成及质量百分比含量为:C:0.17%~0.22%、Si:0.19%~0.25%、Mn:1.22%~1.34%、Nb:0.031%~0.052%、Re:0.04%~0.07%、P≤0.025%、S≤0.020%,其余为Fe和其它不可避免的杂质。
作为本发明的进一步的说明,所述化学成分需满足以下碳当量计算关系式:
碳当量Ceq=(%C)+(%Mn)/6+(%Cr+%Mo+%V)/5+(%Ni+%Cu)/15≤0.47。
作为本发明的进一步的说明,所述化学成分需满足:A≥0,A=0.2(%Mn)-5.0(%Nb)。
本发明的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢的生产工艺,包括以下步骤:
S1、铁水预处理,扒渣;
S2、转炉冶炼;
S3、吹氩;
S4、LF精炼;
S5、方坯连铸;
S6、高速线材控轧控冷轧制;
S7、钢筋冷轧至成品。
作为本发明的进一步的说明,所述步骤S6中,高速线材控轧控冷轧制包括:
a、方坯轧制阶段,控制终轧温度为790℃~830℃;
b、吐丝阶段,控制吐丝温度为780℃~820℃;
c、轧后控冷阶段,在斯太尔摩线上完成相变。
作为本发明的进一步的说明,所述步骤c中,保温阶段保温罩全开。
作为本发明的进一步的说明,所述步骤S7中,钢筋冷轧至成品具体为:Φ6.5~16mm热轧钢筋盘圆后,进行冷轧至成品,冷轧过程中,控制冷轧钢筋减面率为28%~35%。
3.有益效果
相比于现有技术,本发明的有益效果为:
(1)本发明的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢,在满足钢筋的强度和高延性的情况下,热轧钢筋晶粒度≥11级,Rel≥480MPa,Rm≥610MPa,A≥32%。所生产的热轧钢筋经过28%~35%减面率加工为冷轧钢筋后,无需回火热处理,Rp0.2≥600MPa,Rm≥680MPa,强屈比≥1.05,A≥14%,Agt≥5,弯曲试验合格,反复弯曲合格,各项指标均达到高延性冷轧钢筋CRB680H的要求;
(2)本发明的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢的生产工艺,控制终轧温度790~830℃,利用奥氏体区大压下量剧烈热形变,控制终轧温度在AC3点以上20~60℃的温度范围发生先共析铁素体相变(本发明钢AC3点为770℃),同时结合形变,得到的形变诱导铁素体相变具有强烈的细化晶粒,形变诱发铁素体相变的钢材具有较高的屈服强度和抗拉强度,以及良好的塑性,高于此温度或低于此温度均不能达到此效果;
(3)本发明的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢的生产工艺,控制吐丝温度780~820℃,如果吐丝温度低于780℃,在进入保温罩前即进入珠光体相变阶段;如果高于820℃,在进入保温罩前尚未达到相变温度,难以在斯太尔摩线上完成全部相变,导致晶粒长大;
(4)本发明的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢的生产工艺,斯太尔摩线保温罩全开,风机开10-12台;得到铁素体+细珠光体的超细晶理想组织,风机开的台数如果过多,容易产生异常组织,如果过少,晶粒度粗化;
(5)本发明的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢的生产工艺,冷轧时控制减面率为28%~35%,如果低于28%,在冷作硬化率不足,冷轧后钢筋达不到630MPa,如果高于35%,减径量过大,冷轧钢筋塑性得不到保障。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述,但是应当知道,这些附图仅是为解释目的而设计的,因此不作为本发明范围的限定。
图1为本发明的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢热轧钢筋金相组织示意图。
具体实施方式
下文对本发明的示例性实施例进行了详细描述。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明,但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围,而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述,以提出执行本发明的最佳方式,并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此,本发明的范围仅由所附权利要求来限定。
下文对本发明的详细描述和示例实施例进行说明。
本发明的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢其主要化学成份组成和质量百分比含量以及相应数值如表1所示:
表1各实施例和对比例的化学成分和质量百分比含量以及碳当量
(质量百分数%,余量为Fe和不可避免的杂质)
上述实施例中元素含量均满足以下范围值:
C:0.15%~0.25%、Si:0.15%~0.30%、Mn:1.10%~1.40%、Nb:0.020%~0.055%、Re:0.02%~0.10%、P≤0.025%、S≤0.020%,其余为Fe和其它不可避免的杂质。
优选的范围为:C:0.17%~0.22%、Si:0.19%~0.25%、Mn:1.22%~1.34%、Nb:0.031%~0.052%、Re:0.04%~0.07%、P≤0.025%、S≤0.020%,其余为Fe和其它不可避免的杂质。
表1中Ni元素、Cu元素、V元素以及Mo元素均为钢中的杂质元素,仅为了计算碳当量的便利,才将几种元素列出。
上述方案中元素组成在本申请中的具体效果如下:
C:C是钢中最基本有效的强化元素。但随着其含量增大,钢的延展性和焊接性能降低。对于本发明的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢,C含量控制在0.15%~0.25%,进一步优选C含量控制在0.17%~0.22%。
Si:Si是钢中强化的重要元素,通过固溶作用提高钢的强硬度,但Si含量过高会恶化钢材的冷加工性能。对于本发明的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢,Si含量控制在0.15%~0.30%,进一步优选Si含量控制在0.19%~0.25%。
Mn:Mn是改善铁素体+珠光体钢强韧性的重要合金元素,在室温条件下主要以固溶形式存在于铁素体中。Mn的强化作用主要表现在随着Mn含量增加,珠光体转变温度不断降低,转变温度降低意味着空冷得到的珠光体团更细小,珠光体片间距更小,珠光体中渗碳片相应减薄,钢的强韧性都得到改善。此外,在含Nb钢中,Mn可提高NbC和NbN在奥氏体中的溶解度,为其在铁素体中析出创造条件,增强Nb的沉淀强化效果。Mn含量过高会珠光体转变受到抑制,易生成贝氏体,恶化钢的冷加工性能,同时过量的Mn恶化钢的焊接性能。对于本发明的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢,Mn含量控制在1.10%~1.40%,进一步优选Mn含量控制在1.22%~1.34%。
Nb:Nb在钢中能够与C、N原子形成细小的碳氮化物,可抑制奥氏体再结晶,组织奥氏体晶粒长大。并且Nb(CN)不仅能在奥氏体未再结晶去形变诱导析出,而且也能在发生相变后的铁素体中析出,这些细小的析出相使钢的强度和韧性提高,在冷轧过程中强度大幅度提高的同时,仍然保留较高的延伸值,但过量Nb作用不再明显,且增加成本。对于本发明的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢,Nb含量控制在0.020%~0.055%,进一步优选Nb含量控制在0.031%~0.052%。
Re:钢中添加适量的稀土Re,可使MnS、Al2O3等夹杂变质为塑性稀土夹杂,有良好的脱氧、脱硫作用。稀土Re化合物微小的固态质点提供了异质晶核,或在结晶界面上偏聚,阻碍了晶胞长大,提高钢的常温力学性能。过量的Re作用不再明显。对于本发明的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢,Re含量控制在0.02%~0.10%,进一步优选为Re 0.04%~0.07%。
S和P:硫容易在钢中与锰形成MnS夹杂,对材料加工变形有害;P是具有强烈偏析倾向的元素,通常还引起硫和锰的共同偏聚,对产品组织和性能的均匀性有害。对于本发明的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢,控制P≤0.025%,S≤0.020%。
上述元素还需满足以下内容:
碳当量Ceq=(%C)+(%Mn)/6+(%Cr+%Mo+%V)/5+(%Ni+%Cu)/15≤0.47以满足冷轧钢筋制作焊网时的焊接性能。
此外还需保证A值≥0,A值=0.2(%Mn)-5.0(%Nb),以充分保证Nb在钢中的溶解度,得到11级及以上的晶粒度,提高钢材的综合强塑性。
本发明的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢的生产工艺,包括以下步骤:
S1、铁水预处理,扒渣,且扒渣亮面要求大于75%。
S2、转炉冶炼,控制流钢时间≥3.5min,以控制下渣量。
S3、吹氩,吹氩站采用底吹氩,且保证吹氩时间≥5min,促使夹杂物上浮。
S4、LF精炼,首先进行翻渣作业,再进行加热,加热过程中分批加入渣料造渣。
S5、方坯连铸,采用六机六流,连铸150mm×150mm~250mm×250mm方坯,连铸开浇时,中间包及长水口严格进行吹氩保护。此外开浇的头炉需加足够的覆盖剂,确保中间包钢水不裸露。
S6、高速线材控轧控冷轧制;高速线材控轧控冷轧制包括:
a、方坯轧制阶段,控制终轧温度为790℃~830℃;控制终轧温度790~830℃,利用奥氏体区大压下量剧烈热形变,控制终轧温度在AC3点以上20~60℃的温度范围发生先共析铁素体相变(本发明钢AC3点为770℃),同时结合形变,得到的形变诱导铁素体相变具有强烈的细化晶粒,形变诱发铁素体相变的钢材具有较高的屈服强度和抗拉强度,以及良好的塑性,高于此温度或低于此温度均不能达到此效果。
b、吐丝阶段,控制吐丝温度为780℃~820℃;控制吐丝温度780~820℃,如果吐丝温度低于780℃,在进入保温罩前即进入珠光体相变阶段;如果高于820℃,在进入保温罩前尚未达到相变温度,难以在斯太尔摩线上完成全部相变,导致晶粒长大。
c、轧后控冷阶段,斯太尔摩线保温罩全开,风机开10-12台;得到铁素体+细珠光体的超细晶理想组织(如图1所示),风机开的台数如果过多,容易产生异常组织,如果过少,晶粒度粗化。
S7、钢筋冷轧至成品,钢筋冷轧至成品具体为Φ6.5~16mm热轧钢筋盘圆后,进行冷轧至成品,冷轧过程中,控制冷轧钢筋减面率为28%~35%。如果低于28%,在冷作硬化率不足,冷轧后钢筋达不到630MPa,如果高于35%,减径量过大,冷轧钢筋塑性得不到保障。
实施例1
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢其主要化学成份组成和质量百分比含量、碳当量以及A值如表1中实施例1所示。
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢的生产工艺,包括以下步骤:
S1、铁水预处理,扒渣,且扒渣亮面要求大于75%。
S2、转炉冶炼,控制流钢时间≥3.5min,以控制下渣量。
S3、吹氩,吹氩站采用底吹氩,且保证吹氩时间≥5min,促使夹杂物上浮。
S4、LF精炼,首先进行翻渣作业,再进行加热,加热过程中分批加入渣料造渣。
S5、方坯连铸,采用六机六流,连铸220mm×220mm方坯,连铸开浇时,中间包及长水口严格进行吹氩保护。此外开浇的头炉需加足够的覆盖剂,确保中间包钢水不裸露。
S6、高速线材控轧控冷轧制;高速线材控轧控冷轧制包括:
a、方坯轧制阶段,控制终轧温度为790℃;
b、吐丝阶段,控制吐丝温度为780℃;
c、轧后控冷阶段。斯太尔摩线保温罩全开,风机开11台。热轧钢筋尺寸为:8mm,其组织性能为:得到铁素体+珠光体的理想组织,晶粒度为11.5级,Rel:492MPa,Rm:615MPa,A:33.5%。
S7、钢筋冷轧至成品,将步骤S6的热轧钢筋盘圆后,进行冷轧至成品,冷轧过程中,控制冷轧钢筋减面率为28%。
实施例2
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢其主要化学成份组成和质量百分比含量、碳当量以及A值如表1中实施例2所示。
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢的生产工艺,包括以下步骤:
S1、铁水预处理,扒渣,且扒渣亮面要求大于75%。
S2、转炉冶炼,控制流钢时间≥3.5min,以控制下渣量。
S3、吹氩,吹氩站采用底吹氩,且保证吹氩时间≥5min,促使夹杂物上浮。
S4、LF精炼,首先进行翻渣作业,再进行加热,加热过程中分批加入渣料造渣。
S5、方坯连铸,采用六机六流,连铸220mm×220mm方坯,连铸开浇时,中间包及长水口严格进行吹氩保护。此外开浇的头炉需加足够的覆盖剂,确保中间包钢水不裸露。
S6、高速线材控轧控冷轧制;高速线材控轧控冷轧制包括:
a、方坯轧制阶段,控制终轧温度为830℃;
b、吐丝阶段,控制吐丝温度为820℃;
c、轧后控冷阶段,斯太尔摩线保温罩全开,风机开10台。热轧钢筋尺寸为:6.5mm,其组织性能为:得到铁素体+珠光体的理想组织,晶粒度为12.0级,Rel:501MPa,Rm:628MPa,A:32.0%。
S7、钢筋冷轧至成品,将步骤S6的热轧钢筋盘圆后,进行冷轧至成品,冷轧过程中,控制冷轧钢筋减面率为35%。
实施例3
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢其主要化学成份组成和质量百分比含量、碳当量以及A值如表1中实施例3所示。
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢的生产工艺,包括以下步骤:
S1、铁水预处理,扒渣,且扒渣亮面要求大于75%。
S2、转炉冶炼,控制流钢时间≥3.5min,以控制下渣量。
S3、吹氩,吹氩站采用底吹氩,且保证吹氩时间≥5min,促使夹杂物上浮。
S4、LF精炼,首先进行翻渣作业,再进行加热,加热过程中分批加入渣料造渣。
S5、方坯连铸,采用六机六流,连铸250mm×250mm方坯,连铸开浇时,中间包及长水口严格进行吹氩保护。此外开浇的头炉需加足够的覆盖剂,确保中间包钢水不裸露。
S6、高速线材控轧控冷轧制;高速线材控轧控冷轧制包括:
a、方坯轧制阶段,控制终轧温度为801℃;
b、吐丝阶段,控制吐丝温度为809℃;
c、轧后控冷阶段,斯太尔摩线保温罩全开,风机开11台。热轧钢筋尺寸为:11mm,其组织性能为:得到铁素体+珠光体的理想组织,晶粒度为11.5级,Rel:498MPa,Rm:623MPa,A:32.5%。
S7、钢筋冷轧至成品,将步骤S6的热轧钢筋盘圆后,进行冷轧至成品,冷轧过程中,控制冷轧钢筋减面率为33%。
实施例4
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢其主要化学成份组成和质量百分比含量、碳当量以及A值如表1中实施例4所示。
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢的生产工艺,包括以下步骤:
S1、铁水预处理,扒渣,且扒渣亮面要求大于75%。
S2、转炉冶炼,控制流钢时间≥3.5min,以控制下渣量。
S3、吹氩,吹氩站采用底吹氩,且保证吹氩时间≥5min,促使夹杂物上浮。
S4、LF精炼,首先进行翻渣作业,再进行加热,加热过程中分批加入渣料造渣。
S5、方坯连铸,采用六机六流,连铸150mm×150mm方坯,连铸开浇时,中间包及长水口严格进行吹氩保护。此外开浇的头炉需加足够的覆盖剂,确保中间包钢水不裸露。
S6、高速线材控轧控冷轧制;高速线材控轧控冷轧制包括:
a、方坯轧制阶段,控制终轧温度为815℃;
b、吐丝阶段,控制吐丝温度为793℃;
c、轧后控冷阶段,。斯太尔摩线保温罩全开,风机开12台。热轧钢筋尺寸为:9mm,其组织性能为:得到铁素体+珠光体的理想组织,晶粒度为11.5级,Rel:505MPa,Rm:628MPa,A:33.5%。
S7、钢筋冷轧至成品,将步骤S6的热轧钢筋盘圆后,进行冷轧至成品,冷轧过程中,控制冷轧钢筋减面率为31%。
实施例5
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢其主要化学成份组成和质量百分比含量、碳当量以及A值如表1中实施例5所示。
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢的生产工艺,包括以下步骤:
S1、铁水预处理,扒渣,且扒渣亮面要求大于75%。
S2、转炉冶炼,控制流钢时间≥3.5min,以控制下渣量。
S3、吹氩,吹氩站采用底吹氩,且保证吹氩时间≥5min,促使夹杂物上浮。
S4、LF精炼,首先进行翻渣作业,再进行加热,加热过程中分批加入渣料造渣。
S5、方坯连铸,采用六机六流,连铸220mm×220mm方坯,连铸开浇时,中间包及长水口严格进行吹氩保护。此外开浇的头炉需加足够的覆盖剂,确保中间包钢水不裸露。
S6、高速线材控轧控冷轧制;高速线材控轧控冷轧制包括:
a、方坯轧制阶段,控制终轧温度为803℃;
b、吐丝阶段,控制吐丝温度为805℃;
c、轧后控冷阶段,斯太尔摩线保温罩全开,风机开11台。热轧钢筋尺寸为:10mm,其组织性能为:得到铁素体+珠光体的理想组织,晶粒度为11.5级,Rel:503MPa,Rm:623MPa,A:33.0%。
S7、钢筋冷轧至成品,将步骤S6的热轧钢筋盘圆后,进行冷轧至成品,冷轧过程中,控制冷轧钢筋减面率为30%。
实施例6
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢其主要化学成份组成和质量百分比含量、碳当量以及A值如表1中实施例6所示。
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢的生产工艺,包括以下步骤:
S1、铁水预处理,扒渣,且扒渣亮面要求大于75%。
S2、转炉冶炼,控制流钢时间≥3.5min,以控制下渣量。
S3、吹氩,吹氩站采用底吹氩,且保证吹氩时间≥5min,促使夹杂物上浮。
S4、LF精炼,首先进行翻渣作业,再进行加热,加热过程中分批加入渣料造渣。
S5、方坯连铸,采用六机六流,连铸150mm×150mm方坯,连铸开浇时,中间包及长水口严格进行吹氩保护。此外开浇的头炉需加足够的覆盖剂,确保中间包钢水不裸露。
S6、高速线材控轧控冷轧制;高速线材控轧控冷轧制包括:
a、方坯轧制阶段,控制终轧温度为811℃;
b、吐丝阶段,控制吐丝温度为807℃;
c、轧后控冷阶段,斯太尔摩线保温罩全开,风机开11台。热轧钢筋尺寸为:9mm,其组织性能为:得到铁素体+珠光体的理想组织,晶粒度为12.0级,Rel:503MPa,Rm:625MPa,A:33.5%。
S7、钢筋冷轧至成品,将步骤S6的热轧钢筋盘圆后,进行冷轧至成品,冷轧过程中,控制冷轧钢筋减面率为31%。
对比例1
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢其主要化学成份组成和质量百分比含量、碳当量以及A值如表1中对比例1所示。
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢的生产工艺,包括以下步骤:
S1、铁水预处理,扒渣,且扒渣亮面要求大于75%。
S2、转炉冶炼,控制流钢时间≥3.5min,以控制下渣量。
S3、吹氩,吹氩站采用底吹氩,且保证吹氩时间≥5min,促使夹杂物上浮。
S4、LF精炼,首先进行翻渣作业,再进行加热,加热过程中分批加入渣料造渣。
S5、方坯连铸,采用六机六流,连铸220mm×220mm方坯,连铸开浇时,中间包及长水口严格进行吹氩保护。此外开浇的头炉需加足够的覆盖剂,确保中间包钢水不裸露。
S6、高速线材控轧控冷轧制;高速线材控轧控冷轧制包括:
a、方坯轧制阶段,控制终轧温度为806℃;
b、吐丝阶段,控制吐丝温度为801℃;
c、轧后控冷阶段,斯太尔摩线保温罩全开,风机开11台。热轧钢筋尺寸为:14mm,其组织性能为:得到铁素体+珠光体的理想组织,晶粒度为12.0级,Rel:493MPa,Rm:620MPa,A:33.0%。
S7、钢筋冷轧至成品,将步骤S6的热轧钢筋盘圆后,进行冷轧至成品,冷轧过程中,控制冷轧钢筋减面率为23%。
对比例2
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢其主要化学成份组成和质量百分比含量、碳当量以及A值如表1中对比例2所示。
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢的生产工艺,包括以下步骤:
S1、铁水预处理,扒渣,且扒渣亮面要求大于75%。
S2、转炉冶炼,控制流钢时间≥3.5min,以控制下渣量。
S3、吹氩,吹氩站采用底吹氩,且保证吹氩时间≥5min,促使夹杂物上浮。
S4、LF精炼,首先进行翻渣作业,再进行加热,加热过程中分批加入渣料造渣。
S5、方坯连铸,采用六机六流,连铸220mm×220mm方坯,连铸开浇时,中间包及长水口严格进行吹氩保护。此外开浇的头炉需加足够的覆盖剂,确保中间包钢水不裸露。
S6、高速线材控轧控冷轧制;高速线材控轧控冷轧制包括:
a、方坯轧制阶段,控制终轧温度为842℃;
b、吐丝阶段,控制吐丝温度为835℃;
c、轧后控冷阶段,。斯太尔摩线保温罩全开,风机开12台。热轧钢筋尺寸为:11mm,其组织性能为:得到铁素体+珠光体的理想组织,晶粒度为9.5级,Rel:456MPa,Rm:583MPa,A:28.0%。
S7、钢筋冷轧至成品,将步骤S6的热轧钢筋盘圆后,进行冷轧至成品,冷轧过程中,控制冷轧钢筋减面率为30%。
对比例3
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢其主要化学成份组成和质量百分比含量、碳当量以及A值如表1中对比例3所示。
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢的生产工艺,包括以下步骤:
S1、铁水预处理,扒渣,且扒渣亮面要求大于75%。
S2、转炉冶炼,控制流钢时间≥3.5min,以控制下渣量。
S3、吹氩,吹氩站采用底吹氩,且保证吹氩时间≥5min,促使夹杂物上浮。
S4、LF精炼,首先进行翻渣作业,再进行加热,加热过程中分批加入渣料造渣。
S5、方坯连铸,采用六机六流,连铸250mm×250mm方坯,连铸开浇时,中间包及长水口严格进行吹氩保护。此外开浇的头炉需加足够的覆盖剂,确保中间包钢水不裸露。
S6、高速线材控轧控冷轧制;高速线材控轧控冷轧制包括:
a、方坯轧制阶段,控制终轧温度为815℃;
b、吐丝阶段,控制吐丝温度为799℃;
c、轧后控冷阶段,斯太尔摩线保温罩全一半,风机开11台。热轧钢筋尺寸为:9mm,其组织性能为:得到铁素体+珠光体的理想组织,晶粒度为9.5级,Rel:453MPa,Rm:578MPa,A:27.0%。
S7、钢筋冷轧至成品,将步骤S6的热轧钢筋盘圆后,进行冷轧至成品,冷轧过程中,控制冷轧钢筋减面率为31%。
对比例4
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢其主要化学成份组成和质量百分比含量、碳当量以及A值如表1中对比例4所示。
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢的生产工艺,包括以下步骤:
S1、铁水预处理,扒渣,且扒渣亮面要求大于75%。
S2、转炉冶炼,控制流钢时间≥3.5min,以控制下渣量。
S3、吹氩,吹氩站采用底吹氩,且保证吹氩时间≥5min,促使夹杂物上浮。
S4、LF精炼,首先进行翻渣作业,再进行加热,加热过程中分批加入渣料造渣。
S5、方坯连铸,采用六机六流,连铸150mm×150mm方坯,连铸开浇时,中间包及长水口严格进行吹氩保护。此外开浇的头炉需加足够的覆盖剂,确保中间包钢水不裸露。
S6、高速线材控轧控冷轧制;高速线材控轧控冷轧制包括:
a、方坯轧制阶段,控制终轧温度为812℃;
b、吐丝阶段,控制吐丝温度为801℃;
c、轧后控冷阶段,斯太尔摩线保温罩全开,风机开14台。热轧钢筋尺寸为:12mm,其组织性能为:得到铁素体+珠光体+少量贝氏体的组织,晶粒度为11.5级,Rel:471MPa,Rm:645MPa,A:25.5%。
S7、钢筋冷轧至成品,将步骤S6的热轧钢筋盘圆后,进行冷轧至成品,冷轧过程中,控制冷轧钢筋减面率为31%。
对比例5
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢其主要化学成份组成和质量百分比含量、碳当量以及A值如表1中对比例5所示。
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢的生产工艺,包括以下步骤:
S1、铁水预处理,扒渣,且扒渣亮面要求大于75%。
S2、转炉冶炼,控制流钢时间≥3.5min,以控制下渣量。
S3、吹氩,吹氩站采用底吹氩,且保证吹氩时间≥5min,促使夹杂物上浮。
S4、LF精炼,首先进行翻渣作业,再进行加热,加热过程中分批加入渣料造渣。
S5、方坯连铸,采用六机六流,连铸220mm×220mm方坯,连铸开浇时,中间包及长水口严格进行吹氩保护。此外开浇的头炉需加足够的覆盖剂,确保中间包钢水不裸露。
S6、高速线材控轧控冷轧制;高速线材控轧控冷轧制包括:
a、方坯轧制阶段,控制终轧温度为799℃;
b、吐丝阶段,控制吐丝温度为796℃;
c、轧后控冷阶段,斯太尔摩线保温罩全开,风机开11台。热轧钢筋尺寸为:12mm,其组织性能为:得到铁素体+珠光体的理想组织,晶粒度为11.5级,Rel:512MPa,Rm:643MPa,A:29.5%。
S7、钢筋冷轧至成品,将步骤S6的热轧钢筋盘圆后,进行冷轧至成品,冷轧过程中,控制冷轧钢筋减面率为31%。
对比例6
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢其主要化学成份组成和质量百分比含量、碳当量以及A值如表1中对比例6所示。
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢的生产工艺,包括以下步骤:
S1、铁水预处理,扒渣,且扒渣亮面要求大于75%。
S2、转炉冶炼,控制流钢时间≥3.5min,以控制下渣量。
S3、吹氩,吹氩站采用底吹氩,且保证吹氩时间≥5min,促使夹杂物上浮。
S4、LF精炼,首先进行翻渣作业,再进行加热,加热过程中分批加入渣料造渣。
S5、方坯连铸,采用六机六流,连铸150mm×150mm方坯,连铸开浇时,中间包及长水口严格进行吹氩保护。此外开浇的头炉需加足够的覆盖剂,确保中间包钢水不裸露。
S6、高速线材控轧控冷轧制;高速线材控轧控冷轧制包括:
a、方坯轧制阶段,控制终轧温度为806℃;
b、吐丝阶段,控制吐丝温度为808℃;
c、轧后控冷阶段,斯太尔摩线保温罩全开,风机开10台。热轧钢筋尺寸为:9mm,其组织性能为:得到铁素体+珠光体的理想组织,晶粒度为8.5级,Rel:288MPa,Rm:456MPa,A:19.0%。
S7、钢筋冷轧至成品,将步骤S6的热轧钢筋盘圆后,进行冷轧至成品,冷轧过程中,控制冷轧钢筋减面率为32%。
对比例7
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢其主要化学成份组成和质量百分比含量、碳当量以及A值如表1中对比例7所示。
本实施例的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢的生产工艺,包括以下步骤:
S1、铁水预处理,扒渣,且扒渣亮面要求大于75%。
S2、转炉冶炼,控制流钢时间≥3.5min,以控制下渣量。
S3、吹氩,吹氩站采用底吹氩,且保证吹氩时间≥5min,促使夹杂物上浮。
S4、LF精炼,首先进行翻渣作业,再进行加热,加热过程中分批加入渣料造渣。
S5、方坯连铸,采用六机六流,连铸220mm×220mm方坯,连铸开浇时,中间包及长水口严格进行吹氩保护。此外开浇的头炉需加足够的覆盖剂,确保中间包钢水不裸露。
S6、高速线材控轧控冷轧制;高速线材控轧控冷轧制包括:
a、方坯轧制阶段,控制终轧温度为801℃;
b、吐丝阶段,控制吐丝温度为806℃;
c、轧后控冷阶段,斯太尔摩线保温罩全开,风机开11台。热轧钢筋尺寸为:11mm,其组织性能为:得到铁素体+珠光体的理想组织,晶粒度为10.0级,Rel:491MPa,Rm:613MPa,A:26.5%。
S7、钢筋冷轧至成品,将步骤S6的热轧钢筋盘圆后,进行冷轧至成品,冷轧过程中,控制冷轧钢筋减面率为30%。
上述实施例和对比例钢筋成品进行性能检测的结果如表2所示:
表2各实施例和对比例钢筋成品的性能检测结果
上述实施例和对比例中:
实施例1-6的钢化学成分组成和生产工艺均得到适当控制,所得到的钢晶粒度≥11级,组织为铁素体+珠光体,钢中夹杂物呈塑性,热轧钢筋盘圆的强度和塑性均较好,冷拉后无需热处理即达到高延性冷轧钢筋CRB680H级别,且具有优良的焊接性能,在节约成分的同时减少能耗。
对比例1是化学成分组成控制适当和和热轧钢筋盘圆生产工艺均得到适当控制,得到的热轧钢筋盘圆性能优秀,但进行冷拉时减面率过小,导致强度不满足高延性冷轧钢筋CRB680H的要求。
对比例2-4是钢的化学成分组成控制适当,当热轧钢筋盘圆生产工艺控制不当的例子。其中,对比例2由于终轧温度过高,未能充分实现形变诱导铁素体相变,导致晶粒过粗,钢的强塑性不足;对比例3是罩盖未全开,晶粒细化不够,同样导致钢的强度和塑性较低,无法满足要求;对比例4是控冷时风机开的台数过多,导致组织出现贝氏体,钢的塑性偏低,同时冷拉时易断裂,冷拉钢筋的弯曲试样和反复弯曲也不合。
对比例5是化学成分在要求范围内,但碳当量Ceq控制不当的例子,在经过控制控冷轧制和冷拉后,虽然强度和塑性均满足要求,但焊接性能较差。
对比例6是化学成分控制不当的例子,未添加Nb、Re合金元素,Mn元素含量也较低,虽然热轧钢筋盘圆的轧制工艺采用控轧控冷,但无法实现形变诱导细晶作用,且钢中夹杂为脆性,导致热轧钢筋的强度和塑性降低,且晶粒较粗。冷拉后强度提升不足,且塑性恶化,不满足高延性冷轧钢筋CRB680H的要求。
对比例7是是化学成分在要求范围内,但A值控制不当的例子,导致Nb元素未能在钢中充分溶解和析出,钢的晶粒较粗,塑性较差,加工的冷拉钢筋延性不足,同样不满足高延性冷轧钢筋CRB680H的要求。
Claims (8)
1.一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢,其特征在于,所述高延性冷轧钢筋CRB680H用钢其主要化学成份组成及质量百分比含量为:C:0.15%~0.25%、Si:0.15%~0.30%、Mn:1.10%~1.40%、Nb:0.020%~0.055%、Re:0.02%~0.10%、P≤0.025%、S≤0.020%,其余为Fe和其它不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢,其特征在于,所述高延性冷轧钢筋CRB680H用钢其主要化学成份组成及质量百分比含量为:C:0.17%~0.22%、Si:0.19%~0.25%、Mn:1.22%~1.34%、Nb:0.031%~0.052%、Re:0.04%~0.07%、P≤0.025%、S≤0.020%,其余为Fe和其它不可避免的杂质。
3.根据权利要求1或2所述的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢,其特征在于,所述化学成分需满足以下碳当量计算关系式:
碳当量Ceq=(%C)+(%Mn)/6+(%Cr+%Mo+%V)/5+(%Ni+%Cu)/15≤0.47。
4.根据权利要求1或2所述的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢,其特征在于,所述化学成分需满足:A≥0,A=0.2(%Mn)-5.0(%Nb)。
5.一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢的生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:
S1、铁水预处理,扒渣;
S2、转炉冶炼;
S3、吹氩;
S4、LF精炼;
S5、方坯连铸;
S6、高速线材控轧控冷轧制;
S7、钢筋冷轧至成品。
6.根据权利要求5所述的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢的生产工艺,其特征在于,所述步骤S6中,高速线材控轧控冷轧制包括:
a、方坯轧制阶段,控制终轧温度为790℃~830℃;
b、吐丝阶段,控制吐丝温度为780℃~820℃;
c、轧后控冷阶段,在斯太尔摩线上完成相变。
7.根据权利要求6所述的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢的生产工艺,其特征在于,所述步骤c中,保温阶段保温罩全开。
8.根据权利要求5所述的一种高延性冷轧钢筋CRB680H用钢的生产工艺,其特征在于,所述步骤S7中,钢筋冷轧至成品具体为:Φ6.5~16mm热轧钢筋盘圆后,进行冷轧至成品,冷轧过程中,控制冷轧钢筋减面率为28%~35%。
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