CN113151746A - 一种Ti微合金化HRB400钢筋及生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种Ti微合金化HRB400钢筋及生产工艺，属于混凝土用热轧钢筋生产技术领域。技术方案是：钢的化学成分质量分数为：C：0.19‑0.24%，Mn：0.90‑1.10%，S≤0.015%，P≤0.030%，Tieff：0.05‑0.08%，N≤0.0060%，AlS≥0.01%，Ca/Al：0.09‑0.12%，其余为Fe和不可避免的杂质，其中：Tieff=Titot‑3.4N，Tieff为钢中有效Ti含量，Titot为钢中Ti含量。本发明采用Ti微合金化，结合冶炼技术和工艺的改进，利用Ti的析出强化提高钢的强度，替代V、Nb等贵重元素，同时降低Si、Mn合金用量，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种Ti微合金化HRB400钢筋及生产工艺，属于混凝土用热轧钢筋生产技术领域。
背景技术
HRB400E热轧钢筋多采用V、Nb微合金化工艺生产，随着用量的增加，一度导致合金价格大幅飙升，生产成本剧增。相对而言，Ti-Fe合金成本低，板带产品中的应用显示Ti微合金化的特性，以及降低了生产成本的潜力，Ti微合金化工艺在热轧钢筋中的应用，引起了开发人员关注。
专利CN 110951953A公开了一种HRB500E钢筋钒氮微合金化工艺，其Ti含量为≤0.08%，由于其含有0.004-0.015%N，而Ti与N的结合能力强，将先与N结合形成TiN，由于TiN的析出温度高，尺度为微米级，起不到强化的作用，同时由于Ti消耗了N，减少了与V结合的N含量，削弱了V的强化效果。
专利CN111041369A公开的一种Nb-Ti-N微合金化热轧带肋钢筋及其生产方法，其Ti含量的范围为0.005-0.015%，N含量范围为0.0060-0.0090%，与专利CN 110951953A一样，多数Ti以TiN的形式存在，起不到强化的作用。
专利CN110042303B-一种400MPa级细晶粒热轧钢筋及其生产工艺，其Ti含量为0.005~0.03%，其技术原理是通过氧化物冶金细化奥氏体晶粒，氧化物冶金主要用于抑制焊接热影响区的晶粒粗化，同时生产工艺复杂，难于在钢筋生产中应用。
专利CN110846568A公开的一种400MPa级直条钢筋及其生产方法，其成分中Ti含量为0.01-0.03%，由于其含Ti量较低，Ti的强化作用有限，同时由于同时含有V元素，Ti消耗N降低V的强化效果，整体降低了微合金元素的强化效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种Ti微合金化HRB400钢筋及生产工艺，利用Ti的析出强化提高钢的强度，替代V、Nb等贵重元素，同时降低Si、Mn合金用量，降低生产成本，解决背景技术中存在的问题。
本发明的技术方案是：
一种Ti微合金化HRB400钢筋，钢的化学成分质量分数为：C：0.19-0.24%，Mn：0.90-1.10%，S≤0.015%，P≤0.030%，Tieff：0.05-0.08%，N≤0.0060%，AlS≥0.01%，Ca/Al：0.09-0.12%，其余为Fe和不可避免的杂质，其中：Tieff=Titot-3.4N，Tieff为钢中有效Ti含量，Titot为钢中Ti含量。
一种Ti微合金化HRB400钢筋的生产工艺，包含转炉冶炼、LF炉精炼、连铸和轧制，钢的化学成分质量分数为：C：0.19-0.24%，Mn：0.90-1.10%，S≤0.015%，P≤0.030%，Tieff：0.05-0.08%，N≤0.0060%，AlS≥0.01%，Ca/Al：0.09-0.12%，其余为Fe和不可避免的杂质，其中：Tieff=Titot-3.4N，Tieff为钢中有效Ti含量， Titot为钢中Ti含量，按照以下工艺进行控制：
（1）转炉冶炼：转炉终点成分质量百分比：C≥0.06%，P≤0.020%，S≤0.020%，出钢至1/4-1/3，加入高碳锰铁、铝脱氧；
（2）LF炉精炼、连铸：LF加铝线脱氧，酸溶铝控制在0.01-0.03%，喂钙线，钙铝比控制在0.09-0.12%，软吹5-8分钟；
（3）轧制：铸坯加热温度1150-1200℃，保温时间20-80分钟；铸坯开轧温度1060-1150℃，终止温度980-1130℃；轧后穿水冷却，钢筋返红温度850-900℃，冷床上650-600℃温度范围的冷却速度小于1℃/每秒。
所述步骤（2）LF炉精炼、连铸：使用Al粉、Si-Ca合金造还原渣。
本发明的有益效果是：该工艺采用Ti微合金化，结合冶炼技术和轧制冷却工艺的改进，利用Ti的析出强化提高钢的强度，替代V、Nb等贵重元素，同时降低Si、Mn合金用量，降低生产成本。
具体实施方式
以下通过实例对本发明作进一步说明。
一种Ti微合金化HRB400钢筋，钢的化学成分质量分数为：C：0.19-0.24%，Mn：0.90-1.10%，S≤0.015%，P≤0.030%，Tieff：0.05-0.08%，N≤0.0060%，AlS≥0.01%，Ca/Al：0.09-0.12%，其余为Fe和不可避免的杂质，其中：Tieff=Titot-3.4N，Tieff为钢中有效Ti含量，Titot为钢中Ti含量。
在本实施例中，一种Ti微合金化HRB400钢筋，其化学成分质量百分比见表1。
表1化学成分
具体工艺控制如下：
实施例1：
步骤1：转炉冶炼
终点成分：C：0.11%，P：0.015%，S：0.015%；
步骤2：LF精炼及连铸
LF工序使用Al粉、Si-Ca合金造还原渣，渣中FeO+MnO：1.5%，软吹6分钟；使用专用保护渣，拉速2.0m/min，过程增氮＜3ppm；
步骤3：轧制：
热铸坯加热温度1180℃，保温时间30分钟；
铸坯开轧温度1075℃，终轧温度1050℃，钢筋直径36mm；
钢筋穿水后返红温度870℃，冷床上钢筋温度从650℃降至600℃温度需要的时间为61秒；
钢筋的力学性能见表2。
实施例2：
步骤1：转炉冶炼
终点成分：C：0.15%，P：0.017%，S：0.013%
步骤2：LF精炼及连铸
LF工序使用Al粉、Si-Ca合金造还原渣，渣中FeO+MnO：1.3%，软吹7分钟；使用专用保护渣，拉速2.6m/min，过程增氮＜3ppm；
步骤3：轧制
铸坯加热温度1200℃，保温时间40分钟；
开轧温度1130℃，终轧温度1080℃，钢筋直径20mm；
钢筋穿水后返红温度880℃，冷床上钢筋温度从650℃降至600℃温度需要的时间为59秒；
钢筋的力学性能见表2。
实施例3：
步骤1：转炉冶炼
终点成分：C：0.09%，P：0.022%，S：0.018%；
步骤2：LF精炼及连铸
LF工序使用Al粉、Si-Ca合金造还原渣，渣中FeO+MnO：0.9%，软吹8分钟；使用专用保护渣，拉速2.5m/min，过程增氮＜3ppm；
步骤3：轧制
铸坯加热温度1160℃，保温时间35分钟；
开轧温度1070℃，终轧温度1030℃，钢筋直径12mm；
钢筋穿水后返红温度850℃，冷床上钢筋温度从650℃降至600℃温度需要的时间为53秒；
钢筋的力学性能见表2。
表2.力学性能
Claims (3)
1.一种Ti微合金化HRB400钢筋，其特征在于：钢的化学成分质量分数为：C：0.19-0.24%，Mn：0.90-1.10%，S≤0.015%，P≤0.030%，Tieff：0.05-0.08%，N≤0.0060%，AlS≥0.01%，Ca/Al：0.09-0.12%，其余为Fe和不可避免的杂质，其中：Tieff=Titot-3.4N，Tieff为钢中有效Ti含量， Titot为钢中Ti含量。
2.一种Ti微合金化HRB400钢筋的生产工艺，包含转炉冶炼、LF炉精炼、连铸和轧制，其特征在于：钢的化学成分质量分数为：C：0.19-0.24%，Mn：0.90-1.10%，S≤0.015%，P≤0.030%，Tieff：0.05-0.08%，N≤0.0060%，AlS≥0.01%，Ca/Al：0.09-0.12%，其余为Fe和不可避免的杂质，其中：Tieff=Titot-3.4N，Tieff为钢中有效Ti含量， Titot为钢中Ti含量，按照以下工艺进行控制：
（1）转炉冶炼：转炉终点成分质量百分比：C≥0.06%，P≤0.020%，S≤0.020%，出钢至1/4-1/3，加入高碳锰铁、铝脱氧；
（2）LF炉精炼、连铸：LF加铝线脱氧，酸溶铝控制在0.01-0.03%，喂钙线，钙铝比控制在0.09-0.12%，软吹5-8分钟；
（3）轧制：铸坯加热温度1150-1200℃，保温时间20-80分钟；铸坯开轧温度1060-1150℃，终止温度980-1130℃；轧后穿水冷却，钢筋返红温度850-900℃，冷床上650-600℃温度范围的冷却速度小于1℃/每秒。
3.根据权利要求2所述一种Ti微合金化HRB400钢筋的生产工艺，其特征在于：所述步骤（2）LF炉精炼、连铸：使用Al粉、Si-Ca合金造还原渣。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210723 |
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