CN113235000A - 一种Φ40mmHRB600高强抗震钢筋及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶炼技术领域，尤其涉及一种Φ40mmHRB600高强抗震钢筋及生产方法，其钢的化学成分按重量计为：C 0.25～0.27wt％、Si 0.50～0.65wt％、Mn 1.45～1.55wt％、S≤0.035wt％、P≤0.035wt％、V 0.125～0.140wt％、Nb 0.025～0.030wt％,其余为Fe及不可避免的不纯物,不纯物中的Cr+Ni为铁水和废钢中的残余元素。本发明提供的钢筋具有高强度、高抗震、高韧性、低成本、性能稳定等综合特点。
Description
技术领域
本发明涉及产品检验技术领域，尤其涉及一种Φ40mmHRB600高强抗震钢筋及生产方法。
背景技术
目前国内市场上HRB600的钢筋应用相对较少，多数钢厂目前还停留在HRB400级钢筋的生产销售中，现有技术中生产的HRB600钢筋普遍存在性能稳定性差，强屈比低抗震性能差、成本较高等综合性问题，尤其是40mm钢筋性能不易控制，性能稳定性较差；随着我国建筑向高层、大跨度及抗震结构方向的不断发展，开发高强韧、综合性能优异的600MPa抗震钢筋已是钢铁行业提升技术水平和产品结构调整的重要任务之一。针对40mmHRB600高强抗震钢筋生产中的问题，研制一种重点工程用40mmHRB600高强抗震钢筋是极其必要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供的一种Φ40mmHRB600高强抗震钢筋及其生产方法。
本发明是通过以下技术方案予以实现：
一种Φ40mmHRB600高强抗震钢筋，其钢的化学成分按重量计为：C 0.25～0.27wt％、Si 0.50～0.65wt％、Mn 1.45～1.55wt％、S≤0.035wt％、P≤0.035wt％、V0.125～0.140wt％、Nb 0.025～0.030wt％,其余为Fe及不可避免的不纯物,不纯物中的Cr+Ni为铁水和废钢中的残余元素。一种Φ40mmHRB600高强抗震钢筋的生产工艺方法，其包括如下工艺步骤：
第一步：将铁水和废钢分别按70±2t、16±2t加入80吨电弧炉中进行供氧吹炼，氧压控制在0.75-1.05MPa，然后向炉内分批加入CaO含量≥84％的优质石灰进行造渣，控制终点碳含量为0.08-0.12wt％、P≦0.025％、微量元素不超标后，快速升温达到1620—1640℃出钢；
第二步：出钢时全程底吹氩气，压力为0.6-1.0MPa；钢水到吹氩战后以后进行软吹，软吹压力为0.2-0.4Mpa；
第三步，出钢完毕，将钢水吊到LF炉精炼工位接好氩气全程底吹，然后下电极以六档电压供电进行泡沫渣冶炼，微白渣形成后并保持时间>25分钟，测温取样，根据钢样和温度检测结果，加入合金调整钢液成分和下电极升温，确保成分和温度合格后将钢水吊至浇铸工位；
第四步，连铸采用浸入式水口进行全程保护浇铸，水口插入深度控制在80mm～120mm之间，中间包钢水液面高度≥600mm，温度为1520-1550℃，拉速为2.0-3.5m/min，采用二冷自动配水技术，比水量为1.2-1.35L/kg，采用R9m直弧形连续矫直7机7流连铸机将钢水浇铸成断面为165mm×165mm的钢坯；
第五步，将钢坯热送至步进式加热炉进行加热，炉内温度按加一段850-920℃、加二段1030-1150℃、加三段1150-1180℃、均热段1150-1200℃进行控制，加热90分钟左右，钢坯通体温差＜30℃，出钢温度980-1080℃，钢坯出钢之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制；
第六步，将加热好的钢坯通过出钢辊道输送至轧机进行轧制，轧线18架轧机，粗轧6架、中轧4架、预精轧6架、精轧2架，轧制40mm钢筋为单根不切分轧制，断面总收缩率为95％，9#、10#、13#、14#、15#、16#轧机空过，使用剩余12架轧机进行轧制，各道次变形量控制在20％，并在第10架后设2组控温水箱，在第16架后设4组控温水箱，在第18架后设2组控温水箱进行控温。
优化的，第六步轧制过程中，1#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：115mm、187mm、21505mm2、50mm、1.266、0.33m/s,2#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：115mm、132mm、15180mm2、72mm、1.417、0.46m/s,3#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：77mm、155mm、11935mm2、55mm、1.272、0.59m/s,4#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：85mm、98mm、8330mm2、70mm、1.433、0.85m/s,5#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：57mm、115mm、6555mm2、41mm、1.271、1.07m/s,6#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：71mm、72mm、5112mm2、44mm、1.282、1.38m/s,7#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：50mm、95mm、3820mm2、22mm、1.338、1.84m/s,8#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：62mm、62mm、3017mm2、33mm、1.266、2.33m/s,11#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：22mm、68mm、2457mm2、18mm、1.228、2.86m/s,12#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：50mm、49mm、2012mm2、18mm、1.221、3.50m/s,17#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：30m、56mm、1570mm2、19mm、1.282、4.48m/s,18#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：38.7mm、38.7mm、1257mm2、17.3mm、1.249、5.60m/s。
进一步，轧件轧制完成后在冷床自然空冷至室温。
本发明的有益效果
本发明所保护的一种Φ40mmHRB600高强抗震钢筋及生产方法，炼钢工序采用V、Nb复合微合金化工艺，钢中加入钒氮合金、铌铁等微合金强化元素，利用Nb高温析出抑制奥氏体晶粒长大、V低温析出促进组织形核抑制组织长大等起到全过程细晶强化效果；轧钢工序采用大变形轧制和控冷诱导组织相变，促进组织变形回复反复再结晶并控制细小弥散的微合金碳(氮)化物第二相的形成和析出，使钢强度提高的同时塑韧性显著改善。
本方法制备的钢筋可用于桥梁、水电站等重大工程中,具有生产成本较低、工艺适用性强、操作可靠、产品稳定等优点。该方法所生产的控轧细晶粒高强钢筋通条性能波动小，具有良好的力学性能和适度的耐蚀耐候性。
具体实施方式
一种Φ40mmHRB600高强抗震钢筋，其钢的化学成分按重量计为：C 0.25～0.27wt％、Si 0.50～0.65wt％、Mn 1.45～1.55wt％、S≤0.035wt％、P≤0.035wt％、V0.125～0.140wt％、Nb 0.025～0.030wt％,其余为Fe及不可避免的不纯物,不纯物中的Cr+Ni为铁水和废钢中的残余元素，可以提高钢筋耐蚀性能。
一种Φ40mmHRB600高强抗震钢筋的生产工艺方法，其包括如下工艺步骤：
第一步：将铁水和废钢分别按70±2t、16±2t加入80吨电弧炉中进行供氧吹炼，氧压控制在0.75-1.05MPa，然后向炉内分批加入CaO含量≥84％的优质石灰进行造渣，控制终点碳含量为0.08-0.12wt％、P≦0.025％、微量元素不超标后，快速升温达到1620—1640℃出钢；
第二步：出钢时全程底吹氩气，压力为0.6-1.0MPa；钢水到吹氩战后以后进行软吹，软吹压力为0.2-0.4Mpa；第一步及第二步操作可以促进钢水成分和温度均匀及促进夹杂物上浮。
第三步，出钢完毕，将钢水吊到LF炉精炼工位接好氩气全程底吹，然后下电极以六档电压供电进行泡沫渣冶炼，微白渣形成后并保持时间>25分钟，测温取样，根据钢样和温度检测结果，加入合金调整钢液成分和下电极升温，确保成分和温度合格后将钢水吊至浇铸工位；
第四步，连铸采用浸入式水口进行全程保护浇铸，水口插入深度控制在80mm～120mm之间，中间包钢水液面高度≥600mm，温度为1520-1550℃，拉速为2.0-3.5m/min，采用二冷自动配水技术，比水量为1.2-1.35L/kg，采用R9m直弧形连续矫直7机7流连铸机将钢水浇铸成断面为165mm×165mm的钢坯；
第五步，将钢坯热送至步进式加热炉进行加热，炉内温度按加一段850-920℃、加二段1030-1150℃、加三段1150-1180℃、均热段1150-1200℃进行控制，加热90分钟左右，钢坯通体温差＜30℃，出钢温度980-1080℃，钢坯出钢之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制；
第六步，将加热好的钢坯通过出钢辊道输送至轧机进行轧制，轧线18架轧机，粗轧6架、中轧4架、预精轧6架、精轧2架，轧制40mm钢筋为单根不切分轧制，断面总收缩率为95％，9#、10#、13#、14#、15#、16#轧机空过，使用剩余12架轧机进行轧制，各道次变形量控制在20％，可以起到细化晶粒，提高强度韧性作用，并在第10架后设2组控温水箱，在第16架后设4组控温水箱，在第18架后设2组控温水箱进行控温，可以对轧件轧制过程和上冷床进行控温冷却，控制其内部组织转变及第二相粒子的沉淀析出。
优化的，第六步轧制过程中，1#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：115mm、187mm、21505mm2、50mm、1.266、0.33m/s,2#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：115mm、132mm、15180mm2、72mm、1.417、0.46m/s,3#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：77mm、155mm、11935mm2、55mm、1.272、0.59m/s,4#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：85mm、98mm、8330mm2、70mm、1.433、0.85m/s,5#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：57mm、115mm、6555mm2、41mm、1.271、1.07m/s,6#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：71mm、72mm、5112mm2、44mm、1.282、1.38m/s,7#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：50mm、95mm、3820mm2、22mm、1.338、1.84m/s,8#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：62mm、62mm、3017mm2、33mm、1.266、2.33m/s,11#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：22mm、68mm、2457mm2、18mm、1.228、2.86m/s,12#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：50mm、49mm、2012mm2、18mm、1.221、3.50m/s,17#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：30m、56mm、1570mm2、19mm、1.282、4.48m/s,18#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：38.7mm、38.7mm、1257mm2、17.3mm、1.249、5.60m/s。
进一步，轧件轧制完成后在冷床自然空冷至室温。
钢的轧制道次及参数见表1：
表1
采用上述工艺方法即可获得公称直径40mm大规格600MPa细晶高强韧抗震钢筋。具体检测如表2
表2
综上所述，本发明所保护的一种Φ40mmHRB600高强抗震钢筋具有高强度、高抗震、高韧性、低成本、性能稳定等综合特点，主要用于桥梁、水电站等重点工程使用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种Φ40mmHRB600高强抗震钢筋，其特征在于，钢的化学成分按重量计为：C 0.25～0.27wt％、Si 0.50～0.65wt％、Mn 1.45～1.55wt％、S≤0.035wt％、P≤0.035wt％、V0.125～0.140wt％、Nb 0.025～0.030wt％,其余为Fe及不可避免的不纯物,不纯物中的Cr+Ni为铁水和废钢中的残余元素。
2.一种Φ40mmHRB600高强抗震钢筋的生产工艺方法，其特征在于，包括如下工艺步骤：
第一步：将铁水和废钢分别按70±2t、16±2t加入80吨电弧炉中进行供氧吹炼，氧压控制在0.75-1.05MPa，然后向炉内分批加入CaO含量≥84％的优质石灰进行造渣，控制终点碳含量为0.08-0.12wt％、P≦0.025％、微量元素不超标后，快速升温达到1620—1640℃出钢；
第二步：出钢时全程底吹氩气，压力为0.6-1.0MPa；钢水到吹氩战后以后进行软吹，软吹压力为0.2-0.4Mpa；
第三步，出钢完毕，将钢水吊到LF炉精炼工位接好氩气全程底吹，然后下电极以六档电压供电进行泡沫渣冶炼，微白渣形成后并保持时间>25分钟，测温取样，根据钢样和温度检测结果，加入合金调整钢液成分和下电极升温，确保成分和温度合格后将钢水吊至浇铸工位；
第四步，连铸采用浸入式水口进行全程保护浇铸，水口插入深度控制在80mm～120mm之间，中间包钢水液面高度≥600mm，温度为1520-1550℃，拉速为2.0-3.5m/min，采用二冷自动配水技术，比水量为1.2-1.35L/kg，采用R9m直弧形连续矫直7机7流连铸机将钢水浇铸成断面为165mm×165mm的钢坯；
第五步，将钢坯热送至步进式加热炉进行加热，炉内温度按加一段850-920℃、加二段1030-1150℃、加三段1150-1180℃、均热段1150-1200℃进行控制，加热90分钟左右，钢坯通体温差＜30℃，出钢温度980-1080℃，钢坯出钢之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制；
第六步，将加热好的钢坯通过出钢辊道输送至轧机进行轧制，轧线18架轧机，粗轧6架、中轧4架、预精轧6架、精轧2架，轧制40mm钢筋为单根不切分轧制，断面总收缩率为95％，9#、10#、13#、14#、15#、16#轧机空过，使用剩余12架轧机进行轧制，各道次变形量控制在20％，并在第10架后设2组控温水箱，在第16架后设4组控温水箱，在第18架后设2组控温水箱进行控温。
3.根据权利要求2所述的一种Φ40mmHRB600高强抗震钢筋的生产工艺方法，其特征在于，第六步轧制过程中，1#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：115mm、187mm、21505mm2、50mm、1.266、0.33m/s,2#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：115mm、132mm、15180mm2、72mm、1.417、0.46m/s,3#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：77mm、155mm、11935mm2、55mm、1.272、0.59m/s,4#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：85mm、98mm、8330mm2、70mm、1.433、0.85m/s,5#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：57mm、115mm、6555mm2、41mm、1.271、1.07m/s,6#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：71mm、72mm、5112mm2、44mm、1.282、1.38m/s,7#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：50mm、95mm、3820mm2、22mm、1.338、1.84m/s,8#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：62mm、62mm、3017mm2、33mm、1.266、2.33m/s,11#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：22mm、68mm、2457mm2、18mm、1.228、2.86m/s,12#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：50mm、49mm、2012mm2、18mm、1.221、3.50m/s,17#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：30m、56mm、1570mm2、19mm、1.282、4.48m/s,18#轧机处控制轧件高度、宽度、面积、压下量、变形系数及轧制速度分别为：38.7mm、38.7mm、1257mm2、17.3mm、1.249、5.60m/s。
4.根据权利要求2所述的一种Φ40mmHRB600高强抗震钢筋的生产工艺方法，其特征在于，轧件轧制完成后在冷床自然空冷至室温。
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