CN113388781B - 高速棒材生产hrb600e螺纹钢筋的方法及高速棒材生产的hrb600e螺纹钢筋 - Google Patents

高速棒材生产hrb600e螺纹钢筋的方法及高速棒材生产的hrb600e螺纹钢筋 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的方法及高速棒材生产的HRB600E螺纹钢筋，所述高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的方法包括：依次进行的以下步骤：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、吹氩、LF精炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧、中轧、预精轧、预精轧控冷及恢复、精轧、轧后控冷及恢复；所述高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的成分为：C：0.23～0.28Wt％，Si：0.65～0.80Wt％，Mn：1.25～1.45Wt％，P：≤0.04Wt％，S：≤0.035Wt％，V：0.065～0.10Wt％，Nb：0.008～0.02Wt％，N：0.015～0.028Wt％，B：0.0015～0.0035Wt％，Cr：0.1～0.2Wt％。降低了生产成本，生产效率高、表面质量好。

Description

高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的方法及高速棒材生产的 HRB600E螺纹钢筋
技术领域
本发明涉及冶金领域，具体涉及一种高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的方法及高速棒材生产的HRB600E螺纹钢筋。
背景技术
高速棒材生产的钢筋外形尺寸控制好且终轧轧制速度可达45m/秒及以上，具备高产量、高质量、低成本的优势，是当前中小规格螺纹钢筋生产的发展趋势。由于高速棒材变形速度快并可使用控轧控冷工艺，实现了晶粒较细的HRB400E钢筋生产。但在生产强度更高的HRB600E钢筋时，细晶强化对屈服强度的贡献大，而对抗拉强度的贡献弱，难于满足中国钢铁工业协会团体标准T/CISA 026—2020《钢筋混凝土用HRB600E抗震热轧带肋钢筋》中对HRB600E抗震钢筋的强屈比Ro m/Ro eL要求大于等于1.25的要求。
综上所述，现有技术中存在以下问题：高速棒材生产线难以生成出强屈比Ro m/Ro eL大于等于1.25的HRB600E螺纹钢筋。
发明内容
本发明实施例所解决的技术问题是高速棒材生产线难以生成出强屈比Ro m/Ro eL大于等于1.25的HRB600E螺纹钢筋的问题。
为此，一方面，本发明实施例提供了一种高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的方法，所述高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的方法包括：
依次进行的以下步骤：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、吹氩、LF精炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧、中轧、预精轧、预精轧控冷及恢复、精轧、轧后控冷及恢复；
所述高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的成分为：C：0.23～0.28Wt％，Si：0.65～0.80Wt％，Mn：1.25～1.45Wt％，P：≤0.04Wt％，S：≤0.035Wt％，V：0.065～0.10Wt％，Nb：0.008～0.02Wt％，N：0.015～0.028Wt％，B：0.0015～0.0035Wt％，Cr：0.1～0.2Wt％。
具体的，对于规格10到16mm的HRB500E螺纹钢筋，成分为：C：0.23～0.28Wt％，Si：0.65～0.80Wt％，Mn：1.25～1.45Wt％，P：≤0.04Wt％，S：≤0.035Wt％，V：0.065～0.085Wt％，Nb：0.008～0.02Wt％，N：0.015～0.025Wt％，B：0.0015～0.0025Wt％，Cr：0.1～0.2Wt％。
具体的，对于规格18到25mm的HRB500E螺纹钢筋，成分为：C：0.23～0.28Wt％，Si：0.65～0.80Wt％，Mn：1.25～1.45Wt％，P：≤0.04Wt％，S：≤0.035Wt％，V：0.080～0.10Wt％，Nb：0.008～0.02Wt％，N：0.018～0.028Wt％，B：0.0025～0.0035Wt％，Cr：0.1～0.2Wt％。
具体的，转炉钢水冶炼步骤中：入炉铁水要求S≤0.045Wt％；冶炼过程采用全程底吹氩气，吹炼后期加大气体流量，加强熔池搅拌；转炉终点控制C≤0.15Wt％，P≤0.037Wt％。
具体的，方坯连铸:采用钢包下渣检测控制，中间包浇注温度为1520～1540℃。
具体的，高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的成分按重量百分比为：C：0.28Wt％，Si：0.72Wt％，Mn：1.35Wt％，P：0.032Wt％，S：0.028Wt％，V：0.072Wt％，Nb：0.015Wt％，N：0.0189Wt％，B：0.002Wt％，Cr：0.13Wt％。
具体的，高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的成分按重量百分比为：C：0.25Wt％，Si：0.73Wt％，Mn：1.32Wt％，P：0.027Wt％，S：0.027Wt％，V：0.075Wt％，Nb：0.017Wt％，N：0.0201Wt％，B：0.0019Wt％，Cr：0.15Wt％。
具体的，减径机后至上冷床前不安装并且不使用控冷设备，使钢筋处于自然冷却状态，钢筋表面获得较高的上冷床温度。
具体的，所述高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋，规格为10mm，终轧轧制速度为42m/S。
另一方面，本发明实施例还提供了一种高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋，所述高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的成分为：C：0.23～0.28Wt％，Si：0.65～0.80Wt％，Mn：1.25～1.45Wt％，P：≤0.04Wt％，S：≤0.035Wt％，V：0.065～0.10Wt％，Nb：0.008～0.02Wt％，N：0.015～0.028Wt％，B：0.0015～0.0035Wt％，Cr：0.1～0.2Wt％，并采用高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的方法制成。
本发明与常规产线的HRB600E钢筋相比，合金加入量下降，降低了生产成本。可用高速棒材生产线成功生产出合格的HRB600E钢筋，生产效率高、表面质量好。对抗拉强度强度贡献大的元素按上限控制，并加入V、N、B、Cr、Nb等可使CCT曲线右移的元素，最终控制高速棒材HRB600E抗震钢筋的心部金相组织中形成少量贝氏体组织，得到合理的屈服强度与较高的抗拉强度。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明。
本发明提供了一种高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的方法，所述高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的方法包括：
单线高速棒材钢筋的生产工艺为：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、吹氩、LF精炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧(6架)、中轧(6架)、预精轧(6架)、单线、控冷及恢复段、精轧(4架)、精轧(剪径2架)、轧后控冷及恢复段、夹送辊、圆盘倍尺剪、制动装置、转毂装置、冷床冷却、定尺剪切并检验包装入库
双线高速棒材钢筋的生产工艺为：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、吹氩、LF精炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧(6架)、中轧(6架)、预精轧(6架)并切分为双线、控冷及恢复段×2、精轧(4架)×2、剪径2架×2、轧后控冷及恢复段×2、夹送辊×2、圆盘倍尺剪×2、制动装置×2、转毂装置×2、冷床冷却、定尺剪切并检验包装入库。
其中，各阶段的工艺特点为：
转炉钢水冶炼：入炉铁水要求S≤0.045Wt％；冶炼过程采用全程底吹氩气，吹炼后期加大气体流量，加强熔池搅拌；转炉终点控制C≤0.15Wt％，P≤0.037Wt％；
方坯连铸:采用钢包下渣检测控制，中间包浇注温度为1520～1540℃，中间包使用普通覆盖剂，使用普通方坯保护渣，铸坯单流拉速为3.0～4.0m/min。
1.成分：
(1)C、Si：起固溶强化作用且对抗拉强度的贡献大、屈服强度的贡献小，按上限控制。
(2)Mn：起固溶强化效果且对屈服强度的贡献略高,Mn控制在适中水平可降低成本，其损失的强度则通过较低温度下的细晶强化来弥补。
(3)微Nb:加入Nb提高奥氏体再结晶温度，实现较高温度下的未再结晶轧制并具有析出强化的效果，提高强度同时又增加氧化铁皮厚度。固溶在奥氏体中的微量铌，可以推迟先共析铁素体的析出，加大奥氏体开始分解析出珠光体的时间，但对贝氏体的转变几乎没有影响，同时提高贝氏体转变温度，是形成贝氏体的有利元素，因此加入Nb控制贝氏体组织，并形成碳氮化物提高强度。
(4)V、N、B含量。V元素和钢中微量的B争夺钢中的N，V与N结合生产VN提高钢的强度，并使B较难与N结合形成BN。B存在于奥氏体的晶界上，降低了奥氏体晶界能量，提高了奥氏体在马氏体以上温度区间的稳定性，因此微量的B可明显提高钢的淬透性。
(5)Cr元素。Cr起固溶强化作用，且在奥氏体中的扩散速度比较小，加之能阻碍碳的扩散，因而可提高奥氏体的稳定性，使CCT曲线右移，降低临界冷却速度，提高淬透性，利于形成贝氏体。
表1 HRB600E成分(wt％)
Figure BDA0003090217410000041
具体的，高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的成分按重量百分比为：C：0.28Wt％，Si：0.72Wt％，Mn：1.35Wt％，P：0.032Wt％，S：0.028Wt％，V：0.072Wt％，Nb：0.015Wt％，N：0.0189Wt％，B：0.002Wt％，Cr：0.13Wt％。
具体的，高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的成分按重量百分比为：C：0.25Wt％，Si：0.73Wt％，Mn：1.32Wt％，P：0.027Wt％，S：0.027Wt％，V：0.075Wt％，Nb：0.017Wt％，N：0.0201Wt％，B：0.0019Wt％，Cr：0.15Wt％。
2.轧线布置：
粗轧6架+中轧6架+预精轧6架+控冷装置+回复段+4架精轧机组+控冷+控冷装置+回复段+2减径机。
粗轧机组6架短应力线轧机+中轧6架短应力线轧机+预精轧6架短应力线轧机(各机架之间通过活套连接，从第4台机架开始将棒材进行二切分，并在预精轧出口分别进入两个通道)
精轧机组分为两线采用4架45°顶交悬臂(V型)无扭超重载型摩根轧机，共2组模块，每组模块由一个电机单独驱动，相比集体传动，具有以下优点：可以对每组轧辊单独调速，调速范围广，调速灵活性高；每个电机功率小，尺寸小；便于检修和维护。
减径机组采用2架45°顶交悬臂减径机，单独传动。增加减径机组可实现在再结晶温度以下或双相区轧制(即热机轧制)，通过设计最后两个道次的变形制度，使晶粒破碎，加上形变诱导铁素体相变，达到细化晶粒提高钢材性能的目的。另外还可以提高轧机的生产率、提高产品的尺寸公差和表面质量、增加品种规格、提高产品的冶金性能等。
3.轧制工艺：
(1)钢坯加热时间60～90分钟，开轧温度：1030±30℃。
(2)Φ10～Φ16mm规格双线及单线轧制：控制进进精轧温度及进减径机温度，由于Nb提高了奥氏体再结晶温度，可在较高温度下实现奥氏体未再结晶轧制，减径机后不得安装控冷设备利于氧化铁皮的形成，单线轧制时由于变形量大进减径机温度可略高，对氧化铁皮的生成更有利。
减径机后至上冷床前不安装并且不使用控冷设备，使钢筋处于自然冷却状态，钢筋表面获得较高的上冷床温度。
(3)Φ18～Φ25规格双线及单线轧制：4架精轧机组(19号到22号机组的4架精轧机组)不投入使用，利用分级控冷的思路使用预精轧及精轧后水箱并保持长开状态，避免一次冷却的强度过大，不利于组织及氧化铁皮的控制，单线轧制时由于变形量大进减径机温度可略高，对氧化铁皮的生成更有利。减径机后至上冷床前不安装、不使用控冷设备，使钢筋处于自然冷却状态，钢筋表面获得较高的上冷床温度。
(4)最后两个机架(K1、K2)道次变形量大于15％。
表2轧钢关键温度(wt％)
Figure BDA0003090217410000051
Figure BDA0003090217410000061
所述高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋，规格为10mm，终轧轧制速度为42m/S。
4.终轧轧制速度：不同规格均保持较高的轧制速度，有利于晶粒细化(见表3)。
表3终轧轧制速度
Figure BDA0003090217410000062
5.冷床冷却：钢筋在步进式冷床上每齿单支存放，加快散热，大规格在冷床使用风冷。
以上措施可控制HRB600E钢筋组织横截面的边部贝氏体含量为0％，1/4处贝氏体含量为0％，横截面中心处贝氏体含量为1～10％。使用高速棒材生产线成功生产出合格的HRB600E钢筋。
本发明还提供了一种高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋，所述高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的成分为：C：0.23～0.28Wt％，Si：0.65～0.80Wt％，Mn：1.25～1.45Wt％，P：≤0.04Wt％，S：≤0.035Wt％，V：0.065～0.10Wt％，Nb：0.008～0.02Wt％，N：0.015～0.028Wt％，B：0.0015～0.0035Wt％，Cr：0.1～0.2Wt％，并采用高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的方法制成。
对于规格10到16mm的HRB500E螺纹钢筋，成分为：C：0.23～0.28Wt％，Si：0.65～0.80Wt％，Mn：1.25～1.45Wt％，P：≤0.04Wt％，S：≤0.035Wt％，V：0.065～0.085Wt％，Nb：0.008～0.02Wt％，N：0.015～0.025Wt％，B：0.0015～0.0025Wt％，Cr：0.1～0.2Wt％。
对于规格18到25mm的HRB500E螺纹钢筋，成分为：C：0.23～0.28Wt％，Si：0.65～0.80Wt％，Mn：1.25～1.45Wt％，P：≤0.04Wt％，S：≤0.035Wt％，V：0.080～0.10Wt％，Nb：0.008～0.02Wt％，N：0.018～0.028Wt％，B：0.0025～0.0035Wt％，Cr：0.1～0.2Wt％。
具体的，高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的成分按重量百分比为：C：0.28Wt％，Si：0.72Wt％，Mn：1.35Wt％，P：0.032Wt％，S：0.028Wt％，V：0.072Wt％，Nb：0.015Wt％，N：0.0189Wt％，B：0.002Wt％，Cr：0.13Wt％。
具体的，高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的成分按重量百分比为：C：0.25Wt％，Si：0.73Wt％，Mn：1.32Wt％，P：0.027Wt％，S：0.027Wt％，V：0.075Wt％，Nb：0.017Wt％，N：0.0201Wt％，B：0.0019Wt％，Cr：0.15Wt％。
本发明与常规产线的HRB600E钢筋相比，合金加入量下降，降低了生产成本。可用高速棒材生产线成功生产出合格的HRB600E钢筋，生产效率高、表面质量好。对抗拉强度强度贡献大的元素按上限控制，并加入V、N、B、Cr、Nb等可使CCT曲线右移的元素，最终控制高速棒材HRB600E抗震钢筋的心部金相组织中形成少量贝氏体组织，得到合理的屈服强度与较高的抗拉强度。
实施例：
1.双线高速棒材生产Φ10～25mm直条螺纹钢筋工艺为：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、吹氩、LF精炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧(6架)、中轧(6架)、预精轧(6架)并切分为双线、控冷及恢复段×2、精轧(4架)×2、剪径2架×2、轧后控冷及恢复段×2、夹送辊×2、圆盘倍尺剪×2、制动装置×2、转毂装置×2、冷床冷却、定尺剪切并检验包装入库。
2.钢坯加热时间60～90分钟，开轧温度1010～1050℃，。
3.采用下述成分配比和具体工艺。其中，表4是各实施例钢的成分(按重量百分比计)。表5是与表4所述实施例钢对应的生产规格、工艺参数、力学性能、氧化铁皮厚度。
表4：产品化学成分(wt％)
实例 C Si Mn P S V Nb N B Cr
实例1 0.28 0.72 1.35 0.032 0.028 0.072 0.015 0.0189 0.0020 0.13
实例2 0.25 0.73 1.32 0.027 0.027 0.075 0.017 0.0201 0.0019 0.15
实例3 0.26 0.70 1.30 0.030 0.034 0.078 0.013 0.0212 0.0022 0.17
实例4 0.24 0.68 1.37 0.029 0.031 0.085 0.015 0.0232 0.0032 0.15
实例5 0.27 0.75 1.39 0.031 0.028 0.092 0.016 0.0241 0.0031 0.14
表5：各实施例具体的工艺参数与力学性能
Figure BDA0003090217410000081
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的方法，其特征在于，所述高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的方法包括：
依次进行的以下步骤：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、吹氩、LF精炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧、中轧、预精轧、预精轧控冷及恢复、精轧、轧后控冷及恢复；
高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的成分按重量百分比为：C：0.25wt％，Si：0.73wt％，Mn：1.32wt％，P：0.027wt％，S：0.027wt％，V：0.075wt％，Nb：0.017wt％，N：0.0201wt％，B：0.0019wt％，Cr：0.15wt％；
所述高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋，规格为10mm，终轧轧制速度为42m/s。
2.如权利要求1所述的高速棒材生产HRB600E螺纹钢筋的方法，其特征在于，减径机后至上冷床前不安装并且不使用控冷设备，使钢筋处于自然冷却状态，钢筋表面获得较高的上冷床温度。
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