CN114164333A - 一种超细晶粒带肋抗震钢筋的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了的一种超细晶粒带肋抗震钢筋的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:①铁水冶炼：转炉在前一炉冶炼结束后，先在炉内预留钢水总量1～3%的钢渣，接着加入转炉铁水与废钢，转炉铁水与废钢比例为：铁水量为70～80%、废钢量为20～30%，废钢装料过程中加入硅铁80～100kg/t钢，当铁水温度达到1050～1100℃时，向转炉中加入石墨、铌、钢芯铝、碳锰、铜、铟钢、镓、镍和高碳铬铁，继续冶炼，控制铁水温度继续升高，当铁水温度达到1600～1650℃时出钢；②钢水精炼：接着向铁水中补加优质白灰及精炼渣；③真空脱气；④连铸；⑤钢坯加热；⑥轧制。本发明所生产的带肋钢筋具有强度高、显微组织细小均匀、塑韧性好、抗震性能优异的优点。

Description

一种超细晶粒带肋抗震钢筋的制备方法
技术领域
本发明属于炼钢轧制技术领域，具体涉及一种超细晶粒带肋抗震钢筋的制备方法。
背景技术
热轧带肋钢筋的俗称是螺纹钢，被广泛用于房屋、桥梁、道路等土建工程建设上。建筑业的技术进步以及建筑用钢减量化政策的提出，不断促进我国高强带肋钢筋新产品的研发和升级换代。近年来我国出台了一系列政策来推动高强钢筋的应用，高强钢筋用量百分比逐年上升，目前400MPa及以上级别钢筋占钢筋总量的百分比已超过90％。与400MPa级钢筋相比，700MPa级高强钢筋的强度更高、综合性能更优良，不仅节材环保，而且能解决高层、大跨度建筑的肥梁胖柱、梁柱节点钢筋过密、施工困难等问题。近年来，随着地震灾害的频发，我国对建筑结构的抗震要求进一步加严，对抗震钢筋的要求进一步明确，即在普通钢筋力学性能的基础上，增加了对强屈比、屈屈比、最大力下的总伸长率三大抗震指标的要求。由2018年11月1日起开始实施的国标GB1499.2-2018《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》中将热轧钢筋按照三个强度等级，两个牌号系列，共包括HRB400、HRB500、HRB600、HRB400E、HRB500E、以及HRBF400、HRBF500、HRBF400E、HRBF500E九个钢筋牌号，其中抗震钢筋为HRB400E、HRB500E。在现有的技术中，由于RB400E、HRB500E抗震钢筋的主导钢种20MnNb、20MnSiV的必需原料Nb-Fe、V-Fe、Ti、VN合金价格大幅上涨，导致生产成本显著升高，加入Nb、V、Ti等进行微合金化生产HRB400E的主要问题是：使用Nb微合金化，要求加热炉的温度在1050℃以上，并且吨钢成本增加80元/吨左右；使用V微合金化，操作简单方便，但V及VN的价格波动很大，V微合金化吨钢成本在60～160元/吨波动，对生产成本影响较大；使用Ti微合金化，Ti收得率的稳定控制是个大问题，要求钢包内的钢水脱氧良好，连铸要控制二次氧化，轧钢厂加热炉温度和上冷床温度控制要稳定，生产难度大，且吨钢成本增加50～60元/吨，同时通过加入V元素在钢中形成和析出的碳氮化物，起到沉淀析出强化和细化晶粒的作用，从而进一步提高钢的强度；但是通常钢的强度和韧性是一对矛盾体，在提高钢筋强度的同时，往往造成断裂韧性的恶化，故强度和断裂韧性的矛盾也是急需解决的技术问题之一。因此，本发明的目的在于一种工艺合理，既能降低生产成本，又能提高抗震性性能，适于批量生产的超细晶粒带肋抗震钢筋的制备方法是客观需要的。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种工艺科学合理，既能降低生产成本，又能有效提高工艺力学性能的超细晶粒带肋抗震钢筋的制备方法。
本发明所述一种超细晶粒带肋抗震钢筋的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
①铁水冶炼：转炉在前一炉冶炼结束后，先在炉内预留钢水总量1～3%的钢渣，炉底吹氮气进行溅渣护炉，溅渣时间3～8min，溅渣时氮气流量20000～22000m 3 /h，接着先后向转炉内加入铁水和废钢，铁水与废钢比例为：铁水量为70～80%、废钢量为20～30%，废钢装料过程中加入硅铁80～100kg/t钢，当铁水温度达到1050～1100℃时，向转炉中加入石墨1～5kg/t钢、铌3～10 kg/t钢、钢芯铝0.5～5kg/t钢、碳锰10～20kg/t钢、铜1～5kg/t钢、铟0.1～0.5kg/t钢、镓0.1～0.5kg/t钢、镍1～2kg/t钢和高碳铬铁5～15kg/t钢，继续冶炼，控制铁水温度继续升高，当铁水温度达到1600～1650℃时出钢；
②钢水精炼：将步骤①冶炼的铁水出钢至LF炉中，接着向铁水中补加优质白灰及精炼渣，白灰的加入量为5～10kg/t钢，精炼渣的加入量为10～20kg/t钢，并保持1600～1650℃精炼时间70～90min之后进行通电造渣，然后在LF炉精炼结束前15～25min对铁水各成分进行微调，将S的成分进一步降低，使S≤0.005％；
③真空脱气：将经过步骤②精炼后的钢水转移到VD炉中，将VD炉合盖，进行真空脱气，使其内部的真空度达到0.4～0.5Pa，经过软吹处理之后将钢包取出；
④连铸：将步骤③中软吹处理后的钢包吊至浇注工位浇铸成钢坯，浇注时，钢包、中包、结晶器均采用全程吹氩保护，中包液面采用覆盖剂和炭化稻壳进行覆盖，中包温度为1500～1520℃，结晶器冷却水流量为120～130m 3 /h，二冷比水量为1.6～1.8L/kg，矫直温度≥950℃，拉速为2.5～3m/min；
⑤钢坯加热：将步骤④浇铸得到的钢坯进入加热炉，在加热炉内加热到1150～1200℃，并保温50～100min；
⑥轧制：将经步骤⑤经加热后的钢坯先进行高压水除磷，除磷压力为13～15MPa，接着在速度为0.5～1.0m/s的轧制条件下粗轧3～6个道次，并控制下压率，之后在速度为3.0～4.0m/s的轧制条件下中轧4～6个道次，然后进入精轧前利用预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为70～80m3/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为930～950℃，最后在速度为10.0～13.5m/s的轧制条件下精轧3～5个道次，将精轧后钢筋进行多段分级控冷，控冷后再将钢筋上冷床自然空冷至室温，冷床空冷度的温度为620～650℃，即获得成品带肋钢筋。
本发明提供在钢水冶炼中加入的各合金元素的成分中，各成分作用下：石墨起到固溶强化作用，同时可以提高珠光体含量，提高钢材强度的同时，能够提高强屈比，但是含量过高影响焊接性能，降低塑性；碳锰同样起到固溶强化作用，显著提高钢材强度，而且提高钢材淬透性，提高珠光体含量，提高强屈比；铌元素的C、N化合物析出温度在1200℃以上，对奥氏体晶界的移动有着阻碍作用，能够起到细晶强化作用，但当过高的Nb含量，产生的Nb(C，N)沿晶析出在热坯浇铸过程中的易形成铸坯表面应力裂纹，同时会降低钢材塑性和韧性，本发明中将铌元素含量控制在合理的范围内，能够增加钢材的塑形，避免强度和塑形之间形成的矛盾；在上述合金元素的使用技术基础上，铜能提高钢的强度，特别是屈强比。随着铜含量的提高，钢的室温冲击韧度略有提高；镓、铟为低熔点合金，应用于炼钢工艺中，由于具有延展性好，可塑性强，熔点低的特性，可以增强了钢筋的硬度，提高了钢筋的强屈比。
相对于现有技术，本发明从热轧带肋钢筋的生产工艺特点和组织性能改善的难点出发，通过冶炼技术和轧制工艺的协同改进，充分利用廉价合金元素和钢中氧硫化物夹杂物，细化晶粒尺寸，提高强度和抗震性，实现高强度钢筋低成本、高效率生产。
一是本发明主要采用较廉价的碳、硅、锰元素强化基体强度，对更高强度级别或根据钢筋的抗震性能等要求适量添加镍、铜、铟、嫁等元素，充分利用碳、硅、锰的固溶强化作用，提高并稳定强屈比，热轧钢筋固溶、析出及细晶这三种主要强化方式中，只有固溶强化提高抗拉强度的幅度大于提高屈服强度的幅度，从而保证强屈比；采用镍、铜、铟、嫁复合微合金化成分设计，利用镍的细晶强化作用，提高钢筋的强度，同时保持钢筋的塑性，保证强屈比；
二是在炼钢控制成分后，直接热送轧制，提高生产效率，铸坯坯料加热后出炉温度为1150～1200℃使得镍固溶更充分，且在精轧前进行预水冷，有利于提高析出强化作用，使表层形成更多致密细晶层，进而提高屈服强度，控制上冷床温度，发挥Nb(C，N)粒子的析出强化和细晶强化作用；
三是本发明采用废钢作为主要的制作原料,废钢的使用一方面能够有效的降低钢筋的生产成本,另一方面废钢的添加能够合理的调节钢水中的合金元素,与其添加镍、铜、铟、嫁等元素协同作用后,可以让钢筋的强度得到更好的提高；
综上，本发明克服了常规技术中方法复杂、成本高、不易控制的缺点，有利于工业化稳定生产。本发明在转炉冶炼、LF精炼、VD真空处理、连铸工艺基础上进行优化改进，优选原辅料，管控操作细节，关注重点环节，充分发挥了析出强化、细晶强化、多相组织强化等多重强化作用，所生产的带肋钢筋具有强度高、显微组织细小均匀、塑韧性好、抗震性能优异的优点。因此，本发明提供的带肋抗震钢筋具有良好的强韧性匹配，可保证保证产品的屈服强度(Rel) ≥700MPa，抗拉强度(Rm≥850MPa)，抗拉强度/实测屈服强度(Rm/Rel)≥1.5，断后伸长率≥18％，最大力下总伸长率≥10％。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
实施例1：
本实施例1所述超细晶粒带肋抗震钢筋的制备方法,包括以下步骤:
①铁水冶炼：转炉在前一炉冶炼结束后，先在炉内预留钢水总量1%的钢渣，炉底吹氮气进行溅渣护炉，溅渣时间3min，溅渣时氮气流量20000m 3 /h，接着先后向转炉内加入铁水和废钢，铁水与废钢比例为：铁水量为70%、废钢量为30%，废钢装料过程中加入硅铁80kg/t钢，当铁水温度达到1050℃时，向转炉中加入石墨1kg/t钢、铌3kg/t钢、钢芯铝0.5kg/t钢、碳锰10kg/t钢、铜1kg/t钢、铟0.1kg/t钢、镓0.1kg/t钢、镍1kg/t钢和高碳铬铁5kg/t钢，转炉中加入石墨、脱氧剂、碳锰、硅铁、铜、铟、镓、镍、高碳铬铁之后，需要再次向炉中加入白灰和白云石，石灰的加入量为20kg/t钢，白云石的加入量为25 kg/t钢，白灰的成分组成为：CaO≥85%、MgO≤3%、SiO 2 ≤10%、S≤0.030%，白灰的性能指标为：灼减≤4%、活性度≥350、粒度10～20mm≥90%，继续冶炼，控制铁水温度继续升高，当铁水温度达到1600℃时出钢；
②钢水精炼：将步骤①冶炼的铁水出钢至LF炉中，接着向铁水中补加优质白灰及精炼渣，白灰的加入量为5kg/t钢，精炼渣的加入量为10kg/t钢，精炼渣成分组成为：CaO:40%，SiO 2: 3%，Al 2 O 3:40%，CaF 2:3%，MgO:14%，并保持1600℃精炼时间70min之后进行通电造渣，所述通电造渣分别进行两次通电，第一次通电采用6级电压化渣，加白灰20kg/t钢，第二次通电采用4级电压，加入白灰15kg/t钢，然后在LF炉精炼结束前15min对铁水各成分进行微调，将S的成分进一步降低，使S≤0.005％，上述步骤②中使用的白灰成分组成均为：CaO≥85%、MgO≤3%、SiO 2 ≤10%、S≤0.030%，白灰的性能指标为：灼减≤4%、活性度≥350、粒度10～20mm≥90%。；
③真空脱气：将经过步骤②精炼后的钢水转移到VD炉中，将VD炉合盖，进行真空脱气，使其内部的真空度达到0.4Pa，经过软吹处理之后将钢包取出，对钢水进行软吹处理时，需要对钢水进行搅拌，搅拌的时间为15～20min，向VD炉中加入碳化稻壳将渣面进行覆盖，防止氧化；
④连铸：将步骤③中软吹处理后的钢包吊至浇注工位浇铸成钢坯，浇注时，钢包、中包、结晶器均采用全程吹氩保护，中包液面采用覆盖剂和炭化稻壳进行覆盖，碳化稻壳和覆盖剂在熔融金属表面形成保护层，使金属与气体介质分开，既可减少熔融金属的飞溅损失，又可降低熔融物中气体的饱和度，最大限度的防止了在钢材制作过程中的氧化和烧损，覆盖剂的成分组成为：C：10%，CaO: 50%，SiO 2 :25%，Al2O3 :5%，MgO:55%，Fe2O3:5%，覆盖剂和碳化稻壳的实际用量可以根据实际情况确定，中包温度为1500℃，结晶器冷却水流量为120m 3 /h，二冷比水量为1.6L/kg，矫直温度≥950℃，拉速为2.5m/min；
⑤钢坯加热：将步骤④浇铸得到钢坯进入加热炉，在加热炉内加热到1150℃，并保温50～100min；
⑥轧制：将经步骤⑤经加热后的钢坯先进行高压水除磷，除磷压力为13MPa，接着在速度为0.5m/s的轧制条件下粗轧3个道次，并控制下压率，粗轧时的下压率控制在40％以下，且粗轧轧制中前2个道次的压延相比后续道次的压延要小，之后在速度为3.0m/s的轧制条件下中轧4个道次，然后进入精轧前利用预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为70m3/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为930℃，最后在速度为10.0m/s的轧制条件下精轧3个道次，将精轧后钢筋进行多段分级控冷，多段分级控冷是通过1个长度为4m长管水冷段装置和2个长度为0.9m的短管水冷段装置进行多段分级控冷，长管水冷段和短管水冷段间隔0.2m，短管水冷段间隔0.1m，水泵压力为1.2MPa，控冷后再将钢筋上冷床自然空冷至室温，冷床空冷度的温度为620℃，即获得成品带肋钢筋。
利用本实施例1生产直径Φ12mm的带肋钢筋，经检测，产品外观尺寸合格；产品的金相组织为铁素体+珠光体，晶粒度9.8级，基圆外围没有出现激冷层；产品的屈服强度ReL为702～710MPa、抗拉强度Rm为856～862MPa、断后伸长率A为20～22％、最大力下总伸长率Agt为11.5～13％，强曲比Rm0/ReL0：1.32～1.35，该钢筋性能符合GB/T1499.2-2018 《热轧带肋钢筋》高强抗震钢筋的力学性能技术要求。
实施例2：
本实施例2所述超细晶粒带肋抗震钢筋的制备方法,包括以下步骤:
①铁水冶炼：转炉在前一炉冶炼结束后，先在炉内预留钢水总量2%的钢渣，炉底吹氮气进行溅渣护炉，溅渣时间6min，溅渣时氮气流量21000m 3 /h，接着先后向转炉内加入铁水和废钢，铁水与废钢比例为：铁水量为75%、废钢量为25%，废钢装料过程中加入硅铁90kg/t钢，当铁水温度达到1080℃时，向转炉中加入石墨3kg/t钢、铌7 kg/t钢、钢芯铝3kg/t钢、碳锰15kg/t钢、铜3kg/t钢、铟0.3kg/t钢、镓0.3kg/t钢、镍1.5kg/t钢和高碳铬铁10kg/t钢，转炉中加入石墨、脱氧剂、碳锰、硅铁、铜、铟、镓、镍、高碳铬铁之后，需要再次向炉中加入白灰和白云石，石灰的加入量为25kg/t钢，白云石的加入量为32 kg/t钢，白灰的成分组成为：CaO≥85%、MgO≤3%、SiO 2 ≤10%、S≤0.030%，白灰的性能指标为：灼减≤4%、活性度≥350、粒度10～20mm≥90%，继续冶炼，控制铁水温度继续升高，当铁水温度达到1620℃时出钢；
②钢水精炼：将步骤①冶炼的铁水出钢至LF炉中，接着向铁水中补加优质白灰及精炼渣，白灰的加入量为8kg/t钢，精炼渣的加入量为15kg/t钢，精炼渣成分组成为：CaO:50%，SiO 2:2%，Al 2 O 3:33%，CaF 2:7%，MgO:13%，并保持1620℃精炼时间80min之后进行通电造渣，所述通电造渣分别进行两次通电，第一次通电采用6级电压化渣，加白灰25kg/t钢，第二次通电采用4级电压，加入白灰20kg/t钢，然后在LF炉精炼结束前20min对铁水各成分进行微调，将S的成分进一步降低，使S≤0.005％，上述步骤②中使用的白灰成分组成均为：CaO≥85%、MgO≤3%、SiO 2 ≤10%、S≤0.030%，白灰的性能指标为：灼减≤4%、活性度≥350、粒度10～20mm≥90%。；
③真空脱气：将经过步骤②精炼后的钢水转移到VD炉中，将VD炉合盖，进行真空脱气，使其内部的真空度达到0.45Pa，经过软吹处理之后将钢包取出，对钢水进行软吹处理时，需要对钢水进行搅拌，搅拌的时间为15～20min，向VD炉中加入碳化稻壳将渣面进行覆盖，防止氧化；
④连铸：将步骤③中软吹处理后的钢包吊至浇注工位浇铸成钢坯，浇注时，钢包、中包、结晶器均采用全程吹氩保护，中包液面采用覆盖剂和炭化稻壳进行覆盖，碳化稻壳和覆盖剂在熔融金属表面形成保护层，使金属与气体介质分开，既可减少熔融金属的飞溅损失，又可降低熔融物中气体的饱和度，最大限度的防止了在钢材制作过程中的氧化和烧损，覆盖剂的成分组成为：C：15%，CaO：40%，SiO 2 ：30%，Al2O3 :6%，MgO:4%，Fe2O3 :5%，覆盖剂和碳化稻壳的实际用量可以根据实际情况确定，中包温度为1510℃，结晶器冷却水流量为125m 3 /h，二冷比水量为1.7L/kg，矫直温度≥950℃，拉速为2.8m/min；
⑤钢坯加热：将步骤④浇铸得到钢坯进入加热炉，在加热炉内加热到1180℃，并保温50～100min；
⑥轧制：将经步骤⑤经加热后的钢坯先进行高压水除磷，除磷压力为14MPa，接着在速度为0.8m/s的轧制条件下粗轧5个道次，并控制下压率，粗轧时的下压率控制在40％以下，且粗轧轧制中前2个道次的压延相比后续道次的压延要小，之后在速度为3.5m/s的轧制条件下中轧5个道次，然后进入精轧前利用预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为75m3/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为940℃，最后在速度为12.0m/s的轧制条件下精轧4个道次，将精轧后钢筋进行多段分级控冷，多段分级控冷是通过1个长度为4.5m长管水冷段装置和3个长度为1.0m的短管水冷段装置进行多段分级控冷，长管水冷段和短管水冷段间隔0.25m，短管水冷段间隔0.2m，水泵压力为1.25MPa，控冷后再将钢筋上冷床自然空冷至室温，冷床空冷度的温度为640℃，即获得成品带肋钢筋。
利用本实施例2生产直径Φ20mm的带肋钢筋，经检测，产品外观尺寸合格；产品的金相组织为铁素体+珠光体，晶粒度9.4级，基圆外围没有出现激冷层；产品的屈服强度ReL为760～768MPa、抗拉强度Rm为864～872MPa、断后伸长率A为22.5～23％、最大力下总伸长率Agt为12.5～13.6％，强曲比Rm0/ReL0：1.33～1.45，该钢筋性能符合GB/T1499.2-2018《热轧带肋钢筋》高强抗震钢筋的力学性能技术要求。
实施例3：
本实施例3所述超细晶粒带肋抗震钢筋的制备方法,包括以下步骤:
①废钢冶炼：铁水冶炼：转炉在前一炉冶炼结束后，先在炉内预留钢水总量3%的钢渣，炉底吹氮气进行溅渣护炉，溅渣时间8min，溅渣时氮气流量22000m 3 /h，接着先后向转炉内加入铁水和废钢，铁水与废钢比例为：铁水量为80%、废钢量为20%，废钢装料过程中加入硅铁100kg/t钢，当铁水温度达到1100℃时，向转炉中加入石墨5kg/t钢、铌10 kg/t钢、钢芯铝5kg/t钢、碳锰20kg/t钢、铜5kg/t钢、铟0.5kg/t钢、镓0.5kg/t钢、镍2kg/t钢和高碳铬铁15kg/t钢，转炉中加入石墨、脱氧剂、碳锰、硅铁、铜、铟、镓、镍、高碳铬铁之后，需要再次向炉中加入白灰和白云石，石灰的加入量为30kg/t钢，白云石的加入量为45 kg/t钢，白灰的成分组成为：CaO≥85%、MgO≤3%、SiO 2 ≤10%、S≤0.030%，白灰的性能指标为：灼减≤4%、活性度≥350、粒度10～20mm≥90%，继续冶炼，控制铁水温度继续升高，当铁水温度达到1600～1650℃时出钢；
②钢水精炼：将步骤①冶炼的铁水出钢至LF炉中，接着向铁水中补加优质白灰及精炼渣，白灰的加入量为10kg/t钢，精炼渣的加入量为20kg/t钢，精炼渣成分组成为：CaO:60%，SiO 2:1%，Al 2 O 3:21%，CaF 2:2%，MgO: 15%，并保持1650℃精炼时间90min之后进行通电造渣，所述通电造渣分别进行两次通电，第一次通电采用6级电压化渣，加白灰30kg/t钢，第二次通电采用4级电压，加入白灰25kg/t钢，然后在LF炉精炼结束前15～25min对铁水各成分进行微调，将S的成分进一步降低，使S≤0.005％，上述步骤②中使用的白灰成分组成均为：CaO≥85%、MgO≤3%、SiO 2 ≤10%、S≤0.030%，白灰的性能指标为：灼减≤4%、活性度≥350、粒度10～20mm≥90%。；
③真空脱气：将经过步骤②精炼后的钢水转移到VD炉中，将VD炉合盖，进行真空脱气，使其内部的真空度达到0.5Pa，经过软吹处理之后将钢包取出，进行软吹搅拌20min后，向VD炉中加入碳化稻壳将渣面进行覆盖，防止氧化；
④连铸：将步骤③中软吹处理后的钢包吊至浇注工位浇铸成钢坯，浇注时，钢包、中包、结晶器均采用全程吹氩保护，中包液面采用覆盖剂和炭化稻壳进行覆盖，碳化稻壳和覆盖剂在熔融金属表面形成保护层，使金属与气体介质分开，既可减少熔融金属的飞溅损失，又可降低熔融物中气体的饱和度，最大限度的防止了在钢材制作过程中的氧化和烧损，覆盖剂的成分组成为：C:20%，CaO: 50%，SiO 2 :20%，Al2O3:4%，MgO:2%，Fe2O3:4%，覆盖剂和碳化稻壳的实际用量可以根据实际情况确定，中包温度为1520℃，结晶器冷却水流量为130m 3 /h，二冷比水量为1.8L/kg，矫直温度≥950℃，拉速为3m/min；
⑤钢坯加热：将步骤④浇铸得到钢坯进入加热炉，在加热炉内加热到1200℃，并保温100min；
⑥轧制：将经步骤⑤经加热后的钢坯先进行高压水除磷，除磷压力为15MPa，接着在速度为1.0m/s的轧制条件下粗轧6个道次，并控制下压率，粗轧时的下压率控制在40％以下，且粗轧轧制中前2个道次的压延相比后续道次的压延要小，之后在速度为4.0m/s的轧制条件下中轧6个道次，然后进入精轧前利用预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为80m3/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为950℃，最后在速度为13.5m/s的轧制条件下精轧5个道次，将精轧后钢筋进行多段分级控冷，多段分级控冷是通过1个长度为5m长管水冷段装置和3个长度为1.0m的短管水冷段装置进行多段分级控冷，长管水冷段和短管水冷段间隔0.25m，短管水冷段间隔0.2m，水泵压力为1.3MPa，控冷后再将钢筋上冷床自然空冷至室温，冷床空冷度的温度为650℃，即获得成品带肋钢筋。
利用本实施例3生产直径Φ16mm的带肋钢筋，经检测，产品外观尺寸合格；产品的金相组织为铁素体+珠光体，晶粒度9.5级，基圆外围没有出现激冷层；产品的屈服强度ReL为735～742MPa、抗拉强度Rm为856～862MPa、断后伸长率A为18.2～19.4％、最大力下总伸长率Agt为10.7～11.5％，强曲比Rm0/ReL0：1.22～1.3，该钢筋性能符合GB/T1499.2-2018《热轧带肋钢筋》高强抗震钢筋的力学性能技术要求。

Claims (9)

1.一种超细晶粒带肋抗震钢筋的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
①铁水冶炼：转炉在前一炉冶炼结束后，先在炉内预留钢水总量1～3%的钢渣，炉底吹氮气进行溅渣护炉，溅渣时间3～8min，溅渣时氮气流量20000～22000m 3 /h，接着先后向转炉内加入铁水和废钢，铁水与废钢比例为：铁水量为70～80%、废钢量为20～30%，废钢装料过程中加入硅铁80～100kg/t钢，当铁水温度达到1050～1100℃时，向转炉中加入石墨1～5kg/t钢、铌3～10 kg/t钢、钢芯铝0.5～5kg/t钢、碳锰10～20kg/t钢、铜1～5kg/t钢、铟0.1～0.5kg/t钢、镓0.1～0.5kg/t钢、镍1～2kg/t钢和高碳铬铁5～15kg/t钢，继续冶炼，控制铁水温度继续升高，当铁水温度达到1600～1650℃时出钢；
②钢水精炼：将步骤①冶炼的铁水出钢至LF炉中，接着向铁水中补加优质白灰及精炼渣，白灰的加入量为5～10kg/t钢，精炼渣的加入量为10～20kg/t钢，并保持1600～1650℃精炼时间70～90min之后进行通电造渣，然后在LF炉精炼结束前15～25min对铁水各成分进行微调，将S的成分进一步降低，使S≤0.005％；
③真空脱气：将经过步骤②精炼后的钢水转移到VD炉中，将VD炉合盖，进行真空脱气，使其内部的真空度达到0.4～0.5Pa，经过软吹处理之后将钢包取出；
④连铸：将步骤③中软吹处理后的钢包吊至浇注工位浇铸成钢坯，浇注时，钢包、中包、结晶器均采用全程吹氩保护，中包液面采用覆盖剂和炭化稻壳进行覆盖，中包温度为1500～1520℃，结晶器冷却水流量为120～130m 3 /h，二冷比水量为1.6～1.8L/kg，矫直温度≥950℃，拉速为2.5～3m/min；
⑤钢坯加热：将步骤④浇铸得到的钢坯进入加热炉，在加热炉内加热到1150～1200℃，并保温50～100min；
⑥轧制：将经步骤⑤经加热后的钢坯先进行高压水除磷，除磷压力为13～15MPa，接着在速度为0.5～1.0m/s的轧制条件下粗轧3～6个道次，并控制下压率，之后在速度为3.0～4.0m/s的轧制条件下中轧4～6个道次，然后进入精轧前利用预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为70～80m3/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为930～950℃，最后在速度为10.0～13.5m/s的轧制条件下精轧3～5个道次，将精轧后钢筋进行多段分级控冷，控冷后再将钢筋上冷床自然空冷至室温，冷床空冷度的温度为620～650℃，即获得成品带肋钢筋。
2.根据权利要求1所述的一种超细晶粒带肋抗震钢筋的制备方法,其特征在于：在步骤①中，转炉中加入石墨、脱氧剂、碳锰、硅铁、铜、铟、镓、镍、高碳铬铁之后，需要再次向炉中加入白灰和白云石，石灰的加入量为20～30kg/t钢，白云石的加入量为25～45 kg/t钢。
3.根据权利要求1所述的一种超细晶粒带肋抗震钢筋的制备方法,其特征在于：在步骤②中，精炼渣成分组成为：CaO:40～60%，SiO 2:1～3%，Al 2 O 3:20～40%，CaF 2:1～3%，MgO:5～15%。
4.根据权利要求1所述的一种超细晶粒带肋抗震钢筋的制备方法,其特征在于：在步骤②中，所述通电造渣分别进行两次通电，第一次通电采用6级电压化渣，加白灰20～30kg/t钢，第二次通电采用4级电压，加入白灰15～25kg/t钢。
5.根据权利要求1所述的一种超细晶粒带肋抗震钢筋的制备方法,其特征在于：在步骤①和②中，白灰的成分组成为：CaO≥85%、MgO≤3%、SiO 2 ≤10%、S≤0.030%，白灰的性能指标为：灼减≤4%、活性度≥350、粒度10～20mm≥90%。
6.根据权利要求1所述的一种超细晶粒带肋抗震钢筋的制备方法,其特征在于：在步骤③中，对钢水进行软吹处理时，需要对钢水进行搅拌，搅拌的时间为15～20min，搅拌后向VD炉中加入碳化稻壳将渣面进行覆盖。
7.根据权利要求1所述的一种超细晶粒带肋抗震钢筋的制备方法,其特征在于：在步骤④中，覆盖剂的成分组成为：C：10～20%，CaO：30～50%，SiO 2 ：15～35%，Al2O3 ≤8%，MgO≤5%，Fe2O3 ≤5%。
8.根据权利要求1所述的一种超细晶粒带肋抗震钢筋的制备方法,其特征在于：在步骤⑥中，粗轧时的下压率控制在40％以下，且粗轧轧制中前2个道次的压延相比后续道次的压延要小。
9.根据权利要求1所述的一种超细晶粒带肋抗震钢筋的制备方法,其特征在于：在步骤⑥中，多段分级控冷是通过1个长度为4～5m长管水冷段装置和2～3个长度为0.9～1.0m的短管水冷段装置进行多段分级控冷，长管水冷段和短管水冷段间隔0.2～0.25m，短管水冷段间隔0.1～0.2m，水泵压力为1.2～1.3MPa。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115449598A (zh) * 2022-09-21 2022-12-09 联峰钢铁（张家港）有限公司 一种无磁钢筋制备方法
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