CN114214569A - 一种hrb500e盘螺钢制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种HRB500E盘螺钢制备方法，所述方法包括步骤：选择钢原料；使用所述钢原料制备钢水；对所述钢水进行炼钢操作并得到钢锭；对所述钢锭进行轧钢操作并得到盘螺钢；对所述盘螺钢进行风冷操作并得到HRB500E盘螺钢。本申请提供的一种HRB500E盘螺钢制备方法，合理匹配Mn、V含量，降低材料淬透性，避免贝氏体等过冷组织产生，避免HRB500E盘螺出现屈服平台不明显的问题；合理控制φ6‑φ10mm规格HRB500E盘螺轧制过程及风冷过程各个工艺点的温度范围，避免原始奥氏体晶粒粗大，稳定性增强而形成贝氏体等过冷组织，并获得窄范围波动的屈服强度和均匀延伸率。
Description
技术领域
本发明属于高强度抗震钢筋盘螺钢生产技术领域，具体涉及一种HRB500E盘螺钢制备方法。
背景技术
HRB500E高强度抗震钢筋盘螺主要规格是φ6mm、φ8mm、φ10mm，国内多家钢企先后进行了小批量试制，在小批量试制中暴露出的问题集中体现在抗震三项指标不稳定，波动范围大，时常出现抗震指标不合格的问题，这也是直条钢筋早已全面实现抗震工业化生产而盘螺依然没有实现抗震工业化生产的最主要障碍。衡量HRB500E高强度抗震钢筋盘螺抗震性能的三个重要指标为强屈比(Rom/Roel≥1.25)、屈屈比(Roel/Rel≤1.30)和均匀延伸率(Agt≥9.0％)。Rel波动大、Agt偏低是造成盘螺抗震指标合格率低的第一原因，主要体现在：
(1)Rel波动大，不仅非搭接点和搭接点之间波动大，同位置非搭接点的波动范围也达到100MPa以上，导致部分屈服强度低于下限，部分超出上限值，Ro el/Rel不合格；
(2)Rel波动大，若为了保证最小值不低于下限值，需要增加微合金加入量或增大风冷强度，这造成了均匀延伸率Agt降低，导致部分Agt不合格；
(3)波动大，若为了保证最大值不大于上限值，需要减小微合金加入量或减小风冷强度，这造成了抗拉强度Rom降低，部分不合格，导致强屈比Rom/Roel不合格。
为了保持屈服强度Rel性能稳定，亟需一种合适的工艺路线，以控制材料具备合适的微观组织结构与基础特性。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种HRB500E盘螺钢制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种HRB500E盘螺钢制备方法，所述方法包括步骤：
选择钢原料；
使用所述钢原料制备钢水；
对所述钢水进行炼钢操作并得到钢锭；
对所述钢锭进行轧钢操作并得到盘螺钢；
对所述盘螺钢进行风冷操作并得到HRB500E盘螺钢。
优选地，所述钢原料的化学成分及质量百分比为：C：0.22％-0.25％，Si：0.50％-0.65％，Mn：1.25％-1.35％，V：0.065％-0.075％，余量为Fe及不可避免杂质。
优选地，所述对所述钢水进行炼钢操作并得到钢锭包括步骤：
对所述钢水进行转炉冶炼操作；
在所述转炉冶炼操作末尾向所述钢水中添加合金；
对所述钢水进行精炼操作；
对所述钢水进行全保护浇注；
将处于全保护浇注的所述钢水连铸成预设规格方坯；
控制所述钢水的过热度小于等于35℃。
优选地，所述对所述钢锭进行轧钢操作并得到盘螺钢包括步骤：
对所述钢锭进行加热操作；
对所述钢锭进行开轧操作；
对所述钢锭进行精轧操作；
对所述钢锭进行吐丝操作；
得到所述盘螺钢。
优选地，所述对所述钢锭进行加热操作的加热温度为1150℃±15℃。
优选地，所述对所述钢锭进行开轧操作的开轧温度为965℃±15℃。
优选地，所述对所述钢锭进行精轧操作的精轧温度为870℃±10℃。
优选地，所述对所述钢锭进行吐丝操作的吐丝温度为920℃±10℃。
优选地，所述对所述盘螺钢进行风冷操作并得到HRB500E盘螺钢包括步骤：
准备第一风机、第二风机、第三风机和第四风机；
按照预设参数控制所述第一风机、所述第二风机、所述第三风机和所述第四风机；
使用所述第一风机、所述第二风机、所述第三风机和所述第四风机对所述盘螺钢进行风冷操作；
控制首段辊道速度；
控制搭接点温度；
得到所述HRBS00E盘螺钢。
优选地，所述第一风机和所述第二风机的开启度为100％，所述第三风机的开启度为80％，所述第四风机的末端温度为670℃±10℃。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请提供的一种HRB500E盘螺钢制备方法，合理匹配Mn、V含量，降低材料淬透性，避免贝氏体等过冷组织产生，避免HRB500E盘螺出现屈服平台不明显的问题；合理控制φ6-φ10mm规格HRB500E盘螺轧制过程及风冷过程各个工艺点的温度范围，避免原始奥氏体晶粒粗大，稳定性增强而形成贝氏体等过冷组织，并获得窄范围波动的屈服强度和均匀延伸率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的一种HRB500E盘螺钢制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
如图1，在本申请实施例中，本发明提供了一种HRB500E盘螺钢制备方法，所述方法包括步骤：
S1：选择钢原料；
S2：使用所述钢原料制备钢水；
S3：对所述钢水进行炼钢操作并得到钢锭；
S4：对所述钢锭进行轧钢操作并得到盘螺钢；
S5：对所述盘螺钢进行风冷操作并得到HRB500E盘螺钢。
在本申请实施例中，步骤S1中的钢原料的化学成分及质量百分比为：C：0.22％-0.25％，Si：0.50％-0.65％，Mn：1.25％-1.35％，V：0.065％-0.075％，余量为Fe及不可避免杂质。
在本申请实施例中，按照上述化学成分及质量百分比选择钢原料的好处是能够避免较多贝氏体生成，并能得到强度和塑性的最佳匹配。
在本申请实施例中，步骤S2中的使用所述钢原料制备钢水的方法为常规技术手段，故本申请不再赘述。
在本申请实施例中，步骤S3中的对所述钢水进行炼钢操作并得到钢锭包括步骤：
对所述钢水进行转炉冶炼操作；
在所述转炉冶炼操作末尾向所述钢水中添加合金；
对所述钢水进行精炼操作；
对所述钢水进行全保护浇注；
将处于全保护浇注的所述钢水连铸成预设规格方坯；
控制所述钢水的过热度小于等于35℃。
在本申请实施例中，当对钢水进行炼钢操作时，首先对钢水进行转炉冶炼操作，并在转炉冶炼操作末尾向所述钢水中添加合金；接着对所述钢水进行精炼操作，并对所述钢水进行全保护浇注，然后将处于全保护浇注的所述钢水连铸成预设规格方坯；在整个炼钢操作过程中控制所述钢水的过热度小于等于35℃。
在本申请实施例中，对所述钢水进行炼钢操作并得到钢锭的好处是能够获得较好的铸坯质量，减少中心偏析和缩孔等缺陷。
在本申请实施例中，步骤S4中的对所述钢锭进行轧钢操作并得到盘螺钢包括步骤：
对所述钢锭进行加热操作；
对所述钢锭进行开轧操作；
对所述钢锭进行精轧操作；
对所述钢锭进行吐丝操作；
得到所述盘螺钢。
在本申请实施例中，当对所述钢锭进行轧钢操作并得到盘螺钢时，依次对钢锭进行加热操作、开轧操作、精轧操作和吐丝操作，从而得到盘螺钢。
在本申请实施例中，所述对所述钢锭进行加热操作的加热温度为1150℃±15℃。
在本申请实施例中，控制对钢锭进行加热操作的加热温度为1150℃±15℃的好处是合金充分固溶同时又避免过热脱碳。
在本申请实施例中，所述对所述钢锭进行开轧操作的开轧温度为965℃±15℃。
在本申请实施例中，控制对所述钢锭进行开轧操作的开轧温度为965℃±15℃的好处是细化奥氏体晶粒又避免初轧设备超负荷。
在本申请实施例中，所述对所述钢锭进行精轧操作的精轧温度为870℃±10℃。
在本申请实施例中，控制对所述钢锭进行精轧操作的精轧温度为870℃±10℃的好处是细化奥氏体晶粒又避免精轧设备超负荷。
在本申请实施例中，所述对所述钢锭进行吐丝操作的吐丝温度为920℃±10℃。
在本申请实施例中，控制对所述钢锭进行吐丝操作的吐丝温度为920℃±10℃的好处是细化奥氏体晶粒又避免表面红锈。
在本申请实施例中，步骤S5中的对所述盘螺钢进行风冷操作并得到HRB500E盘螺钢包括步骤：
准备第一风机、第二风机、第三风机和第四风机；
按照预设参数控制所述第一风机、所述第二风机、所述第三风机和所述第四风机；
使用所述第一风机、所述第二风机、所述第三风机和所述第四风机对所述盘螺钢进行风冷操作；
控制首段辊道速度；
控制搭接点温度；
得到所述HRB500E盘螺钢。
在本申请实施例中，当对所述盘螺钢进行风冷操作时，首先准备第一风机、第二风机、第三风机和第四风机，接着按照预设参数控制所述第一风机、所述第二风机、所述第三风机和所述第四风机，并使用所述第一风机、所述第二风机、所述第三风机和所述第四风机对所述盘螺钢进行风冷操作；同时控制首段辊道速度和控制搭接点温度，最后得到所述HRB500E盘螺钢。
在本申请实施例中，所述第一风机和所述第二风机的开启度为100％，所述第三风机的开启度为80％，所述第四风机的末端温度为670℃±10℃。
在本申请实施例中，按照上述参数控制第一风机、第二风机、第三风机和第四风机的好处是获得需要的金相组织及结构。
在本申请实施例中，控制首段辊道速度为0.65m/s，其好处是减少搭接，冷却均匀。
在本申请实施例中，控制搭接点温度小于等于680℃，其好处是保证搭接点相变完成。
下面通过实施例对本发明做进一步说明：
实施例1：
HRB500E盘螺钢的钢原料化学成分及质量百分比为：
成分1：C：0.25％、S i：0.65％、Mn：1.35％、V：0.075％、余量为Fe及不可避免杂质；
成分2：C：0.23％、Si：0.56％、Mn：1.30％、V：0.070％，余量为Fe及不可避免杂质；
成分3：C：0.22％、Si：0.50％、Mn：1.25％、V：0.065％，余量为Fe及不可避免杂质；
该HRB500E盘螺钢的生产工艺为：
铁水→转炉冶炼→添加合金→精炼→连铸成小方坯→加热炉加热→控制轧制→控制冷却。
炼钢工艺及控制为：转炉终点添加合金，连铸采用全保护浇注，过热度不超过35℃。
轧钢工艺及控制为：
轧钢工艺采用以下三种工艺控制
工艺1：加热温度为1163℃、开轧温度978℃、精轧温度880℃控制，吐丝温度930℃，风冷工艺：风机1#、2#按100％开启，3#风机开80％，首段辊道速度0.65m/s，4#风机末端温度控制在675℃，搭接点温度680℃。
工艺2：加热温度为1150℃、开轧温度966℃、精轧温度871℃控制，吐丝温度921℃，风冷工艺：风机1#、2#按100％开启，3#风机开80％，首段辊道速度0.65m/s，4#风机末端温度控制在670℃，搭接点温度不得超过675℃。
工艺3：加热温度为1140℃、开轧温度955℃、精轧温度861℃控制，吐丝温度912℃，风冷工艺：风机1#、2#按100％开启，3#风机开80％，首段辊道速度0.65m/s，4#风机末端温度控制在662℃，搭接点温度不得超过669℃。
该钢通过上述工艺生产后，检测结果如下：
金相检测组织为铁素体+珠光体，晶粒度10.0级；
力学检测屈服强度Rel≥520Mpa、抗拉强度Rm≥700Mpa、延伸率A5≥22％，强屈比Rom/Roel≥1.25，屈屈比Roel/Rel≤1.30，均匀延伸率Agt≥9％。
表1实施例1中钢的力学性能
本申请提供的一种HRB500E盘螺钢制备方法，从过热度控制、锰含量控制、钒含量控制、开轧温度、精轧入口温度、吐丝温度、风冷工艺等方面进行了优化，生产的HRB500E盘螺抗震性能优良，屈服强度和均匀延伸率波动范围小，适用于要求高塑韧性、高强屈比抗震性能的建筑类产品中；采用本方法生产的钢的显微结构为铁素体和珠光体，可避免影响屈服平台的贝氏体、魏氏组织等产生；采用本方法得到屈服强度Rel波动范围为520MPa-600MPa、均匀延伸率Agt波动范围为10％-15％，抗拉强度Rm≥700Mpa，延伸率A5≥22％，Rm/Rel≥1.25，Roel/ReI≤1.30；
本申请合理匹配Mn、V含量，降低材料淬透性，避免贝氏体等过冷组织产生，避免HRB500E盘螺出现屈服平台不明显的问题；合理控制φ6-φ10mm规格HRB500E盘螺轧制过程及风冷过程各个工艺点的温度范围，避免原始奥氏体晶粒粗大，稳定性增强而形成贝氏体等过冷组织，并获得窄范围波动的屈服强度和均匀延伸率。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
总之，以上所述仅为本发明技术方案的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (10)
1.一种HRB500E盘螺钢制备方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
选择钢原料；
使用所述钢原料制备钢水；
对所述钢水进行炼钢操作并得到钢锭；
对所述钢锭进行轧钢操作并得到盘螺钢；
对所述盘螺钢进行风冷操作并得到HRB500E盘螺钢。
2.根据权利要求1所述的HRB500E盘螺钢制备方法，其特征在于，所述钢原料的化学成分及质量百分比为：C：0.22％-0.25％，Si：0.50％-0.65％，Mn：1.25％-1.35％，V：0.065％-0.075％，余量为Fe及不可避免杂质。
3.根据权利要求1所述的HRB500E盘螺钢制备方法，其特征在于，所述对所述钢水进行炼钢操作并得到钢锭包括步骤：
对所述钢水进行转炉冶炼操作；
在所述转炉冶炼操作末尾向所述钢水中添加合金；
对所述钢水进行精炼操作；
对所述钢水进行全保护浇注；
将处于全保护浇注的所述钢水连铸成预设规格方坯；
控制所述钢水的过热度小于等于35℃。
4.根据权利要求1所述的HRB500E盘螺钢制备方法，其特征在于，所述对所述钢锭进行轧钢操作并得到盘螺钢包括步骤：
对所述钢锭进行加热操作；
对所述钢锭进行开轧操作；
对所述钢锭进行精轧操作；
对所述钢锭进行吐丝操作；
得到所述盘螺钢。
5.根据权利要求4所述的HRB500E盘螺钢制备方法，其特征在于，所述对所述钢锭进行加热操作的加热温度为1150℃±15℃。
6.根据权利要求4所述的HRB500E盘螺钢制备方法，其特征在于，所述对所述钢锭进行开轧操作的开轧温度为965℃±15℃。
7.根据权利要求4所述的HRB500E盘螺钢制备方法，其特征在于，所述对所述钢锭进行精轧操作的精轧温度为870℃±10℃。
8.根据权利要求4所述的HRB500E盘螺钢制备方法，其特征在于，所述对所述钢锭进行吐丝操作的吐丝温度为920℃±10℃。
9.根据权利要求1所述的HRB500E盘螺钢制备方法，其特征在于，所述对所述盘螺钢进行风冷操作并得到HRB500E盘螺钢包括步骤：
准备第一风机、第二风机、第三风机和第四风机；
按照预设参数控制所述第一风机、所述第二风机、所述第三风机和所述第四风机；
使用所述第一风机、所述第二风机、所述第三风机和所述第四风机对所述盘螺钢进行风冷操作；
控制首段辊道速度；
控制搭接点温度；
得到所述HRB500E盘螺钢。
10.根据权利要求9所述的HRB500E盘螺钢制备方法，其特征在于，所述第一风机和所述第二风机的开启度为100％，所述第三风机的开启度为80％，所述第四风机的末端温度为670℃±10℃。
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