CN114941105A - 一种抗震螺纹钢hrb500e及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种抗震螺纹钢HRB500E及其生产方法，钢的化学成分重量百分比为：C=0.22～0.25，Si=0.50～0.70，Mn=1.45～1.55，P≤0.030，S≤0.030，V=0.06～0.08，Nb=0.010～0.030，N≤0.012，Ceq=0.48～0.53，余量为Fe和不可避免的杂质。根据HRB500E抗震螺纹钢的国家标准要求以及析出强化元素对材料性能的影响，结合棒材轧钢厂现有的装备条件和过程工艺控制水平，开发出了屈服强度为500MPa以上，规格为Ф12～Ф40mm的HRB500E热轧直条螺纹钢。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种抗震螺纹钢HRB500E及其生产方法。
背景技术
中国自建立联合推进高强度钢筋应用机制以来，500MPa级别的高强钢筋HRB500得到较广泛应用；为应对地震等自然灾害，高强抗震螺纹钢HRB500E需求也不断增加。抗震螺纹钢HRB500E为提高其抗震性能，在原有HRB500性能指标的基础上增加了强屈比、最大力总延伸率、反向弯曲等要求。抗震螺纹钢的强屈比要求不小于1.25，强度越高的抗震螺纹钢越难达到这项指标要求，提高了钢筋的抗破坏能力，使钢筋具有良好的冷变形能力和高的塑性变形功，强屈比越大，吸收的能量越多，越不容易被破坏。在实际建筑结构中，最受关注的是钢筋的整体变形能力，也就是最大力总延伸率。稳定的屈服强度有利于钢筋受力均匀，当受力超过屈服强度时，钢筋发生相对均匀的变形，避免在地震过程中出现破坏性变形。
发明内容
本发明旨在提供一种抗震螺纹钢HRB500E及其生产方法，生产出屈服强度为500MPa以上，规格为Ф12～Ф40mm的HRB500E热轧直条螺纹钢。
本发明的技术方案：
一种抗震螺纹钢HRB500E及其生产方法，钢的化学成分重量百分比为：C=0.22～0.25，Si=0.50～0.70，Mn=1.45～1.55，P≤0.030，S≤0.030，V=0.06～0.08，Nb=0.010～0.030，N≤0.012，Ceq=0.48～0.53，余量为Fe和不可避免的杂质；包括以下工艺步骤：
（1）转炉吹炼：转炉按铁耗780～810kg/t进行装入；转炉吹炼过程加入石灰25～30kg/t、轻烧白云石12～14kg/t、石墨球5～8kg/t、硅铁2～4kg/t，转炉终点P=0.010%～0.015%、碳氧积[C]×[O]≤0.0025，终点温度≥1580℃。
（2）转炉出钢：转炉出钢采用硅钙钡复合脱氧剂+硅锰对钢水进行脱氧，出钢过程加入石灰2～3kg/t、萤石1～1.5kg/t，同时按钢的化学成分重量百分比下限加入增碳剂+锰硅合金+钒氮合金+钒铁+铌铁对钢水进行成分调整。
（3）LF精炼：钢包进入LF精炼炉后对钢水进行升温、脱氧、造白渣操作，精炼造渣过程加石灰3～5kg/t、高铝预熔渣1～2kg/t、脱氧剂0.5～1kg/t，成渣后对钢液进行深脱硫操作，然后根据成分结果对钢水进行合金微调，软吹后上连铸浇注；钢水在LF精炼炉总精炼时间45～60min。
（4）连铸：中包采用保温剂保温，在保温剂上加一层碳化稻壳，中包过热度15～30℃，拉速2.4～2.6m/min，二冷比水量1.3～1.6L/kg，铸坯采用热送热装，热送热装温度为≥300℃。
（5）加热与轧制：铸坯在加热炉总加热时间60～90min，加热段温度1050～1140℃，均热段温度1100～1150℃，开轧温度为1000～1050℃，进精轧温度980～1020℃，上冷床温度890～950℃；铸坯出炉后开启高压水除鳞，除鳞水压在16MPa以上。
本发明的有益效果：根据抗震螺纹钢HRB500E的性能和使用要求，结合现有的装备条件和工艺技术控制水平，根据合金元素对材料性能的影响，设计出抗震螺纹钢HRB500E合适的化学成分，通过转炉、精炼、连铸及轧制等过程工艺控制，得到满足标准要求且性能稳定的抗震螺纹钢HRB500E。
附图说明
图1为抗震螺纹钢HRB500E金相组织图（500×）。
图2为Ф40mm规格直条HRB500E金相组织图(100×)。
图3为Ф12mm规格直条HRB500E金相组织图(100×)。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明。
实施例1：抗震螺纹钢HRB500E的生产
钢的化学组成百分含量如表1 。转炉入炉铁水中[S]=0.041%，P=0.136%，Si=0.42%，温度1334℃，不进行预处理。关键工艺步骤包括：
（1）转炉吹炼：转炉按铁耗785kg/t进行装入；转炉吹炼过程加入石灰26.5kg/t，轻烧白云石12.4kg/t，加入石墨球7.6kg/t，硅铁3.5kg/t，转炉终点磷含量P：0.0147%，终点碳氧积[C] ×[O]=0.00237，终点温度1591℃。
（2）转炉出钢：转炉出钢采用硅钙钡复合脱氧剂+硅锰对钢水进行脱氧，出钢过程加入石灰2.3kg/t、萤石1.5kg/t，同时按成分中下限要求加入增碳剂+锰硅合金+钒氮合金+钒铁+铌铁对钢水进行成分调整。
（3）LF精炼：钢包进入LF精炼炉后，先对钢水进行升温、脱氧、造白渣等操作，精炼造渣过程加石灰4.5kg/t、高铝预熔渣1.3kg/t、脱氧剂0.9kg/t，成渣后对钢液进行深脱硫操作，然后根据成分结果对钢水进行合金微调，软吹后上连铸浇注。钢水在LF精炼炉总精炼时间57min。
（4）连铸：连铸上3#小方坯连铸机，中包采用保温剂保温，在保温剂上加一层碳化稻壳，中包过热度28℃，拉速2.4m/min，二冷比水量1.5L/kg，铸坯采用热送热装，热送热装温度为613℃。
（5）加热与轧制：铸坯在加热炉总加热时间68min，加热段温度1088℃，均热段温度1117℃，开轧温度为1013℃，进精轧温度为993℃，上冷床温度904℃；铸坯出炉后开启高压水除鳞，除鳞水压在18MPa。
实施例2：抗震螺纹钢HRB500E的生产
钢的化学组成百分含量如表1 。转炉入炉铁水中S=0.047%，P=0.127%，Si=0.45%，温度1317℃，不进行预处理。关键工艺步骤包括：
（1）转炉吹炼：转炉按铁耗805kg/t进行装入；转炉吹炼过程加入石灰29kg/t、轻烧白云石13.5kg/t、石墨球5.6kg/t、硅铁2.2kg/t，转炉终点磷含量P为0.0113%，终点碳氧积[C] ×[O]=0.00208，终点温度为1624℃。
（2）转炉出钢：转炉出钢采用硅钙钡复合脱氧剂+硅锰对钢水进行脱氧，出钢过程加入石灰3kg/t、萤石1kg/t，同时按成分中下限要求加入增碳剂+锰硅合金+钒氮合金+钒铁+铌铁对钢水进行成分调整。
（3）LF精炼：钢包进入LF精炼炉后，先对钢水进行升温、脱氧、造白渣等操作，精炼造渣过程加石灰3.6kg/t、高铝预熔渣2kg/t、脱氧剂0.6kg/t，成渣后对钢液进行深脱硫操作，然后根据成分结果对钢水进行合金微调，软吹后上连铸浇注。钢水在LF精炼炉总精炼时间49min。
（4）连铸：连铸上3#小方坯连铸机，中包采用保温剂保温，在保温剂上加一层碳化稻壳，中包过热度20℃，拉速2.6m/min，二冷比水量1.3L/kg，铸坯采用热送热装，热送热装温度为532℃。
（5）加热与轧制：铸坯在加热炉总加热时间85min，加热段温度1134℃，均热段温度1142℃，开轧温度为1046℃，进精轧温度为1013℃，上冷床温度941℃；铸坯出炉后开启高压水除鳞，除鳞水压在22MPa。
表1 实施例钢的化学成分（%）
表2 实施例轧制圆钢性能检测结果
Claims (1)
1.一种抗震螺纹钢HRB500E的生产方法，其特征在于：钢的化学成分重量百分比为C=0.22～0.25，Si=0.50～0.70，Mn=1.45～1.55，P≤0.030，S≤0.030，V=0.06～0.08，Nb=0.010～0.030，N≤0.012，Ceq=0.48～0.53，余量为Fe和不可避免的杂质；包括以下工艺步骤：
（1）转炉吹炼：转炉按铁耗780～810kg/t进行装入；转炉吹炼过程加入石灰25～30kg/t、轻烧白云石12～14kg/t、石墨球5～8kg/t、硅铁2～4kg/t，转炉终点P=0.010%～0.015%、碳氧积[C]*[O]≤0.0025，终点温度≥1580℃；
（2）转炉出钢：转炉出钢采用硅钙钡复合脱氧剂+硅锰对钢水进行脱氧，出钢过程加入石灰2～3kg/t、萤石1～1.5kg/t，同时按钢的化学成分重量百分比下限加入增碳剂+锰硅合金+钒氮合金+钒铁+铌铁对钢水进行成分调整；
（3）LF精炼：钢包进入LF精炼炉后对钢水进行升温、脱氧、造白渣操作，精炼造渣过程加石灰3～5kg/t、高铝预熔渣1～2kg/t、脱氧剂0.5～1kg/t，成渣后对钢液进行深脱硫操作，然后根据成分结果对钢水进行合金微调，软吹后上连铸浇注；钢水在LF精炼炉总精炼时间45～60min；
（4）连铸：中包采用保温剂保温，在保温剂上加一层碳化稻壳，中包过热度15～30℃，拉速2.4～2.6m/min，二冷比水量1.3～1.6L/kg，铸坯采用热送热装，热送热装温度为≥300℃；
（5）加热与轧制：铸坯在加热炉总加热时间60～90min，加热段温度1050～1140℃，均热段温度1100～1150℃，开轧温度为1000～1050℃，进精轧温度980～1020℃，上冷床温度890～950℃；铸坯出炉后开启高压水除鳞，除鳞水压在16MPa以上。
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