CN114959174A - 利用稀土元素生产的高强度热轧带肋钢筋及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢铁冶炼生产技术领域,具体是制备一种复合钒氮稀土合金,完全替代传统的钒氮合金,添加至炼钢冶练过程中,达到稀土、钒、氮复合微合金化生产HRB400E热轧带肋钢筋、提高钢材的力学性能的目的。通过本发明的方法生产热轧带肋钢筋,采用沉淀脱氧的工艺方法,利用转炉直上工艺生产(不经过LF精炼工序),避免了扩散脱氧顶渣的性质对于稀土的收得率产生影响,可提高稀土合金在钢中的溶解度,同时能明显降低贵重含钒合金的加入量,并且使钢的性能满足国家标准要求,能够降低热轧带肋钢筋生产的成本。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶炼生产技术领域,具体是一种利用稀土元素生产的高强度热轧带肋钢筋及其生产方法。
背景技术
热轧带肋钢筋(称螺纹钢)主要用作钢筋混凝土结构配筋,以提高结构的强度和抗变形能力,满足结构承载能力和正常使用的要求。螺纹钢作为主要的建筑用钢材,被广泛用于工业与民用建筑、铁道、桥梁、公路、水电、港口等行业建设工程中。
热轧带肋钢筋是国内钢企生产建材的一个主要品种,在螺纹钢生产工艺中,除了在钢水中添加一定量的硅锰合金、硅铁外,还加入含钒(V)、钛(Ti)、铌(Nb)的合金进行微合金化工艺生产的产品才能满足国标标准要求,关于钒(V)、钛(Ti)、铌(Nb)微合金化工艺在螺纹钢生产中普遍使用,而且各有特点,在此不再赘述。
随着钢材价格上涨,合金价格出现持续涨价趋势,用于螺纹钢的钒氮合金、钛铁合金、铌铁合金均有不同程度涨幅,尤其是成本较低的钒氮合金涨幅较大。
在目前的钢材生产的利润越来越低的情况下,各厂家都在寻找降低成本的途径,如何在螺纹钢生产中开发出既能满足国家标准要求又能降低其生产成本的添加剂,是各大钢企技术开发的重要内容。
有关稀土在钢中的作用,国内外冶金学者做了大量的研究工作,取得了非常重要的成果,并成功地应用于重轨、耐候钢等钢种的工业生产中,但在螺纹钢的应用较少。炼钢常用的稀土元素主要有镧(La)、铈(Ce)两种元素,属于轻稀土元素,如何优化和掌握好稀土加入工艺,对改善钢的性能有着重要的意义。
大量资料表明稀土元素在钢中具有细化晶粒、固溶强化作用,从而提高钢的强度。
1、稀土细化晶粒作用
周惦武、彭平等人在《铸造设备研究》2004年第3期发表“稀土元素在钢中的应用与研究”论文指出,稀土化合物微小的固态质点提供了异质晶核,或在结晶界面上偏聚,阻碍了晶胞长大,为钢晶粒细化提供了较好的热力学条件,故稀土加入钢中能细化钢的凝固组织,从而改善钢的性能。
2、稀土固溶强化作用
马杰、刘芳在《钢铁研究》2009年第3期发表“稀土元素在钢中的作用及对钢性能的影响”论文:稀土元素在铁液中与铁原子是互溶的,但其在铁基固溶体中的分配系数极小,在铁液凝固过程中,被固/液界面推移最后富集于枝晶间或晶界。固溶在钢中的稀土元素对钢起到强化作用。
朱兴元、陈邦文、林勤在《钢铁研究》1999年第4期“稀土微合金化作用研究现状分析”论文:稀土元素的原子半径比铁约大50%,通常认为它们不易形成固溶体,限制了稀土(RE)的固溶量,一般情况下,钢中稀土的固溶量不大,大多在10-5以下。
有资料(林勤、宋波等在《稀土》2001年第4期发表论文“钢中稀土微合金化作用与应用前景”)指出合金元素对钢固溶稀土量有明显的影响,钒(V)、钛(Ti)、铌(Nb)均有利于提高钢中稀土固溶量,有更多稀土以固溶体形式留于钢内,发挥有利作用从而提高钢的强度。
3、稀土与其他元素的相互作用
杜挺在《钢铁研究学报》1994年第3期发表论文“稀土元素在铁基溶液中的热力学”提出稀土元素铈分别与钒、铌、钛在铁基溶液中的相互作用规律。铈与这些微量元素或少量元素不生成化合物,当存在微量氧、硫情况下,均生成Ce2O2S型稀土硫氧化物,计算其平衡常数与标准自由能,得出铈分别与铌、钒、钛的活度相互作用系数为负值,彼此降低活度和增加溶解度,铈有利于提高铌、钒、钛合金元素的利用率。
姜茂发、王荣、李春龙在《稀土》2003第5期发表论文“钢中稀土与铌、钒、钛等微合金元素的相互作用”指出:稀土元素抑制了碳氮化钒在奥氏体区的析出,但却促进碳氮化钒在铁素体区的析出。在700℃等温4小时沉淀析出达到平衡,稀土元素使钒的平衡析出量由46%提高到52%。在600℃稀土促进碳氮化钒析出的作用更加显著,使碳氮化钒析出量由不加稀土的20%提高到32%(加稀土)。稀土能使碳氮化钒析出量增加,而且颗粒变细。
4、钒氮的强化作用
钒在钢中主要起沉淀强化作用及晶粒细化作用。钢中的微合金化元素均通过形成微合金化碳、氮化物来起作用。由于钢中氮化物比碳化物具有更高的稳定性,析出相更细小弥散,其强化效果明显提高。大量的研究结果已表明,氮是含钒钢中十分有效的合金元素。通过充分利用氮元素,可显著提高含钒钢的强化效果,达到节约合金含量、降低成本的目的。
从以上资料可以看出:稀土元素具有细化晶粒、固溶强化作用,但是稀土在钢中的固溶量不大,如果将稀土元素与钒、钛、铌等微合金化元素其一或二、三个共同加入钢中,那么,稀土元素就会与钒、钛、铌等微量合金元素发挥优势互补作用:钒、钛、铌均有利于提高钢中稀土固溶量,铈等稀土元素有利于提高钒、钛、铌合金元素的利用率,稀土还促进碳氮化钒析出量增加,而且颗粒变细,使钢材既有高的强度又有良好的塑性。
因此,一种能够较大程度降低热轧带肋钢筋及其方法,特别是一种利用稀土元素生产的高强度热轧带肋钢筋及其生产方法就应运而生。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用稀土元素生产的高强度热轧带肋钢筋及其生产方法。
本发明的技术方案:制备一种新型复合钒氮稀土合金,含有一定钒、充足的氮元素和少量稀土元素。稀土与钢中氧结合力较强,添加少量钛是为了脱氧,也提高钢中稀土固溶量,以提高稀土的利用率。
该新型复合钒氮稀土合金能够完全替代传统的钒氮合金,添加至炼钢冶练过程中,达到稀土、钒、氮复合微合金化生产HRB400E热轧带肋钢筋、提高钢材的力学性能的目的,减少贵重的含钒合金用量,减少资源浪费,同时降低生产成本。
制备完成的成品复合钒氮稀土合金的理化指标质量百分比%:V:20~26、N:15~20、Si:20~30、稀土元素∑RE:0.6~2.0(其中Ce:0.28-0.92,其余为La)、Ti:5~10、C:≤4、S≤0.05、P≤0.1、Fe:余量。粒度:25~50mm。
本工艺路线:不经过LF精炼工序,采用转炉冶炼→钢包吹氩→方坯连铸→棒材轧制。
由于稀土与钢中氧元素有很强的结合能力,稀土的加入方式很关键,在脱氧良好的前提下,再加入复合钒氮稀土合金,主要体现在冶炼环节。
冶炼方法:在转炉出钢的过程中,先加入预脱氧剂,目的是在出钢过程中前期能进行预脱氧作用,以提高后续合金的收得率,再加入硅锰合金、硅铁合金进行脱氧合金化,加入增碳剂增碳(也能起一些脱氧作用),最后加入复合钒氮稀土合金(替代传统的钒氮合金),实现稀土、钒、氮复合微合金化生产HRB400E钢筋,提高其力学性能。
上述的合金加入顺序为按先后顺序:预脱氧剂→硅锰合金→硅铁合金→增碳剂→复合钒氮稀土合金。
进一步地优选,在出钢过程的1/4时开始加入所述的合金,在出钢过程的3/4时所述的合金全部加完,之后进入吹氩站吹氩。
炼钢控制要求如下。
(1)转炉终点碳控制0.08~0.016%。
(2)采用挡渣出钢,严禁炉口和出钢口下渣;钢包渣层厚度≤100mm。
(3)出钢时先加入预脱氧剂:0.5~1.5公斤/吨钢,再加入硅锰合金:19.5~23.5公斤/吨钢,之后加入硅铁合金:1.8~3.6公斤/吨钢。
所述的预脱氧剂为CaC2含量55~70%的混合物。
(4)根据转炉终点碳的具体情况加入增碳剂。
(5)最后加复合钒氮稀土合金:0.85~1.0公斤/吨钢。
(6)在吹氩站吹氩时间大于4分钟,吹氩后上连铸。
本发明的优点如下。
1.通过在HRB400E热轧带肋钢筋生产过程中,在钢中添加微量的稀土元素La、Ce,就可明显降低贵重含钒合金的加入量,提高了钢材力学性能,使钢的性能满足国家标准要求。提出在HRB400生产过程中,采用向钢中添加稀土合金化的工艺,替代传统的钒氮合金,能够降低HRB400的成本。
2.为提高稀土合金在钢中的溶解度,采用稀土元素以稀土复合合金的形式加入,其中V:20~26、N:15~20、Si:20~30、稀土元素∑RE:0.6~2.0(其中Ce:0.28-0.92,其余为La)、Ti:5~10、C:≤4、S≤0.05、P≤0.1、Fe:余量。粒度:25~50mm。
3.为提高稀土元素的收得率,提出采用沉淀脱氧的工艺方法,利用转炉直上工艺生产(不经过LF精炼工序),避免了扩散脱氧顶渣的性质对于稀土的收得率产生影响,为利用稀土生产高强度建筑用钢探索出了一种基本的工艺方法。
具体实施方式
制备一种新型复合钒氮稀土合金,含有一定钒、充足的氮元素和少量稀土元素。稀土与钢中氧结合力较强,添加少量钛是为了脱氧,也提高钢中稀土固溶量,以提高稀土的利用率。
该新型复合钒氮稀土合金能够完全替代传统的钒氮合金,添加至炼钢冶练过程中,达到稀土、钒、氮复合微合金化生产HRB400E热轧带肋钢筋、提高钢材的力学性能的目的,减少贵重的含钒合金用量,减少资源浪费,同时降低生产成本。
制备完成的成品复合钒氮稀土合金的理化指标质量百分比%:V:20~26、N:15~20、Si:20~30、稀土元素∑RE:0.6~2.0(其中Ce:0.28-0.92,其余为La)、Ti:5~10、C:≤4、S≤0.05、P≤0.1、Fe:余量。粒度:25~50mm。
转炉合金加入顺序为按先后顺序:预脱氧剂→硅锰合金→硅铁合金→增碳剂→复合钒氮稀土合金。在出钢1/4时开始加入,在出钢3/4时合金全部加完,吹氩站吹氩时间≥4min。
1.炼钢控制要求。
(1)转炉终点碳控制0.08~0.016%。
(2)采用挡渣出钢,严禁炉口和出钢口下渣;钢包渣层厚度≤100mm。
(3)出钢过程中,先加入预脱氧剂:0.5~1.5公斤/吨钢,加入硅锰合金:19.5~23.5公斤/吨钢,加入硅铁合金:1.8~3.6公斤/吨钢。
(4)根据转炉终点碳的具体情况加入增碳剂。
(5)最后加复合钒氮稀土合金:0.85~1.0公斤/吨钢。
(6)在吹氩站吹氩时间大于4分钟,吹氩后上连铸。
2.轧制工艺。
轧制工艺:按加钒氮合金生产HRB400E轧制工艺执行,开轧温度:1020-1060℃,上冷床温度:950-990℃。
3.炼钢实绩。
使用本产品在60t转炉试验生产20炉,化学成分分析结果见表1。
钒含量在0.011%~0.027%范围内,均值为0.017%。(使用传统的钒氮合金,HRB400E成品钢钒含量为0.024%~0.040%,均值为0.030%)。
钢中氮含量在0.0081~0.0131%,平均含量为0.0094%,与钒氮合金工艺生产钢筋氮含量接近。
表1:加复合钒氮稀土合金生产HRB400E的化学成分。
4.稀土元素分析。
由于光谱仪功能受限,无法化验稀土元素,委托湖北省冶金材料分析测试中心有限公司进行稀土元素分析,分析结果:确定钢材中含有稀土元素La、Ce,La、Ce含量超出仪器的下限,分析结果见表2。
表2:加复合钒氮稀土合金生产HRB400E的稀土含量。
5.轧制实绩。
分别轧制φ12~φ28规格螺纹钢,力学性能检测结果见表3。力学性能指标全部满足GB/T 1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》标准要求:HRB400E屈服强度≥400MPa、抗拉强度≥540MPa、最大力总伸长率≥9%的性能要求、钢筋实测的抗拉强度与实测的屈服点之比不小于1.25、钢筋实测屈服强度与规定的最小屈服点之比不大于1.30。并且力学性能有一定的富余量。
表3:加复合钒氮稀土合金生产HRB400E的力学性能。
6.成本比较。
使用本产品与使用传统的钒氮合金相比,HRB400E成品钢中C、Si、Mn元素含量(质量百分比相当),区别是钒含量明显降低,钒含量在0.011%~0.027%范围内,均值为0.017%(使用传统的钒氮合金,HRB400E成品钢钒含量为0.024%~0.040%,均值为0.030%)。使用本产品钒含量平均降低了0.013%。
经过计算,复合钒氮稀土合金替代钒氮合金成本可降低12~15元/吨钢。
按照本发明方法生产的HRB400E热轧带肋钢筋,能够满足国标GBT 1499.2-2018钢筋混凝土用钢-热轧带肋钢筋的性能要求,与传统的钒氮合金相比,降低了热轧带肋钢筋的生产成本。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变化和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种利用稀土元素生产高强度热轧带肋钢筋的方法,其特征在于:
制备一种复合钒氮稀土合金,含有一定钒、充足的氮元素和少量稀土元素;该新型复合钒氮稀土合金完全替代传统的钒氮合金,添加至炼钢冶练过程中,实现稀土、钒、氮复合微合金化生产热轧带肋钢筋;
制备完成的成品复合钒氮稀土合金的理化指标质量百分比%:V:20~26,N:15~20,Si:20~30,稀土元素∑RE:0.6~2.0,Ti:5~10,C:≤4,S≤0.05,P≤0.1,Fe:余量,粒度:25~50mm;
所述的稀土元素中Ce:0.28-0.92,其余为La;
基本工艺路线:采用转炉冶炼→钢包吹氩→方坯连铸→棒材轧制;
冶炼方法:在转炉出钢的过程中,先加入预脱氧剂,再加入硅锰合金、硅铁合金进行脱氧合金化,加入增碳剂增碳,最后加入复合钒氮稀土合金;
所述的预脱氧剂为CaC2含量55~70%的混合物,
转炉合金加入顺序为:预脱氧剂→硅锰合金→硅铁合金→增碳剂→复合钒氮稀土合金;
炼钢控制要求为:
(1)转炉终点碳控制0.08~0.016%;
(2)采用挡渣出钢,严禁炉口和出钢口下渣;钢包渣层厚度≤100mm;
(3)出钢的过程中加入预脱氧剂:0.5~1.5公斤/吨钢,加入硅锰合金:19.5~23.5公斤/吨钢,加入硅铁合金:1.8~3.6公斤/吨钢;
(4)根据转炉终点碳的具体情况加入增碳剂;
(5)最后加复合钒氮稀土合金:0.85~1.0公斤/吨钢;
(6)在吹氩站吹氩时间大于4分钟,吹氩后上连铸。
2.根据权利要求1所述的利用稀土元素生产高强度热轧带肋钢筋的方法,其特征在于:在出钢过程的1/4时开始加入所述的合金,在出钢过程的3/4时所述的合金全部加完。
3.一种高强度热轧带肋钢筋,其特征在于:根据权利要求1或2的方法制备。
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Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3982969A (en) * | 1975-10-02 | 1976-09-28 | Jones & Laughlin Steel Corporation | Low silicon high strength low alloy steel |
SU1047965A1 (ru) * | 1982-05-28 | 1983-10-15 | Институт проблем литья АН УССР | Способ выплавки азотсодержащей конструкционной стали |
WO1997003215A1 (en) * | 1995-07-11 | 1997-01-30 | Kari Martti Ullakko | Iron-based shape memory and vibration damping alloys containing nitrogen |
RU2137844C1 (ru) * | 1998-06-26 | 1999-09-20 | Селиванов Николай Павлович | Способ получения чугуна и стали с использованием доменного и сталеплавильного производств на металлургическом предприятии |
JP2002060903A (ja) * | 2000-08-23 | 2002-02-28 | Tomoe Giken:Kk | 高強度鉄筋コンクリート用棒鋼 |
CN101845566A (zh) * | 2010-01-22 | 2010-09-29 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种连续还原生产钒氮合金的方法 |
CN102766826A (zh) * | 2012-07-26 | 2012-11-07 | 北京科技大学 | 一种钒氮微合金化高强度耐候钢的制备方法 |
CN104018091A (zh) * | 2014-06-18 | 2014-09-03 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 一种钢筋及其制备方法 |
CN104388629A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-03-04 | 马鞍山市兴达冶金新材料有限公司 | 一种冶炼含钒微合金钢用氮化硅钒铁合金包芯线及其制作方法 |
US20170233854A1 (en) * | 2014-05-21 | 2017-08-17 | Uddeholms Ab | Cold work tool steel |
CN107557653A (zh) * | 2017-09-14 | 2018-01-09 | 马鞍山市兴达冶金新材料有限公司 | 微氮合金及其生产高强度钢筋的工艺 |
CN109234619A (zh) * | 2018-09-18 | 2019-01-18 | 石横特钢集团有限公司 | 一种高韧性mg600热轧锚杆钢筋的生产方法 |
CN109628829A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-16 | 湖南铁英新材料有限公司 | 一种螺纹钢筋及其制备方法 |
CN110042303A (zh) * | 2019-04-09 | 2019-07-23 | 东北大学 | 一种400MPa级细晶粒热轧钢筋及其生产工艺 |
CN110964972A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-07 | 马鞍山中科冶金材料科技有限公司 | 一种稀土硅氮钒合金及其制备方法和应用 |
CN111270126A (zh) * | 2020-03-10 | 2020-06-12 | 阳春新钢铁有限责任公司 | 一种铌钛氮和钛氮复合微合金化hrb400e钢筋及其生产方法 |
-
2022
- 2022-06-07 CN CN202210638467.3A patent/CN114959174B/zh active Active
Patent Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3982969A (en) * | 1975-10-02 | 1976-09-28 | Jones & Laughlin Steel Corporation | Low silicon high strength low alloy steel |
SU1047965A1 (ru) * | 1982-05-28 | 1983-10-15 | Институт проблем литья АН УССР | Способ выплавки азотсодержащей конструкционной стали |
WO1997003215A1 (en) * | 1995-07-11 | 1997-01-30 | Kari Martti Ullakko | Iron-based shape memory and vibration damping alloys containing nitrogen |
RU2137844C1 (ru) * | 1998-06-26 | 1999-09-20 | Селиванов Николай Павлович | Способ получения чугуна и стали с использованием доменного и сталеплавильного производств на металлургическом предприятии |
JP2002060903A (ja) * | 2000-08-23 | 2002-02-28 | Tomoe Giken:Kk | 高強度鉄筋コンクリート用棒鋼 |
CN101845566A (zh) * | 2010-01-22 | 2010-09-29 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种连续还原生产钒氮合金的方法 |
CN102766826A (zh) * | 2012-07-26 | 2012-11-07 | 北京科技大学 | 一种钒氮微合金化高强度耐候钢的制备方法 |
US20170233854A1 (en) * | 2014-05-21 | 2017-08-17 | Uddeholms Ab | Cold work tool steel |
CN104018091A (zh) * | 2014-06-18 | 2014-09-03 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 一种钢筋及其制备方法 |
CN104388629A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-03-04 | 马鞍山市兴达冶金新材料有限公司 | 一种冶炼含钒微合金钢用氮化硅钒铁合金包芯线及其制作方法 |
CN107557653A (zh) * | 2017-09-14 | 2018-01-09 | 马鞍山市兴达冶金新材料有限公司 | 微氮合金及其生产高强度钢筋的工艺 |
CN109234619A (zh) * | 2018-09-18 | 2019-01-18 | 石横特钢集团有限公司 | 一种高韧性mg600热轧锚杆钢筋的生产方法 |
CN109628829A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-16 | 湖南铁英新材料有限公司 | 一种螺纹钢筋及其制备方法 |
CN110042303A (zh) * | 2019-04-09 | 2019-07-23 | 东北大学 | 一种400MPa级细晶粒热轧钢筋及其生产工艺 |
CN110964972A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-07 | 马鞍山中科冶金材料科技有限公司 | 一种稀土硅氮钒合金及其制备方法和应用 |
CN111270126A (zh) * | 2020-03-10 | 2020-06-12 | 阳春新钢铁有限责任公司 | 一种铌钛氮和钛氮复合微合金化hrb400e钢筋及其生产方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114959174B (zh) | 2024-01-12 |
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