CN115011875B - 双高棒生产热轧带肋钢筋的方法 - Google Patents

双高棒生产热轧带肋钢筋的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种双高棒生产热轧带肋钢筋的方法，所述双高棒生产热轧带肋钢筋的方法包括：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧、中轧、精轧前水箱(2个)及恢复段、精轧、减径前水箱(2个)及恢复段、减径、减径后水箱(3个)及恢复段、剪倍尺、冷床、剪定尺。开轧温度为950～1000℃，进精轧温度在900～930℃，进减径温度控制在830～870℃，轧后自然冷却。

Description

双高棒生产热轧带肋钢筋的方法
技术领域
本发明涉及轧钢领域，具体涉及一种双高棒生产热轧带肋钢筋的方法。
背景技术
热轧带肋钢筋是世界上用量最大的钢材，其广泛应用于公路、桥梁和各种建筑中，随着GB/T 1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》正式实施，标准中明确钢筋的金相组织应主要是铁素体加珠光体，基圆上不应出现回火马氏体组织，这标志着利用穿水冷却后进行自回火得到回火索氏体来提高钢筋强度的工艺路径已经行不通，目前大部分的钢厂都是通过向钢中加入Nb、V、Ti等微合金，利用固溶强化、细晶强化和沉淀析出强化等方式提高钢筋的强度，但是加入Nb、V、Ti等微合金会显著提高合金成本，降低企业利润。
综上所述，现有技术中存在以下问题：如何在不加入Nb、V、Ti等微合金生产出没有回火马氏体和索氏体组织的满足热轧带肋钢筋标准的热轧带肋钢筋。
发明内容
本发明提供一种双高棒生产热轧带肋钢筋的方法(即双线高速棒材生产热轧带肋钢筋的方法)，以解决不加入Nb、V、Ti等微合金，的条件下生产出没有回火马氏体组织和索氏体组织的性能合格的热轧带肋钢筋。
为此，本发明提出一种双高棒生产热轧带肋钢筋的方法，所述双高棒生产热轧带肋钢筋的方法包括：
热轧带肋钢筋的成分按照重量百分比，C：0.21％～0.25％，Si：0.40％～0.70％，Mn：1.10％～1.30％，P≤0.045％，S≤0.045％，其余为Fe；
热轧带肋钢筋的规格为φ10～φ20mm；
所述生产方法采用两切分轧制，所述生产方法包括：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧、中轧、精轧前水箱(2个)及恢复段、精轧、减径前水箱(2个)及恢复段、减径、剪倍尺、冷床、剪定尺、收集、打捆；
其中，开轧温度为950～1000℃，进精轧温度在900～930℃，进减径温度控制在830～870℃，轧后自然冷却。
进一步地，铁水经BOF吹炼后采用滑板挡渣出钢，然后加合金和脱氧剂，使C含量为0.21％～0.25％，Si含量为0.40％～0.70％，Mn含量为1.10％～1.30％，P、S含量≤0.045％，接着送到氩站吹氩，采用全程保护浇铸工艺进行浇注。
进一步地，加热炉内部隔成四个区域，分别是预热区(段)、(第)一加热区(段)、(第)二加热区(段)，均热区(段)，一加热段温度控制在1000～1060℃，二加热段温度控制在1060～1120℃，均热段控制在1040～1100℃，开轧温度控制在950～1000℃，控制进精轧温度900-930℃，进减径温度为830～870℃，轧后自然冷却。
进一步地，进精轧机前的2个水箱均开40％～80％的水。。进一步地，进减径机前的2个水箱均开20％～50％的水，该水量只用于控制轧制过程的温度，防止温度过高，晶粒长大，不到穿水冷却的水量。这种冷却为轧后弱冷，将进减径温度控制在830～870℃，不会使钢筋表面有回火索氏体组织和马氏体组织。
进一步地，轧制速度为14m/s-42m/s。
进一步地，成品规格为φ10mm，轧制速度为40m/s；成品规格为φ12mm，轧制速度为36m/s；成品规格为φ14mm，轧制速度为27m/s；成品规格为φ16mm，轧制速度为23m/s；成品规格为φ18mm，轧制速度为16m/s；或者成品规格为φ20mm，轧制速度为15m/s。
进一步地，热轧带肋钢筋的成分为：C：0.22％％，Si：0.48％，Mn：1.18％，P：0.027％，S：0.031％，其余为Fe。
进一步地，热轧带肋钢筋的成分为：C：0.23％％，Si：0.45％，Mn：1.18％，P：0.041％，S：0.026％，其余为Fe。
进一步地，开轧温度控制在990℃，进精轧K2温度916℃，进减径温度846℃，上冷床自然冷却。
进一步地，开轧温度控制在984℃，进精轧K2温度919℃，进减径温度857℃，上冷床自然冷却。
进一步地，一加热段温度控制在1012℃，二加热段温度控制在1097℃，均热段控制在1059℃，加热时间82分钟。
本发明还提供一种双高棒生产的热轧带肋钢筋，所述热轧带肋钢筋的成分按照重量百分比，C：0.21％～0.25％，Si：0.40％～0.70％，Mn：1.10％～1.30％，P≤0.045％，S≤0.045％，其余为Fe；
热轧带肋钢筋的规格为φ10～φ20mm，采用两切分轧制。
进一步地，成品规格为φ10mm，轧制速度为40m/s；成品规格为φ12mm，轧制速度为36m/s；成品规格为φ14mm，轧制速度为27m/s；成品规格为φ16mm，轧制速度为23m/s；成品规格为φ18mm，轧制速度为16m/s；或者成品规格为φ20mm，轧制速度为15m/s。
进一步地，双高棒生产的热轧带肋钢筋的生产方法包括：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧、中轧、精轧前水箱(2个)及恢复段、精轧、减径前水箱(2个)及恢复段、减径、、剪倍尺、冷床、剪定尺、收集、打捆。
进一步地，本发明的所述热轧带肋钢筋，金相组织为：宏观组织：无环；表层组织：P+F(珠光体+铁素体)；1/4处组织：P+F(珠光体+铁素体)；1/4处晶粒度：11.0-12级；1/4处P(珠光体)含量34％-41％；中心组织：P+F。
进一步地，本发明的所述热轧带肋钢筋，屈服强度≥440Mpa，抗拉强度≥600Mpa，断后伸长率A≥25％，最大力总延伸率Agt≥13％，强屈比≥1.33。
进一步地，本发明的所述热轧带肋钢筋，屈服强度：445M-470pa，抗拉强度：610-630Mpa，断后伸长率A：27％-31％，最大力总延伸率Agt：13.9％-18％，强屈比:1.34-1.36。
运用本发明可充分利用控轧控冷的细晶强化作用，减少Nb、V、Ti等微合金的使用量，得到没有回火马氏体和索氏体组织的满足热轧带肋钢筋标准的热轧带肋钢筋。屈服强度≥440Mpa，抗拉强度≥600Mpa，断后伸长率A≥25％，最大力总延伸率Agt≥13％，强屈比≥1.33。吨钢降合金成本为65元，同时可以减少转炉人工投入合金量，降低劳动强度。
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。
本发明的原理为：Nb、V、Ti等微合金可以通过固溶强化、细晶强化、沉淀强化等方式提高钢筋强度性能，因此减少Nb、V、Ti等微合金的使用量，会明显降低钢筋的强度，为保证钢筋强度仍能满足GB/T 1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》的要求，需要通过其他方式提高钢筋的强度。其中，通过控轧控冷技术可以明显细化晶粒，极大提高钢筋的强度。
成分设计：普速棒材(以下简称普棒)的化学成分按照重量百分比，C：0.21％～0.25％，Si：0.40％～0.70％，Mn：1.10％～1.30％，P≤0.045％，S≤0.045％，其余为Fe；
1、本发明将双高棒开轧温度设定950～1000℃，可以防止加热过程晶粒长大，细化奥氏体晶粒。轧制过程中轧件温度提升明显，为了防止轧制过程温升导致晶粒长大，兼顾轧制温度过低辊环容易崩孔，进精轧机前的2个水箱均开40％～80％的水，将双高棒进精轧温度控制在900～930℃，为了减小冷却强度，均匀钢筋径向钢温，进减径机前的2个水箱均开20％～50％的水，将进减径温度控制在830～870℃，上冷床自然冷却。另外，通过不设置减径后水箱及恢复段，或者，虽然设置减径后水箱及恢复段，但钢筋经过减径后水箱及恢复段时，减径后水箱的水不打开，以避免形成穿水或强冷。因为穿水冷却开水量很大，冷却强度很大，会使钢筋表面有回火索氏体组织。本发明通过轧制过程的温度控制，尤其是轧后的弱冷控制，使得钢筋表面只有铁素体和珠光体，没有回火索氏体组织或马氏体组织。
2、双高棒工艺(两切分)为：高炉铁水冶炼→铁水脱硫预处理→转炉钢水冶炼→方坯连铸→加热炉加热→粗轧→中轧→水箱及恢复段→精轧→水箱及恢复段→减径→剪倍尺→冷床→剪定尺→收集、打捆、称重、挂牌、入库。
3、铁水经BOF吹炼后采用滑板挡渣出钢，然后加合金和脱氧剂，使C含量为0.21％～0.25％，Si含量为0.40％～0.70％，Mn含量为1.10％～1.30％，P、S含量≤0.045％，接着送到氩站吹氩，连铸选用合适的二冷参数，采用全程保护浇铸工艺进行浇注；
4、连铸铸出来的方坯经加热炉加热，一加热段温度控制在1000～1060℃，二加热段温度控制在1060～1120℃，均热段控制在1040～1100℃，开轧温度控制在950～1000℃，后经粗轧、中轧轧制后，控制进精轧温度900～930℃，进减径温度为830～870℃，上冷床自然冷却。
表1：各实施例钢的成分
实例 产线 规格 C Si Mn P S
实例1 双高棒 Φ10 0.22 0.48 1.18 0.027 0.031
实例2 双高棒 Φ12 0.22 0.50 1.19 0.030 0.025
实例3 双高棒 Φ14 0.23 0.45 1.18 0.041 0.026
实例4 双高棒 Φ16 0.23 0.47 1.20 0.031 0.021
实例5 双高棒 Φ18 0.22 0.45 1.19 0.020 0.022
实例6 双高棒 Φ20 0.22 0.44 1.18 0.029 0.020
表2：各实施例钢的加热工艺
实例 产线 规格 入炉温度 一加热温度 二加热温度 均热温度 加热时间
实例1 双高棒 Φ10 682 1012 1097 1059 82
实例2 双高棒 Φ12 633 1027 1079 1062 80
实例3 双高棒 Φ14 642 1029 1085 1058 79
实例4 双高棒 Φ16 695 1018 1096 1049 75
实例5 双高棒 Φ18 701 1023 1076 1048 78
实例6 双高棒 Φ20 642 1019 1092 1066 81
表3：棒材各实施例钢的轧制工艺
实例 产线 切分 规格 开轧温度 进精轧温度 进减径温度
实例1 双高棒 2 Φ10 971 915 845
实例2 双高棒 2 Φ12 975 903 851
实例3 双高棒 2 Φ14 984 919 835
实例4 双高棒 2 Φ16 983 913 838
实例5 双高棒 2 Φ18 973 911 833
实例6 双高棒 2 Φ20 990 916 839
表4：各实施例钢的力学性能
实例 产线 规格 屈服强度Mpa 抗拉强度Mpa A(％) Agt(％) 强屈比
实例1 双高棒 Φ10 460 630 31 17.6 1.37
实例2 双高棒 Φ12 455 620 29 14.5 1.36
实例3 双高棒 Φ14 455 620 27 14.2 1.36
实例4 双高棒 Φ16 445 615 28 15.3 1.38
实例5 双高棒 Φ18 450 610 28 13.9 1.36
实例6 双高棒 Φ20 455 610 29 14.6 1.34
A是断后伸长率，单位％，Agt是最大力总延伸率，单位：％
表5：各实施例钢的金相组织
实例 产线 规格 宏观组织 表层组织 1/4处组织 1/4处晶粒度 1/4处P含量 中心组织
实例1 双高棒 Φ10 无环 P+F P+F 11.5 39％ P+F
实例2 双高棒 Φ12 无环 P+F P+F 11.5 34％ P+F
实例3 双高棒 Φ14 无环 P+F P+F 11.5 36％ P+F
实例4 双高棒 Φ16 无环 P+F P+F 11.0 41％ P+F
实例5 双高棒 Φ18 无环 P+F P+F 11.0 38％ P+F
实例6 双高棒 Φ20 无环 P+F P+F 11.0 35％ P+F
从实施例1-6可以看出本发明通过合理的化学成分控制，采用合适的轧制工艺，可以减少Nb、V、Ti等微合金的使用量，吨钢降合金成本为65元，同时可以减少转炉人工投入合金量，降低劳动强度，同时还能让钢筋拥有较好的力学性能，金相组织符合GB/T 1499.2-2018要求。
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 (10)

1.一种双高棒生产热轧带肋钢筋的方法，其特征在于，所述双高棒生产热轧带肋钢筋的方法包括：
热轧带肋钢筋的成分按照重量百分比，C：0.21％～0.25％，Si：0.40％～0.70％，Mn：1.10％～1.30％，P≤0.045％，S≤0.045％，其余为Fe；
热轧带肋钢筋的规格为φ16～φ20mm；
所述生产方法采用两切分和高速棒材轧制；所述生产方法包括：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧、中轧、精轧前水箱及恢复段、精轧、减径前水箱及恢复段、减径、剪倍尺、冷床、剪定尺、收集、打捆；
其中，开轧温度为950～1000℃，进精轧温度在900～930℃，进减径温度控制在830～870℃，轧后自然冷却；
屈服强度≥440Mpa，抗拉强度≥600Mpa，断后伸长率A≥25％，最大力总延伸率Agt≥13％，强屈比≥1.33；
钢筋表面只有铁素体和珠光体，没有回火索氏体组织或马氏体组织；
1/4处晶粒度为11，宏观组织无环，表层组织为P+F，1/4处组织为P+F，中心组织为P+F。
2.如权利要求1所述的双高棒生产热轧带肋钢筋的方法，其特征在于，铁水经BOF吹炼后采用滑板挡渣出钢，然后加合金和脱氧剂，使C含量为0.21％～0.25％，Si含量为0.40％～0.70％，Mn含量为1.10％～1.30％，P、S含量≤0.045％，接着送到氩站吹氩，采用全程保护浇铸工艺进行浇注。
3.如权利要求1所述的双高棒生产热轧带肋钢筋的方法，其特征在于，一加热段温度控制在1000～1060℃，二加热段温度控制在1060～1120℃，均热段控制在1040～1100℃，开轧温度控制在950～1000℃，控制进精轧温度900-930℃，进减径温度为830～870℃，轧后自然冷却。
4.如权利要求1所述的双高棒生产热轧带肋钢筋的方法，其特征在于，进精轧机前的2个水箱均开40％～80％的水。
5.如权利要求1所述的双高棒生产热轧带肋钢筋的方法，其特征在于，进减径机前的2个水箱均开20％～50％的水。
6.如权利要求1所述的双高棒生产热轧带肋钢筋的方法，其特征在于，热轧带肋钢筋的成分为：C：0.22％％，Si：0.48％，Mn：1.18％，P：0.027％，S：0.031％，其余为Fe。
7.如权利要求1所述的双高棒生产热轧带肋钢筋的方法，其特征在于，热轧带肋钢筋的成分为：C：0.23％％，Si：0.45％，Mn：1.18％，P：0.041％，S：0.026％，其余为Fe。
8.如权利要求1所述的双高棒生产热轧带肋钢筋的方法，其特征在于，开轧温度控制在990℃，进精轧K2温度916℃，进减径温度846℃，上冷床温度自然冷却。
9.如权利要求1所述的双高棒生产热轧带肋钢筋的方法，其特征在于，开轧温度控制在984℃，进精轧K2温度919℃，进减径温度857℃，上冷床温度自然冷却。
10.如权利要求1所述的双高棒生产热轧带肋钢筋的方法，其特征在于，一加热段温度控制在1012℃，二加热段温度控制在1097℃，均热段控制在1059℃，加热时间82分钟。
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