CN115161536B - 热轧盘条钢筋 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种热轧盘条钢筋。热轧盘条钢筋的成分为:C:0.20%~0.25%,Si:0.10%~0.40%,Mn:1.0%~1.35%,Nb:0.015%~0.030%,P≤0.045%,S≤0.045%,余量为Fe和不可避免的微量元素;一加热段温度控制在860~940℃。本发明保证成本不增加的情况下,通过优化相关工艺和成分,减少贝氏体含量,提高热轧盘条钢筋Agt性能。
Description
本发明是分案申请,母案:申请号:2021110982923,申请日:2021.09.18,名称:提高Nb微合金化HRB400E热轧盘条钢筋Agt的方法和热轧盘条钢筋。
技术领域
本发明涉及轧钢领域,具体涉及一种热轧盘条钢筋。
背景技术
热轧带肋钢筋是广泛应用于公路、桥梁和各种建筑中,最大力总延伸率(以下简称Agt,单位:%)的性能表征了钢筋的抗震性能,直接影响着建筑物和人民生命财产的安全,GB/T1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》中也对HRB400E的Agt要求≥9.0%。Agt是热轧带肋钢筋的一个塑性指标,钢筋的Agt性能越高,抗震性能越好。
目前现有技术中存在以下问题:热轧带肋钢筋要达到较好的Agt性能,需要加入较多的贵金属,成本较高。
发明内容
本发明提供一种提高Nb微合金化HRB400E热轧盘条钢筋Agt的方法和热轧盘条钢筋,以做到保证成本不增加的情况下,提高HRB400E热轧盘条钢筋Agt性能。
为此,本发明提出一种提高Nb微合金化HRB400E热轧盘条钢筋Agt的方法,所述提高Nb微合金化HRB400E热轧盘条钢筋Agt的方法采用高速线材轧制,所述提高Nb微合金化HRB400E热轧盘条钢筋Agt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、预精轧、第一水箱及恢复段冷却、精轧、第二水箱及恢复段冷却、减径、第三水箱及恢复段冷却、吐丝、风冷辊道冷却、集卷;
其中,热轧盘条钢筋的成分按重量百分比控制为:
C:0.20%~0.25%,Si:0.10%~0.40%,Mn:1.0%~1.35%,Nb:0.015%~0.030%,P≤0.045%,S≤0.045%,余量为Fe和不可避免的微量元素;
加热炉加热中,一加热段温度控制在860~940℃。
进一步地,开轧温度940~980℃。
进一步地,进精轧温度880~920℃,吐丝温度830~900℃。
进一步地,控制开启风机数量,使盘条风冷后温度在560~620℃。
进一步地,控制开启风机数量,使盘条风冷后温度在565~590℃。
进一步地,二加热段温度控制在1040~1120℃,均热段控制在990~1050℃,钢坯加热时间80~120分钟,开轧温度940~980℃,采用30架高速无扭轧制,进精轧温度控制为880~920℃,吐丝温度控制为830~900℃。
进一步地,二加热段温度控制在1070~1100℃,均热段控制在1000~1030℃,钢坯加热时间90~110分钟,开轧温度940~965℃,进精轧温度控制为890~920℃,吐丝温度控制为845~900℃。
本发明还提出一种热轧盘条钢筋,即高Agt性能的Nb微合金化HRB400E热轧盘条钢筋,所述热轧盘条钢筋的成分按重量百分比控制为:
C:0.20%~0.25%,Si:0.10%~0.40%,Mn:1.0%~1.35%,Nb:0.015%~0.030%,P≤0.045%,S≤0.045%,余量为Fe和不可避免的微量元素;
所述热轧盘条钢筋的规格为Φ6~Φ12;
所述热轧盘条钢筋的Agt≥12%,例如,Agt≥13.9%,Agt≥14.3%,Agt≥14.6%,Agt≥14.7%,Agt≥15.1%,Agt≥15.7%。
进一步地,所述热轧盘条钢筋的成分按重量百分比控制为:
C:0.22%,Si:0.29%,Mn:1.25%,Nb:0.025%,P:0.031%,S:0.020%,余量为Fe和不可避免的微量元素;
所述热轧盘条钢筋的规格为Φ6;
所述热轧盘条钢筋的Agt为15.7。
进一步地,所述热轧盘条钢筋的成分按重量百分比控制为:
C:0.24%,Si:0.30%,Mn:1.22%,Nb:0.025%,P:0.027%,S:0.027%,余量为Fe和不可避免的微量元素;
所述热轧盘条钢筋的规格为Φ8;
所述热轧盘条钢筋的Agt为14.6。
本发明充分利用Nb微合金的细晶强化作用,保证成本不增加的情况下,通过优化相关工艺和成分,减少贝氏体含量,提高HRB400E热轧盘条钢筋Agt性能。热轧盘条钢筋的Agt≥12%,屈服强度≥445MPa,抗拉强度≥645MPa,延伸率A≥26,强屈比≥1.39,具有较好的防震性能。
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。
一、设计原理和路线:
申请人认为:影响Agt性能主要是金相组织中的贝氏体含量,贝氏体含量越高,热轧带肋钢筋的Agt性能越差,贝氏体含量过高就会出现Agt性能不合情况。Mn元素是强淬透性元素,会使得C曲线右移,降低贝氏体转变的临界冷却速度,而热轧带肋盘条由于直径小、存在搭接点和非搭接点,导致散热不均匀,要保证搭接点有合适的冷却速度,非搭接点的冷却速度就会过快,达到了贝氏体转变的临界冷却速度,组织中即会形成较多贝氏体,如果降低非搭接点的冷却速度,减少贝氏体的形成,则Nb微合金的细晶强化作用不能成分发挥,强度性能会下降,甚至搭接点因冷却速度慢而出现强度性能不合,需要增加合金提高钢筋强度,成本会上升,因此需要优化成分和工艺,保证成本不增加的情况下,减少贝氏体含量,提高HRB400E热轧盘条钢筋Agt性能。
二、实施路线
因为影响Agt性能主要是金相组织中的贝氏体含量,Mn元素是强淬透性元素,使得C曲线右移,降低贝氏体转变的临界冷却速度,降低Mn含量可以提高贝氏体转变的临界冷却速度,防止冷速过快,形成较多贝氏体,降低盘条的Agt性能。在工艺不变的情况下,Mn含量降低,盘条钢筋的强度也会随之降低,通过将降低开轧温度,防止加热及轧制过程晶粒长大,同时提高Nb微合金含量,降低吐丝温度,充分利用Nb微合金的细晶强化作用,弥补Mn含量降低导致强度性能的降低。由于搭接点处盘条密集,钢筋冷却速度慢,晶粒不断长大而降低搭接点处钢筋的强度,增加风冷辊道增加跌落段,使盘条搭接点不断移动,加快搭接点的冷却速度,最后通过优化风机风量,使盘条风冷后温度在560~620℃,防止生成较多贝氏体,降低盘条的Agt性能,同时能充分发挥Nb微合金的细晶强化作用,提高盘条强度。
三、工艺路线
1、采用高速线材轧制工艺,高速线材工艺为: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、预精轧、水箱及恢复段、精轧、水箱及恢复段、减径、水箱及恢复段、吐丝、风冷辊道冷却、集卷、修剪、打捆、称重、挂牌、入库。
2、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0.20%~0.25%,Si含量为0.10%~0.40%,Mn含量为1.0%~1.35%,Nb含量为0.015%~0.030%,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;
3、连铸铸出来的方坯经加热炉加热,一加热段温度控制在860~940℃,二加热段温度控制在1040~1120℃,均热段控制在990~1050℃,开轧温度控制在940~980℃,后经粗轧、中轧、预精轧机组轧制后,控制进精轧温度880~920℃,将吐丝温度控制在830~900℃,根据不同规格开启不同风机数量,使盘条风冷后温度在560~620℃。
四、实例
(1)提高Nb微合金化HRB400E热轧盘条钢筋Agt的方法采用的高速线材工艺为: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→预精轧→水箱及恢复段→精轧→水箱及恢复段→减径→水箱及恢复段→吐丝→风冷辊道冷却→集卷→修剪、打捆、称重、挂牌、入库。
(2)实例1-6(见后续表格)转炉钢水冶炼成分控制:C=0.20%~0.25%,Si=0.10%~0.45%,Mn=1.0%~1.35%,Nb=0.015%~0.030%,P、S≤0.045%;对比例7-12为原工艺方法,转炉钢水冶炼成分控制:C=0.20%~0.25%,Si=0.10%~0.45%,Mn=1.35%~1.60%,Nb=0.010%~0.025%,P、S≤0.045%。
(3)实例1-6,一加热段温度控制在860~940℃,二加热段温度控制在1040~1120℃,均热段控制在990~1050℃,钢坯加热时间80~120分钟,开轧温度940~980℃,采用30架高速无扭轧制,进精轧温度控制为880~920℃,吐丝温度控制为830~900℃;对比例7-12一加热段温度控制在860~940℃,二加热段温度控制在1080~1160℃,均热段控制在1030~1090℃,钢坯加热时间80~120分钟,开轧温度980~1020℃,采用30架高速无扭轧制,进精轧温度控制为880~920℃,吐丝温度控制为880~920℃。
(4)实例1-6根据不同规格开启不同风机数量及功率,使盘条风冷后温度在560~620℃;对比例7-12为原有的生产技术,根据不同规格开启不同风机数量及功率,使盘条风冷后温度在600~640℃。
(5)采用下述成分配比和具体工艺。其中,表1是各实施例钢、对比列钢的成分(按重量百分比计)。表2是与表1所述实施例钢、对比列钢对应的生产规格、工艺参数、力学性能。
表1:各实施例钢的成分
实例 | 规格 | C | Si | Mn | P | S | Nb |
实例1 | Φ6 | 0.22 | 0.29 | 1.25 | 0.031 | 0.020 | 0.025 |
实例2 | Φ6 | 0.24 | 0.30 | 1.22 | 0.027 | 0.027 | 0.025 |
实例3 | Φ8 | 0.24 | 0.30 | 1.22 | 0.027 | 0.027 | 0.025 |
实例4 | Φ8 | 0.23 | 0.27 | 1.28 | 0.041 | 0.026 | 0.026 |
实例5 | Φ10 | 0.23 | 0.29 | 1.26 | 0.021 | 0.021 | 0.024 |
实例6 | Φ10 | 0.23 | 0.30 | 1.24 | 0.020 | 0.022 | 0.024 |
对比例7 | Φ6 | 0.22 | 0.39 | 1.38 | 0.029 | 0.020 | 0.016 |
对比例8 | Φ6 | 0.22 | 0.42 | 1.45 | 0.027 | 0.018 | 0.016 |
对比例 | Φ8 | 0.23 | 0.42 | 1.44 | 0.026 | 0.024 | 0.017 |
对比例10 | Φ8 | 0.23 | 0.40 | 1.41 | 0.034 | 0.032 | 0.016 |
对比例11 | Φ10 | 0.23 | 0.40 | 1.40 | 0.030 | 0.029 | 0.016 |
对比例12 | Φ10 | 0.22 | 0.37 | 1.39 | 0.023 | 0.032 | 0.017 |
表2:各实施例钢的加热工艺
表3:各实施例钢的工艺及性能
表4:各实施例钢的工艺及性能
(6)从表1、表2、表3和表4可以看出本发明通过将化学成分控制为:C=0.20%~0.25%,Si=0.10%~0.40%,Mn=1.0%~1.35%,Nb=0.015%~0.030%,P、S≤0.045%,降低加热和开轧温度,再将吐丝温度控制在830~900℃,根据不同规格开启不同风机数量及功率,使盘条风冷后温度在560~620℃,可以在保证成本不增加、强度基本不变的前提下,明显提高热轧盘条的Agt性能。
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 (4)
1.一种热轧盘条钢筋,其特征在于,采用提高Nb微合金化HRB400E热轧盘条钢筋Agt的方法制备,所述提高Nb微合金化HRB400E热轧盘条钢筋Agt的方法采用高速线材轧制,所述提高Nb微合金化HRB400E热轧盘条钢筋Agt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、预精轧、第一水箱及恢复段冷却、精轧、第二水箱及恢复段冷却、减径、第三水箱及恢复段冷却、吐丝、风冷辊道冷却、集卷;
所述热轧盘条钢筋的成分按重量百分比控制为:
C:0.20%~0.25%,Si:0.10%~0.40%,Mn:1.22%~1.26%,Nb:0.015%~0.030%,P≤0.045%,S≤0.045%,余量为Fe和不可避免的微量元素;
加热炉加热中,一加热段温度控制在860~940℃;
所述热轧盘条钢筋的规格为Φ6mm~Φ10 mm;
所述热轧盘条钢筋的屈服强度≥445MPa,抗拉强度≥645MPa ;12%≤Agt≤15 .1%;1.39≤强屈比≤1 .43;
二加热段温度控制在1040~1120℃,均热段控制在990~1050℃,钢坯加热时间80~120分钟,开轧温度940~980℃,采用30架高速无扭轧制,进精轧温度控制为880~920℃,吐丝温度控制为830~900℃;
控制开启风机数量,使盘条风冷后温度在560~620℃。
2.如权利要求1所述的热轧盘条钢筋,其特征在于,所述热轧盘条钢筋的成分按重量百分比控制为:
C:0.24%,Si:0.30%,Mn: 1.22%,Nb:0.025%,P:0.027%,S:0.027%,余量为Fe和不可避免的微量元素;
所述热轧盘条钢筋的规格为Φ8 mm;
所述热轧盘条钢筋的Agt为14.6。
3.如权利要求1所述的热轧盘条钢筋,其特征在于,所述热轧盘条钢筋的成分按重量百分比控制为:
C:0.24%,Si:0.30%,Mn: 1.22%,Nb:0.025%,P:0.027%,S:0.027%,余量为Fe和不可避免的微量元素;
所述热轧盘条钢筋的规格为Φ6 mm;
所述热轧盘条钢筋的Agt为15.1。
4.如权利要求1所述的热轧盘条钢筋,其特征在于,所述热轧盘条钢筋的成分按重量百分比控制为:
C:0.23%,Si:0.29%,Mn: 1.26%,Nb:0.024%,P:0.021%,S:0.021%,余量为Fe和不可避免的微量元素;
所述热轧盘条钢筋的规格为Φ10mm;
所述热轧盘条钢筋的Agt为14.3。
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