CN115652178B - 一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢 - Google Patents

一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢，所述高速线材螺纹钢的化学成分按重量百分比为：C：0.21～0.25Wt％，Si：0.55～0.70Wt％，Mn：0.8～0.95Wt％，P：≤0.040Wt％，S：≤0.040Wt％，Nb：0.018～0.028Wt％，N：≤0.0065Wt％，Cr：≤0.09Wt％，B：≤0.0009Wt％。本发明可将Φ6～12mm规格HRB400E盘条螺纹钢筋同圈强度屈服波动控制在30MPa以内，且氧化铁皮厚度大于10μm。

Description

一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高 速线材螺纹钢
本申请是分案申请，母案为：申请号：2021107633838，发明名称：一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢及其生产方法，申请日：2021.07.06。
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢。
背景技术
目前，钢材的腐蚀及性能稳定情况一直是用户关注的热点，为保证性能稳定，行业内常采用较低的轧制温度及吐丝温度。吐丝温度过低虽然性能较稳定，但影响氧化铁皮的厚度、完整性，通常厚度只有4～5μm。盘条表面氧化铁皮的厚度、完整性与其防锈能力正相关，厚度越厚、越完整其防锈能力越好。
综上所述，现有技术中存在以下问题：高速线材螺纹钢表面氧化铁皮厚度较小防锈能力不足。
发明内容
本发明实施例所解决的技术问题是如何解决高速线材螺纹钢表面氧化铁皮厚度较小防锈能力不足的问题。
为此，一方面，本发明实施例提供了一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢的生产方法，所述同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢的生产方法包括：
依次进行的高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、方坯连铸、高速线材轧制、和吐丝；
在高速线材轧制时，控制铸坯加热温度为1050℃～1170℃，钢坯加热时间为80～120分钟，开轧温度950℃～1010℃；
所述高速线材螺纹钢的化学成分按重量百分比为：C：0.21～0.25Wt％，Si：0.55～0.70Wt％，Mn：0.8～0.95Wt％，P：≤0.040Wt％，S：≤0.040Wt％，Nb：0.018～0.028Wt％，N：≤0.0065Wt％，Cr：≤0.09Wt％，B：≤0.0009Wt％。
具体的，保持转炉钢水冶炼中入炉铁水S≤0.040Wt％，冶炼过程采用全程底吹氩气。
具体的，在方坯连铸时采用钢包下渣检测控制，中间包浇注温度为1525～1545℃，控制铸坯单流拉速为2.5～4.5m/min。
具体的，在高速线材轧制后进入斯太尔摩冷却，所述斯太尔摩设置为分段式阶梯辊道，斯太尔摩辊道速度不小于40m/min。
具体的，控制进精轧温度为860℃～920℃。
另一方面，本发明实施例还提供了一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢，采用一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢的生产方法，所述高速线材螺纹钢的化学成分按重量百分比为：C：0.21～0.25Wt％，Si：0.55～0.70Wt％，Mn：0.8～0.95Wt％，P：≤0.040Wt％，S：≤0.040Wt％，Nb：0.018～0.028Wt％，N：≤0.0065Wt％，Cr：≤0.09Wt％，B：≤0.0009Wt％。
具体的，所述高速线材螺纹钢的化学成分按重量百分比为：C：0.22Wt％，Si：0.60Wt％，Mn：0.85Wt％，P：0.028Wt％，S：0.022Wt％，Nb：0.022Wt％，B：0.0007Wt％，N：0.004Wt％，Cr：0.06Wt％。
具体的，所述高速线材螺纹钢的化学成分按重量百分比为：C：0.21Wt％，Si：0.58Wt％，Mn：0.90Wt％，P：0.03Wt％，S：0.025Wt％，Nb：0.02Wt％，B：0.0006Wt％，N：0.0055Wt％，Cr：0.05Wt％。
具体的，所述高速线材螺纹钢的化学成分按重量百分比为：C：0.24Wt％，Si：0.63Wt％，Mn：0.91Wt％，P：0.029Wt％，S：0.024Wt％，Nb：0.025Wt％，B：0.0004Wt％，N：0.0043Wt％，Cr：0.07Wt％。
具体的，所述高速线材螺纹钢的化学成分按重量百分比为：C：0.25Wt％，Si：0.61Wt％，Mn：0.87Wt％，P：0.027Wt％，S：0.028Wt％，Nb：0.019Wt％，B：0.0005Wt％，N：0.0047Wt％，Cr：0.04Wt％。
本发明提供的一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢的生产方法轧制时保证一定轧制速度，稳定且较高的变形率有利于晶粒细化。斯太尔摩设置分段式阶梯辊道，使轧件在中间运行，防止跑偏，影响后续集卷，在跌落过程中，缠绕重叠的线圈得以分离，使线圈冷却更均匀。本发明可将Φ6～12mm规格HRB400E盘条螺纹钢筋同圈强度屈服波动控制在30MPa以内，且氧化铁皮厚度大于10μm。
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。
本发明提供了一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢的生产方法，所述同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢的生产方法包括：
依次进行的高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、方坯连铸、高速线材轧制、和吐丝；
在高速线材轧制时，控制铸坯加热温度为1050℃～1170℃，钢坯加热时间为80～120分钟，开轧温度950℃～1010℃；
所述高速线材螺纹钢的化学成分按重量百分比为：C：0.21～0.25Wt％，Si：0.55～0.70Wt％，Mn：0.8～0.95Wt％，P：≤0.040Wt％，S：≤0.040Wt％，Nb：0.018～0.028Wt％，N：≤0.0065Wt％，Cr：≤0.09Wt％，B：≤0.0009Wt％。
保持转炉钢水冶炼中入炉铁水S≤0.040Wt％，冶炼过程采用全程底吹氩气。
在方坯连铸时采用钢包下渣检测控制，中间包浇注温度为1525～1545℃，控制铸坯单流拉速为2.5～4.5m/min。
在高速线材轧制后进入斯太尔摩冷却，所述斯太尔摩设置为分段式阶梯辊道，斯太尔摩辊道速度不小于40m/min。
控制进精轧温度为860℃～920℃。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明工艺路线为：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、方坯连铸、高速线轧制、吐丝、检验包装入库；其中，各阶段的工艺特点为：
转炉钢水冶炼：入炉铁水要求S≤0.040Wt％；冶炼过程采用全程底吹氩气，吹炼后期加大气体流量，加强熔池搅拌；转炉终点控制C≤0.15Wt％，P≤0.037Wt％；
方坯连铸:采用钢包下渣检测控制，中间包浇注温度为1525～1545℃，中间包使用普通覆盖剂，使用普通方坯保护渣，铸坯单流拉速为2.5～4.5m/min。
高速线材轧制：控制铸坯加热温度为1050～1170℃，钢坯加热时间80～120分钟，开轧温度950～1010℃。
本发明具体技术措施包括：
1.合理的成分：
(1)加入Nb元素，控制Mn、Cr、B、N等影响钢淬透性的元素。Nb元素有析出强化作用，并提高奥氏体再结晶温度，实现较高温度下的控制轧制，可同时提高性能及氧化铁皮厚度；Mn、Cr、B、N含量较高时均会提高钢的淬透性，造成冷却不均，影响钢筋同圈组织稳定性，进而影响性能稳定，因此应控制在较低水平。以上元素损失的强度通过Nb、C、Si元素及控轧控冷来弥补。由于Nb的加入利于贝氏体组织的形成，对性能稳定控制不利，因此Mn、Cr、B、N含量控制更低，且Nb含量不宜过高。
(2)C、Si:提供固溶强化效果，所提供的强度较稳定，控制在较高水平。
根据上述钢中各成分对盘条冷却不均的影响适当降低钢中的Mn含量，控制废钢中带来的Cr，控制钢中的N及B，加入Nb、提高Si含量，如表1。
表1钒微合金化HRB400E成分(wt％)
Figure BDA0003929470030000041
2.轧机设计：6架粗轧机、6架中轧机、6架预精轧机、控冷装置、回复段、8架精轧机、控冷装置、回复段、2架剪径机组(剪径机组后无控冷装置)。
3.轧制工艺：
(1)在精轧机组及剪径机组前使用控冷装置，控制较低的进精轧温度，较高的进剪径温度，实现较高温度下的奥氏体再结晶区控制轧制；在剪径机组后不安装、不使用控冷装置，控制较高的吐丝温度(表2)。Nb的碳氮化物会钉扎晶界、阻止晶粒长大。
(2)所有控制冷装置均为多个小的水箱组成，可分别单独控制实现分级控冷，小水箱不得连续开启，使用间隔开启模式，避免轧件表面温度过低。水箱控制温度时，单个小水箱流量处于100％打开，保证压力、流量稳定，可实现轧件温度的稳定控制，利于性能稳定。
表2轧钢关键温度
Figure BDA0003929470030000051
4.轧制速度：保证一定轧制速度，稳定且较高的变形率有利于晶粒细化。(表2)
5.斯太尔摩辊道：1号保温罩及1号风机关闭，使吐丝后的盘条处于高温区的时间延长，有利于氧化铁皮形成；且高温区盘条传热快，在吐丝后的高温区不开风机及保温罩，可使盘条温度均匀，有利于性能均匀稳定。
斯太尔摩辊道速度不小于40m/min。斯太尔摩设置分段式阶梯辊道，使轧件在中间运行，防止跑偏，影响后续集卷，在跌落过程中，缠绕重叠的线圈得以分离，使线圈冷却更均匀。
6.检验：在打包前应视盘条头、尾的不冷段长度，剪掉盘条头尾8～15圈。力学检验时取剪除不冷段后的部分。
本发明还提供了一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢，采用一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢的生产方法，所述高速线材螺纹钢的化学成分按重量百分比为：C：0.21～0.25Wt％，Si：0.55～0.70Wt％，Mn：0.8～0.95Wt％，P：≤0.040Wt％，S：≤0.040Wt％，Nb：0.018～0.028Wt％，N：≤0.0065Wt％，Cr：≤0.09Wt％，B：≤0.0009Wt％。
所述高速线材螺纹钢的化学成分按重量百分比为：C：0.22Wt％，Si：0.60Wt％，Mn：0.85Wt％，P：0.028Wt％，S：0.022Wt％，Nb：0.022Wt％，B：0.0007Wt％，N：0.004Wt％，Cr：0.06Wt％。
所述高速线材螺纹钢的化学成分按重量百分比为：C：0.21Wt％，Si：0.58Wt％，Mn：0.90Wt％，P：0.03Wt％，S：0.025Wt％，Nb：0.02Wt％，B：0.0006Wt％，N：0.0055Wt％，Cr：0.05Wt％。
所述高速线材螺纹钢的化学成分按重量百分比为：C：0.24Wt％，Si：0.63Wt％，Mn：0.91Wt％，P：0.029Wt％，S：0.024Wt％，Nb：0.025Wt％，B：0.0004Wt％，N：0.0043Wt％，Cr：0.07Wt％。
所述高速线材螺纹钢的化学成分按重量百分比为：C：0.25Wt％，Si：0.61Wt％，Mn：0.87Wt％，P：0.027Wt％，S：0.028Wt％，Nb：0.019Wt％，B：0.0005Wt％，N：0.0047Wt％，Cr：0.04Wt％。
本发明提供的一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢的生产方法轧制时保证一定轧制速度，稳定且较高的变形率有利于晶粒细化。斯太尔摩设置分段式阶梯辊道，使轧件在中间运行，防止跑偏，影响后续集卷，在跌落过程中，缠绕重叠的线圈得以分离，使线圈冷却更均匀。本发明可将Φ6～12mm规格HRB400E盘条螺纹钢筋同圈强度屈服波动控制在30MPa以内，且氧化铁皮厚度大于10μm。
实施例：
以下是本发明对Φ6～12mm规格HRB400E盘条螺纹钢筋同圈强度波动及氧化铁皮厚度控制采用下述成分配比和具体工艺。其中，表3是各实施例钢的成分(按重量百分比计)。表4是与表1所述实施例钢对应的生产规格、工艺参数、力学性能。生产的轧机设计：6粗轧机、6中轧机、6预精轧机、控冷装置、回复段、8精轧机、控冷、回复段、2剪径机组。斯太尔摩第一段辊道速度40m/min。剪掉盘条头、尾各12圈后再检验力学性能。
表3：产品化学成分(wt％)
实例 C Si Mn P S Nb B N Cr
实例1 0.22 0.60 0.85 0.028 0.022 0.022 0.0007 0.0040 0.06
实例2 0.21 0.58 0.90 0.030 0.025 0.020 0.0006 0.0055 0.05
实例3 0.24 0.63 0.91 0.029 0.024 0.025 0.0004 0.0043 0.07
实例4 0.25 0.61 0.87 0.027 0.028 0.019 0.0005 0.0047 0.04
表4：各实施例具体的工艺参数与力学性能
Figure BDA0003929470030000061
Figure BDA0003929470030000071
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做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢，其特征在于，采用同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢的生产方法，所述高速线材螺纹钢的化学成分按重量百分比为：C：0.21～0.25Wt%，Si：0.55～0.70Wt%，Mn：0.8～0.95Wt%，P：≤0.040Wt%，S：≤0.040Wt%，Nb：0.018～0.028 Wt%，N：≤0.0065Wt%，Cr：0 .04Wt％～0.09Wt%，B：0 .0004Wt％～0.0009Wt%；
所述同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢的生产方法包括：
依次进行的高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、方坯连铸、高速线材轧制、和吐丝；
在高速线材轧制时，控制铸坯加热温度为1050℃～1170℃，钢坯加热时间为80～120分钟，开轧温度950℃～1010℃；
在高速线材轧制后进入斯太尔摩冷却，所述斯太尔摩设置为分段式阶梯辊道，使轧件在中间运行，防止跑偏，影响后续集卷，在跌落过程中，缠绕重叠的线圈得以分离，使线圈冷却更均匀，斯太尔摩辊道速度不小于40m/min；
1号保温罩及1号风机关闭，使吐丝后的盘条处于高温区的时间延长。
2.如权利要求1所述的一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢，其特征在于，高速线材螺纹钢规格为Φ6-12mm。
3.如权利要求1所述的一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢，其特征在于，高速线材螺纹钢规格为Φ10mm，控制进精轧温度为910℃，进减径机温度902℃，轧制速度60m/s。
4.如权利要求1所述的一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢，其特征在于，同圈屈服强度波动控制在15MPa以内，氧化铁皮厚度12μm。
5.如权利要求1所述的一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢，其特征在于，同圈拉伸强度波动控制在20MPa以内。
6.如权利要求1所述的一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢，其特征在于，同圈屈服强度波动为420-435MPa，同圈拉伸强度波动为600-620MPa。
7. 如权利要求1所述的一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢，其特征在于，所述高速线材螺纹钢的化学成分按重量百分比为：C：0.22Wt%，Si：0.60Wt%，Mn：0.85Wt%，P：0.028Wt%，S： 0.022Wt%，Nb：0.022 Wt%，B：0.0007Wt%，N：0.004Wt%， Cr：0.06Wt% 。
8.如权利要求1所述的一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢，其特征在于，所述高速线材螺纹钢的化学成分按重量百分比为：C：0.21Wt%，Si：0.58Wt%，Mn：0.90Wt%，P：0.03Wt%，S： 0.025Wt%，Nb：0.02 Wt%，B：0.0006Wt%，N：0.0055Wt%， Cr：0.05Wt% 。
9.如权利要求1所述的一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢，其特征在于，所述高速线材螺纹钢的化学成分按重量百分比为：C：0.24Wt%，Si：0.63Wt%，Mn：0.91Wt%，P：0.029Wt%，S： 0.024Wt%，Nb：0.025 Wt%，B：0.0004Wt%，N：0.0043Wt%， Cr：0.07Wt% 。
10.如权利要求1所述的一种同圈强度波动差较小且表面氧化铁皮厚度10μm以上的高速线材螺纹钢，其特征在于，所述高速线材螺纹钢的化学成分按重量百分比为：C：0.25Wt%，Si：0.61Wt%，Mn：0.87Wt%，P：0.027Wt%，S： 0.028Wt%，Nb：0.019 Wt%，B：0.0005Wt%，N：0.0047Wt%， Cr：0.04Wt% 。
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