RU2558786C1 - Reinforcing steel - Google Patents
Reinforcing steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2558786C1 RU2558786C1 RU2014131340/02A RU2014131340A RU2558786C1 RU 2558786 C1 RU2558786 C1 RU 2558786C1 RU 2014131340/02 A RU2014131340/02 A RU 2014131340/02A RU 2014131340 A RU2014131340 A RU 2014131340A RU 2558786 C1 RU2558786 C1 RU 2558786C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- nitrogen
- vanadium
- manganese
- ratio
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к металлургии, в частности к арматурной стали, предназначенной преимущественно для производства горячекатаной арматуры класса прочности А400 (A-III).The present invention relates to metallurgy, in particular to reinforcing steel, intended primarily for the production of hot-rolled reinforcement of strength class A400 (A-III).
Известна сталь для производства арматуры марки 25Г2С по ГОСТ 5781-82, содержащая, мас.%: 0,20÷0,29 С; 1,20÷1,60 Mn, 0,60÷0,90 Si, остальное - железо.Known steel for the production of reinforcement grade 25G2S according to GOST 5781-82, containing, wt.%: 0.20 ÷ 0.29 C; 1.20 ÷ 1.60 Mn, 0.60 ÷ 0.90 Si, the rest is iron.
Недостатком известной стали при использовании ее для производства горячекатаной арматуры является низкий уровень механических свойств, а именно низкая пластичность, недостаточное относительное удлинение, а также неудовлетворительные показания испытаний на изгиб и низкие показатели свариваемости металла при содержании марганца в пределах 1,20-1,60.A disadvantage of the known steel when used for the production of hot-rolled reinforcement is the low level of mechanical properties, namely, low ductility, insufficient elongation, as well as poor test results for bending and low weldability of the metal with a manganese content in the range of 1.20-1.60.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом), по мнению авторов, является сталь, применяемая для производства горячекатаной арматуры марки 35ГС по ГОСТ 5781-82, содержащая, мас.%: 0,30÷0,37 С; 0,80÷1,20 Мn, 0,60÷0,90 Si, остальное - железо.The closest to the proposed technical solution according to the technical essence and the achieved result (prototype), according to the authors, is steel used for the production of hot-rolled fittings of grade 35GS according to GOST 5781-82, containing, wt.%: 0.30 ÷ 0.37 C ; 0.80 ÷ 1.20 Mn, 0.60 ÷ 0.90 Si, the rest is iron.
Недостатком известного технического решения является высокая себестоимость производства стали в связи с повышенным содержанием марганца и кремния в ней при получении стандартных механических свойств.A disadvantage of the known technical solution is the high cost of steel production due to the increased content of manganese and silicon in it when obtaining standard mechanical properties.
Задача, на осуществление которой направлено техническое решение - снижение себестоимости производства стали строительного направления за счет снижения содержания в ней марганца и кремния при обеспечении условий разливаемости на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). При этом достигается получение такого технического результата, как повышение механических свойств стали, а именно повышение предела текучести и относительного удлинения.The task to which the technical solution is aimed is to reduce the cost of production of steel in the construction sector by reducing the content of manganese and silicon in it while ensuring the conditions for casting on continuous casting machines (CCM). At the same time, obtaining such a technical result as increasing the mechanical properties of steel, namely increasing the yield strength and elongation, is achieved.
Вышеуказанные недостатки исключаются тем, что арматурная сталь, содержит углерод, марганец, кремний, азот, ванадий и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%:The above disadvantages are eliminated by the fact that reinforcing steel contains carbon, manganese, silicon, nitrogen, vanadium and iron in the following ratio of components, wt.%:
при этом отношение ванадий/азот составляет 0,25÷2,4, а отношение азот/водород не более 30.the ratio of vanadium / nitrogen is 0.25 ÷ 2.4, and the ratio of nitrogen / hydrogen is not more than 30.
Сопоставительный анализ предложенного технического решения с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от известного тем, что дополнительно содержит азот и ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.%:A comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype shows that the claimed technical solution differs from the known one in that it additionally contains nitrogen and vanadium in the following ratio of components, wt.%:
при этом отношение ванадий/азот составляет 0,25÷2,4 и отношение азот/водород не более 30; заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения «Новизна».the ratio of vanadium / nitrogen is 0.25 ÷ 2.4 and the ratio of nitrogen / hydrogen is not more than 30; The claimed technical solution meets the criteria of the invention of "Novelty."
Так как предлагаемое изобретение может быть использовано в металлургической промышленности, а проведенные испытания предлагаемого решения продемонстрировали более высокие показатели по механическим свойствам (повышение предела текучести и относительного удлинения), следовательно, данное техническое решение соответствует критерию изобретения «Промышленная применимость».Since the present invention can be used in the metallurgical industry, and tests of the proposed solution showed higher mechanical properties (increased yield strength and elongation), therefore, this technical solution meets the criteria of the invention "Industrial applicability".
Сравнительный анализ предложенного технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями, не позволил выявить существенные признаки, присущие заявленному решению. Отсюда следует, что заявленная совокупность существенных отличий позволяет обеспечить получение вышеуказанного технического результата, что, по мнению авторов, соответствует критерию изобретения «Изобретательский уровень».A comparative analysis of the proposed technical solution not only with the prototype, but also with other technical solutions, did not allow us to identify the essential features inherent in the claimed solution. It follows that the claimed combination of significant differences allows to obtain the above technical result, which, according to the authors, meets the criteria of the invention "Inventive step".
Элементы, входящие в состав предлагаемой стали, формируют ее структуру и, находясь в сложной взаимосвязи, обеспечивают высокий уровень механических свойств.The elements that make up the proposed steel form its structure and, being in a complex relationship, provide a high level of mechanical properties.
При содержании углерода менее 0,30 мас.% сталь недостаточно раскислена, в результате чего создаются неблагоприятные условия для азотирования (проникновения азота в сталь), что приводит к снижению предела текучести.When the carbon content is less than 0.30 wt.%, The steel is not sufficiently deoxidized, as a result of which unfavorable conditions are created for nitriding (penetration of nitrogen into the steel), which leads to a decrease in the yield strength.
При содержании углерода более 0,37 мас.% ухудшается пластичность стали, снижается относительное удлинение, не выдерживает испытание на изгиб.When the carbon content is more than 0.37 wt.%, The ductility of the steel deteriorates, the elongation decreases, and it does not pass the bending test.
При содержании марганца менее 0,80 мас.% снижается предел текучести стали за счет снижения легирования последней.When the manganese content is less than 0.80 wt.%, The yield strength of steel is reduced by reducing the alloying of the latter.
При содержании марганца более 1,10 мас.% заметного улучшения механических свойств стали не наблюдается, при этом происходит перерасход марганца, что ведет к повышению себестоимости производства стали.With a manganese content of more than 1.10 wt.%, A noticeable improvement in the mechanical properties of steel is not observed, with an over-expenditure of manganese, which leads to an increase in the cost of steel production.
При содержании кремния менее 0,17 мас.% сталь недостаточно раскислена, что ухудшает условия для проникновения азота в расплав (азотирования) и приводит к снижению предела текучести.When the silicon content is less than 0.17 wt.%, The steel is not sufficiently deoxidized, which worsens the conditions for the penetration of nitrogen into the melt (nitriding) and leads to a decrease in the yield strength.
При содержании кремния более 0,37 мас.% происходит перерасход кремния без заметного улучшения механических свойств стали. Перерасход кремния также ведет к повышению себестоимости производства стали.When the silicon content is more than 0.37 wt.%, Silicon is overused without a noticeable improvement in the mechanical properties of steel. Overspending of silicon also leads to an increase in the cost of steel production.
При содержании азота менее 0,016 мас.% снижается предел текучести в связи с тем, что в стали образуется недостаточное количество нитридной фазы.When the nitrogen content is less than 0.016 wt.%, The yield strength is reduced due to the fact that an insufficient amount of the nitride phase is formed in the steel.
При содержании азота более 0,020 мас.% снижается относительное удлинение, поскольку излишний азот находится в несвязанном состоянии, также увеличивается вероятность возникновения дефекта стали - подкорковый пузырь.When the nitrogen content is more than 0.020 wt.%, The elongation decreases, since the excess nitrogen is in an unbound state, the likelihood of a steel defect, the subcortical bladder, also increases.
Введение нитридообразующего элемента, например, ванадия совместно с азотом, обеспечивает изменение зернистой структуры металла, за счет чего повышаются прочностные характеристики и обеспечивается экономия марганца при сохранении устойчивой разливаемости на МНЛЗ, в частности, в сортовые заготовки, например, сечением не более 150×150 мм.The introduction of a nitride-forming element, for example, vanadium together with nitrogen, provides a change in the grain structure of the metal, thereby increasing strength characteristics and saving manganese while maintaining stable castability on continuous casting machines, in particular in high-quality billets, for example, with a cross section of not more than 150 × 150 mm .
При содержании ванадия менее 0,008 мас.% образуется недостаточное количество нитридной фазы, что приводит к снижению предела текучести.When the vanadium content is less than 0.008 wt.%, An insufficient amount of the nitride phase is formed, which leads to a decrease in the yield strength.
При содержании ванадия более 0,022 мас.% значительно увеличивается расход ванадия, что увеличивает себестоимость производства стали.When the vanadium content is more than 0.022 wt.%, The consumption of vanadium increases significantly, which increases the cost of steel production.
При выполнении отношения ванадия к азоту менее 0,25 снижается предел текучести в связи с тем, что в стали образуется недостаточное количество нитридной фазы.When the ratio of vanadium to nitrogen is less than 0.25, the yield strength is reduced due to the fact that an insufficient amount of the nitride phase is formed in the steel.
При выполнении отношения ванадия к азоту более 2,4 значительно увеличивается расход ванадия, что способствует увеличению себестоимости производства стали.When the ratio of vanadium to nitrogen is more than 2.4, the consumption of vanadium increases significantly, which contributes to an increase in the cost of steel production.
Атомарный азот вводится в сталь за счет присадки карбамида (NH2)2×CO, в состав которого входит водород, взаимодействующий с азотом в отношении, определяемом формулой изобретения.Atomic nitrogen is introduced into the steel due to the addition of urea (NH 2 ) 2 × CO, which contains hydrogen, which interacts with nitrogen in the ratio defined by the claims.
При выполнении отношения азота к водороду более 30 литой металл будет иметь повышенную хрупкость, поражение пузырем, что вызовет при прокатке порывы полосы и брак катаного металла по пленам и рванинам, что недопустимо.When the ratio of nitrogen to hydrogen is more than 30, the cast metal will have increased fragility, damage by a bubble, which will cause gusting of the strip during rolling and rejection of rolled metal through captures and flaws, which is unacceptable.
Другие способы ввода азота в металл (азотированные ферросплавы, продувка жидкого металла азотом) не предполагают взаимодействия азота с водородом, входящих в состав нитридообразующего вещества. Кроме того, в этих случаях азот не является атомарным, а носит молекулярный характер.Other methods of introducing nitrogen into the metal (nitrided ferroalloys, purging a liquid metal with nitrogen) do not imply the interaction of nitrogen with hydrogen, which are part of the nitride-forming substance. In addition, in these cases, nitrogen is not atomic, but is molecular in nature.
Ниже приведены варианты осуществления и использования изобретения, не исключающие другие варианты в объеме, формулы изобретения (табл. 1 и 2). Пример.Below are the options for the implementation and use of the invention, not excluding other options in scope, claims (tables. 1 and 2). Example.
Металл плавки 1 (табл. 1) получают следующим образом. В дуговой сталеплавильной печи ДСП-120 выплавляют полупродукт (железоуглеродистый расплав), который выпускают в стальковш. В начале выпуска в стальковш дают коксовую мелочь на 0,028-0,35% углерода, ферросиликомарганец на 0,90% марганца, ферросилиций на 0,23% кремния в готовой стали. После расплавления указанных ферросплавов проводят доводку стали по углероду на 0,36% в готовой стали присадкой коксовой мелочи, присаживают порошковую проволоку с наполнителем феррованадий 80 на содержание ванадия 0,008-0,012% и вводят порошковую проволоку с наполнителем карбамид до получения в стали содержания азота 0,016-0,020%. По достижении заданного состава расплава (табл. 1, плавка 1), соотношения V/N=0,5, соотношения N/H=35 и его температуры, стальковш с жидким металлом передают на машину непрерывной разливки стали. Контроль содержания водорода в жидкой стали осуществляют, например, с помощью экспресс-анализатора системы Hydris Elektro-Nait.Metal melting 1 (table. 1) is obtained as follows. In the DSP-120 arc steel-smelting furnace, the intermediate product (iron-carbon melt) is melted, which is released into the steel ladle. At the beginning of production, they give coke breeze to 0.028-0.35% carbon, ferrosilicon manganese to 0.90% manganese, and ferrosilicon to 0.23% silicon in finished steel. After the specified ferroalloys are melted, the steel is refined by 0.36% carbon in finished steel with coke breeze additive, a flux-cored filler wire 80 is filled with vanadium content of 0.008-0.012%, and a carbamide flux-cored wire is introduced to obtain a nitrogen content of 0.016- 0.020%. Upon reaching the specified composition of the melt (table. 1, heat 1), the ratio V / N = 0.5, the ratio N / H = 35 and its temperature, the steel ladle with liquid metal is transferred to a continuous steel casting machine. The control of the hydrogen content in liquid steel is carried out, for example, using the express analyzer of the Hydris Elektro-Nait system.
Полученную заготовку прокатывают на стане 250 на профили арматурной стали №8-40 класса прочности А400. Отбирают образцы для механических испытаний.The resulting billet is rolled in a mill 250 onto reinforcing steel profiles No. 8-40 of strength class A400. Samples are taken for mechanical testing.
Данные механических испытаний представлены в табл. 2. Как видно из табл. 1 и 2, сталь, удовлетворяющая заявляемому составу (плавки 2-6) относительно как известного решения - прототипа, так и стали, с содержанием компонентов, выходящих за заявленные пределы (плавки 1,7), при экономии марганца и кремния имеет более высокие показатели по механическим свойствам (предел текучести и относительное удлинение).The data of mechanical tests are presented in table. 2. As can be seen from the table. 1 and 2, steel that satisfies the claimed composition (smelting 2-6) with respect to both the well-known solution - the prototype, and steel, with the content of components that go beyond the stated limits (smelting 1.7), while saving manganese and silicon has higher rates by mechanical properties (yield strength and elongation).
Таким образом, использование предлагаемого технического решения позволяет за счет снижения содержания в стали марганца и кремния, при обеспечении условий разливаемости на МНЛЗ, снизить себестоимость ее производства. При этом достигается повышение механических свойств стали, а именно предела текучести и относительного удлинения.Thus, the use of the proposed technical solution allows to reduce the cost of its production by reducing the content of manganese and silicon in steel, while ensuring the casting conditions at the continuous casting machine. This achieves an increase in the mechanical properties of steel, namely, the yield strength and elongation.
Отсюда можно сделать вывод, что задача, на решение которой направлено техническое решение, выполняется, при этом достигается получение вышеуказанного технического результата.From this we can conclude that the task to which the technical solution is directed is fulfilled, while achieving the above technical result is achieved.
Claims (1)
при этом отношение ванадий/азот составляет 0,25-2,4, а отношение азот/водород составляет не более 30. Reinforcing steel containing carbon, manganese, silicon, nitrogen, vanadium and iron, characterized in that it contains components in the following ratio, wt.%:
while the ratio of vanadium / nitrogen is 0.25-2.4, and the ratio of nitrogen / hydrogen is not more than 30.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014131340/02A RU2558786C1 (en) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | Reinforcing steel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014131340/02A RU2558786C1 (en) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | Reinforcing steel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2558786C1 true RU2558786C1 (en) | 2015-08-10 |
Family
ID=53796039
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014131340/02A RU2558786C1 (en) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | Reinforcing steel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2558786C1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2064522C1 (en) * | 1993-08-02 | 1996-07-27 | Карагандинский металлургический комбинат | Steel |
RU2478727C1 (en) * | 2012-03-02 | 2013-04-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | High-strength welded rebar |
-
2014
- 2014-07-29 RU RU2014131340/02A patent/RU2558786C1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2064522C1 (en) * | 1993-08-02 | 1996-07-27 | Карагандинский металлургический комбинат | Steel |
RU2478727C1 (en) * | 2012-03-02 | 2013-04-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | High-strength welded rebar |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10316386B2 (en) | High-carbon steel wire rod and preparation method therefor | |
JP5529341B2 (en) | Control method of ultra-low carbon, ultra-low Ti aluminum silicon killed steel | |
EP2682489B1 (en) | High-carbon steel wire rod excellent in drawability and fatigue characteristics after wire drawing | |
JP2015178647A (en) | Extra thick steel plate excellent in hic resistance performance and production method thereof | |
CN102978532B (en) | Steel for axle of railway and manufacture method thereof | |
RU2558786C1 (en) | Reinforcing steel | |
JP2018512503A (en) | Hot forming steel | |
UA111115C2 (en) | cost effective ferritic stainless steel | |
Babenko et al. | Production technology for low-carbon, low-sulfur boron steel | |
RU2545856C2 (en) | High-strength cryogenic austenite weldable structural steel and steel obtainment method | |
RU2513363C1 (en) | High-strength antifriction iron | |
RU2558790C1 (en) | Low alloy structural steel | |
RU2563400C1 (en) | Method of steel microalloying by boron | |
RU2399682C1 (en) | High carbon steel for production of semi-finished rolled products at manufacture of cold deformed periodic rebar for concrete items | |
RU2492248C2 (en) | Method of producing boron-containing steel | |
RU2361948C1 (en) | Ligature for steel and cast iron (versions) | |
RU2620232C1 (en) | Steel | |
RU2303646C2 (en) | Thermally and mechanically reinforced steel for ferroconcrete constructions | |
JP2016047944A (en) | Cu-Sn COEXISTENCE STEEL MATERIAL AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR | |
Sureshkumar et al. | How to make N2 listen to you in Steel Making | |
RU2562719C1 (en) | Roll stock with round cross section for producing of high-strength fasteners | |
RU2530190C1 (en) | Modifying agent for steel | |
RU2517083C1 (en) | Complex exothermal mix | |
RU2679375C1 (en) | Method of production of low-carbon steel with improved corrosion stability | |
RU2490354C1 (en) | High-ductility low-alloy steel |