CN104831193A - 一种细晶粒钢筋的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种细晶粒钢筋的生产方法，特别是一种细晶粒HRB400钢筋的生产方法，其特征是：成分设计：按质量百分数C0.19-0.25、Si0.55-0.80、Mn1.45-1.60、Cr 0.20-0.30、P≤0.045、S≤0.045，余量为铁，各组分之和为100%；采用转炉冶炼—LF钢包炉精炼—小方坯连铸—高线轧制的工艺路线。其优点是：通过改变材质的成分和调整工艺参数，降低了HRB400螺纹钢筋的生产成本、细化了材质的晶粒、稳定了产品性能。

Description

一种细晶粒钢筋的生产方法

技术领域  

本发明涉及一种细晶粒钢筋的生产方法，特别是一种细晶粒HRB400钢筋的生产方法，属于冶金及金属材料领域。

背景技术

HRB400是《钢筋混凝土用钢》GB 1499.2—2007中规定的螺纹钢筋牌号，因标准成分范围较宽和生产厂家的生产设备、工艺控制等不同，各个厂家所生产的HRB400热轧带肋钢筋的成分各不相同，同时各个钢厂生产工艺也各不相同，有通过快速冷却细晶强化来提高钢筋强度、有通过微合金化来提高钢筋强度等方法。

HRB400钢的国标化学成分见表1。

表1   化学成分（质量百分数） 

牌号

C

Si

Mn

P

S

Cr

GB 1499.2—2007

≤0.25

≤0.80

≤1.60

≤0.045

≤0.045

——

部分钢厂因成分设计及工艺控制不合理或不匹配，造成在大规模工业生产时存在性能波动，部分实物质量不满足标准要求。

发明内容  

本发明是目的是提供一种性能稳定、低成本的细晶粒钢筋的生产方法。

本发明的具体解决方案如下：

成分设计：按质量百分数C0.19-0.25、Si0.55-0.80、Mn1.45-1.60、Cr 0.20-0.30、P≤0.045、S≤0.045，余量为铁，各组分之和为100%。

本发明将20MnSi钢中的C、Si、Mn调整到中上限，另外在钢中添加廉价的Cr代替V，弥补了钢的强度不足，达到了降低成本的目的。在钢中添加Cr是利用在钢中的固溶强化作用，提高钢的强度。另外，利用提高钢的淬透性作用，细化钢筋表面晶粒提高钢的强度。Cr还与钢中的游离N可形成氮化物，可消除N带来的时效效应。

采用转炉冶炼—LF钢包炉精炼—小方坯连铸—高线轧制的工艺路线。

具体为：

1、转炉生产

转炉终点钢水的碳含量、磷含量及出钢温度如下： 碳含量C≥0.06 wt%，P≤0.030 wt%，出钢温度1620-1644℃；

根据成分要求加入硅铁、硅锰、无烟煤和铝硅钛脱氧合金化，出钢过程钢包进行底吹氩操作，吹氩时采用大气量搅拌；

2、LF炉生产

根据转炉钢水成分加入白灰、萤石和铝矾土，电石加入量控制在 50-100 kg；根据转炉钢水合金元素含量确定硅铁、中碳锰铁、锻烧无烟煤的加入量进行成分微调，精炼后期加入铬铁，软吹时间大于10min，以保证化学成分的均匀性及夹杂物上浮，精炼后喂入硅钙线后上铸机；

3、连铸生产

过热度控制在30±5℃，拉速控制在2.2～2.6m/min范围以内；

4、轧钢生产

最高轧速25～77m/s，轧制温度：开轧980±30℃，精轧入口温度950±10℃，吐丝温度890～990℃，斯太尔摩线辊道速度设定：辊道入口0.46～0.59 m/s， Z1 0.52～0.65m/s，Z2 0.58～0.71 m/s，Z3 0.64～0.78 m/s，Z4 0.71～0.82 m/s，Z5 0.76～0.86 m/s，Z6 0.70～0.86 m/s，Z7 0.62～0.77 m/s，Z8 0.56～0.73 m/s，辊道出口0.49～0.66 m/s。

本发明的优点是：通过改变材质的成分和调整工艺参数，降低了HRB400螺纹钢筋的生产成本、细化了材质的晶粒、稳定了产品性能。

具体实施方式  

工业试验生产工艺简述如下：

转炉冶炼—LF钢包炉精炼—小方坯连铸

工业试生产了10炉钢，具体的工艺参数控制如下：

1）转炉生产

转炉冶炼时根据实际情况加入白灰5000～6000kg，白云石3000～4000kg，铁皮球1000～3000kg，出钢过程中加入硅铁500kg，硅锰2800kg。

转炉终点钢水的碳含量、磷含量（质量百分数）及出钢温度如表2所示。

表2　转炉出钢的成分及温度 

	出钢温度，℃	出钢碳含量，wt％	出钢磷含量，wt％
				最小值	1620	0.06	0.011
最大值	1644	0.15	0.030
				平均值	1633	0.11	0.020

2）LF炉生产

LF炉精炼根据钢水成分及温度变化进行加辅料造渣，加合金进行微调和升温操作。加入白灰500-600kg，铝矾土200-300kg，合金根据精炼就位成分进行微调加入锰铁50-80kg，硅铁100-300 kg，Cr铁250-280kg，精炼后喂入硅钙线，喂入量200—300m。

3）连铸生产

过热度控制在27～34℃，拉速在2.2～2.6m/min之间。钢水的成分（质量百分数）控制如表3所示。

表3　   成品成分（wt %） 

	C	Si	Mn	Cr	P	S
							最小值	0.21	0.57	1.46	0.21	0.012	0.011
最大值	0.25	0.65	1.55	0.25	0.030	0.022
							平均值	0.23	0.61	1.50	0.23	0.024	0.018

4）轧钢生产

生产中Φ8mm、Φ10mm、Φ12mm、Φ14mm钢筋开轧温度均在970℃～1000℃之间，精轧入口温度在940℃～960℃之间，斯太尔摩冷却线保温罩全部打开。Φ8mm钢筋吐丝温度970℃～990℃，风机前6架开启50%风量，Φ10mm钢筋吐丝温度940℃～960℃，风机前6架开启80%风量，Φ12mm钢筋吐丝温度920℃～940℃，风机前7架开启100%风量，Φ14mm钢筋吐丝温度890℃～910℃，风机前7架开启100%风量。

[0016] 具体见表4

表4   HRB400钢筋的控冷工艺参数

产品力学性能见表5

表5   力学性能统计表

大规模工业生产结果表明通过化学成分设计和转炉、LF精炼、连铸、轧钢等生产环节的控制，所生产螺纹盘条产品质量和各项指标均满足标准要求，满足用户使用需求。

Claims (1)

1.一种细晶粒钢筋的生产方法，其特征是：成分设计：按质量百分数C0.19-0.25、Si0.55-0.80、Mn1.45-1.60、Cr 0.20-0.30、P≤0.045、S≤0.045，余量为铁，各组分之和为100%；工艺步骤如下：

1）转炉生产

转炉终点钢水的碳含量、磷含量及出钢温度如下： 碳含量C≥0.06 wt%，P≤0.030 wt%，出钢温度1620-1644℃；

根据成分要求加入硅铁、硅锰、无烟煤和铝硅钛脱氧合金化，出钢过程钢包进行底吹氩操作，吹氩时采用大气量搅拌；

2）LF炉生产

根据转炉钢水成分加入白灰、萤石和铝矾土，电石加入量控制在 50-100 kg；根据转炉钢水合金元素含量确定硅铁、中碳锰铁、锻烧无烟煤的加入量进行成分微调，精炼后期加入铬铁，软吹时间大于10min，以保证化学成分的均匀性及夹杂物上浮，精炼后喂入硅钙线后上铸机；

3）连铸生产

过热度控制在30±5℃，拉速控制在2.2～2.6m/min范围以内；

4）轧钢生产

最高轧速25～77m/s，轧制温度：开轧980±30℃，精轧入口温度950±10℃，吐丝温度890～990℃，斯太尔摩线辊道速度设定：辊道入口0.46～0.59 m/s， Z1 0.52～0.65m/s，Z2 0.58～0.71 m/s，Z3 0.64～0.78 m/s，Z4 0.71～0.82 m/s，Z5 0.76～0.86 m/s，Z6 0.70～0.86 m/s，Z7 0.62～0.77 m/s，Z8 0.56～0.73 m/s，辊道出口0.49～0.66 m/s。