一種hrb400高強(qiáng)度熱軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)方法
【專利摘要】一種HRB400高強(qiáng)度熱軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)方法包括轉(zhuǎn)爐冶煉、鋼坯強(qiáng)化、吹氬精煉、澆注、鋼坯檢驗、加熱爐加熱、控制軋制、軋后微控制冷卻、成品檢測、定尺包裝、產(chǎn)品入庫等工序，其特征包括：（1）使用Cr、Mn復(fù)合強(qiáng)化原料鋼坯，控制生產(chǎn)的HRB400鋼成分；（2）軋制時控制加熱爐出鋼溫度；（3）軋后控制冷卻，保證HRB400鋼筋強(qiáng)度指標(biāo)。采用本發(fā)明方法解決了規(guī)格的限制因素，同時采用不同比例的Cr、Mn復(fù)合強(qiáng)化技術(shù)及控制軋制與控制冷卻技術(shù)保證了HRB400鋼筋的綜合性能，從而達(dá)到合理利用資源、節(jié)能、環(huán)保目的；采用Cr、Mn復(fù)合強(qiáng)化技術(shù)，降低了生產(chǎn)成本。適用于生產(chǎn)HRB400高強(qiáng)度熱軋帶肋鋼筋。
【專利說明】一種HRB400高強(qiáng)度熱軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)方法
[0001]【【技術(shù)領(lǐng)域】】
本發(fā)明涉及煉鋼與軋鋼，具體來說，涉及煉鋼與熱軋工藝，尤其涉及熱軋帶肋鋼筋的方法。
[0002]【【背景技術(shù)】】
隨著建 筑工業(yè)對鋼筋性能的要求越來越高，建筑結(jié)構(gòu)的安全性問題引起了普遍關(guān)注，而提聞建筑安全性的關(guān)鍵是提聞鋼筋的強(qiáng)度和綜合性能。在國家大力提倡節(jié)能減排、綠色環(huán)保的背景下，作為資源消耗大戶的鋼鐵業(yè)，企業(yè)在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時合理控制生產(chǎn)成本顯得相當(dāng)重要。鉻、錳復(fù)合強(qiáng)化工藝生產(chǎn)HRB400熱軋帶肋鋼筋一方面可以減少錳鐵合金的加入量，另一方面可加大煉鐵原料礦石的選擇范圍，具有節(jié)能減排、提質(zhì)降本的現(xiàn)實意義；因此，研究開發(fā)復(fù)合強(qiáng)化工藝生產(chǎn)綜合性能好的HRB400鋼筋，是鋼鐵企業(yè)應(yīng)對未來市場發(fā)展的必然趨勢。
[0003]目前中國專利數(shù)據(jù)庫中涉及熱軋鋼筋的技術(shù)方案較多，特別相關(guān)的申請件就有:200810124722.2號《一種熱軋帶肋鋼筋的控軋控冷工藝》、200810124723.7號《一種熱軋帶肋鋼筋組合控制軋制工藝》、200810058552.2號《細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋及其制備方法》、200910193367.9號《一種含鉻的HRB400熱軋帶肋鋼筋及其生產(chǎn)方法》、201010237699.5號《抗震熱軋帶肋鋼筋及其生產(chǎn)工藝》、201210009634.4號《一種HRB600熱軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)方法》等。迄今為止，尚無涉及HRB400高強(qiáng)度熱軋帶肋鋼筋的申請件。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
本發(fā)明的目的是為了提供一種HRB400高強(qiáng)度熱軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)方法，以提高建筑鋼筋性能，滿足建筑工業(yè)對鋼筋性能的要求。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，發(fā)明人提供的方法仍然包括轉(zhuǎn)爐冶煉、鋼坯強(qiáng)化、吹氬精煉、澆注、鋼坯檢驗、加熱爐加熱、控制軋制、軋后微控制冷卻、成品檢測、定尺包裝、產(chǎn)品入庫等工序，本發(fā)明的特征包括:
(1)使用Cr、Mn復(fù)合強(qiáng)化原料鋼坯，控制生產(chǎn)的HRB400鋼成分以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計為:C
0.20%~0.24%，Si 0.38%~0.43%，Mn 1.30%~1.45%，Cr 0.10%~0.24%，(Mn+Cr) 1.45%~1.60%, S≤ 0.040%, P≤0.040%, Ceq ≤ 0.54%，其余為 Fe ；
(2)軋制時加熱爐出鋼溫度控制在920°C~980°C；
(3)軋后控制冷卻:軋后溫度控制在780V~800°C之間，進(jìn)精軋溫度980°C，實現(xiàn)微合金元素的沉淀強(qiáng)化作用及細(xì)晶強(qiáng)化作用，保證HRB400鋼筋強(qiáng)度等綜合性能的指標(biāo)。
[0005]上述轉(zhuǎn)爐冶煉工序的出鋼過程采用雙擋渣工藝，出鋼時間不小于2 ' 30 "，終點碳含量控制在:0.08%~0.12%；S^ 0.025%,P ^0.020%，等樣出鋼;吹氬精煉時間不小于 5 ' 30 "。
[0006]上述吹氬精煉的工藝條件是通過LF爐精煉、喂絲吹氬工藝，盡量減少此鋼種的夾雜物含量，造好還原渣，嚴(yán)格的底吹氬及喂絲工序，以實現(xiàn)快速脫氧、脫硫，均勻鋼水成分，有效去除鋼中夾雜物的含量。
[0007]上述澆注工序的連鑄采用全保護(hù)澆注，中間包使用AlC質(zhì)水口，嚴(yán)格控制中間包過熱度< 20°C。
[0008]強(qiáng)化機(jī)理如下:
固溶強(qiáng)化:融入固溶體中的溶質(zhì)原子造成晶格畸變，晶格畸變增大了位錯運(yùn)動的阻力，使滑移難以進(jìn)行，從而使合金固溶體的強(qiáng)度與硬度增加。這種通過融入某種溶質(zhì)元素來形成固溶體而使金厘強(qiáng)化的現(xiàn)象稱為固溶強(qiáng)化。在溶質(zhì)原子濃度適當(dāng)時，可提高材料的強(qiáng)度和硬度。
[0009]細(xì)晶強(qiáng)化:通過細(xì)化晶粒而使金屬材料力學(xué)性能提高的方法，細(xì)晶粒金屬比粗晶粒金屬有更高的強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性，通過控制開軋溫度和軋后控制冷卻可達(dá)到細(xì)化晶粒的目的。 [0010]碳是影響鋼材冷塑性變形的最主要元素。含碳量越高，鋼的強(qiáng)度越高，而塑性越低。實踐證明，含碳量每提高0.1 %，其屈服強(qiáng)度約提高27.4MPa ;抗拉強(qiáng)度提高58.8~78.4MPa ；
硅能溶于鐵素體和奧氏體中提高鋼的硬度和強(qiáng)度，當(dāng)鋼中含硅量增加0.1%時，抗拉強(qiáng)度提高13.7MPa。
[0011]錳鉻和鐵形成固溶體，提高鋼中鐵素體和奧氏體的硬度和強(qiáng)度；同時又是碳化物形成元素，進(jìn)入滲碳體中取代一部分鐵原子。錳在鋼中由于降低臨界轉(zhuǎn)變溫度，起到細(xì)化珠光體的作用。
[0012]鉻是中強(qiáng)碳化物形成元素，其對鋼材性能的強(qiáng)化效果與錳相似，鋼種的鉻一部分置換鐵形成合金滲碳體，提高其穩(wěn)定性，一部分溶入鐵素體中，產(chǎn)生固溶強(qiáng)化，可提高材料的強(qiáng)度和硬度，由于鉻在奧氏體中的擴(kuò)散速度比較小，加上阻礙碳的擴(kuò)散，提高奧氏體的穩(wěn)定性，降低相變溫度，從而使碳化物在較低溫度析出，起細(xì)化產(chǎn)品組織的作用。
[0013]可見，適當(dāng)控制鋼坯中碳、硅、錳、鉻元素的含量及采用控軋控冷，可生產(chǎn)出合格的HRB400 鋼筋。
[0014]采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的產(chǎn)品解決了規(guī)格的限制因素，同時采用不同比例的Cr、Mn復(fù)合強(qiáng)化技術(shù)及控制軋制與控制冷卻技術(shù)保證了 HRB400鋼筋的綜合性能，從而達(dá)到合理利用各種礦產(chǎn)資源、節(jié)能、環(huán)保目的；另外由于采用Cr、Mn復(fù)合強(qiáng)化技術(shù)，因而也降低了HRB400鋼筋的生產(chǎn)成本，為企業(yè)創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益。
[0015]本方法優(yōu)點在于:①由于采用了 Cr、Mn復(fù)合強(qiáng)化方式，生產(chǎn)出強(qiáng)度400MPa的高強(qiáng)度鋼筋，同時采用控軋控冷工藝也使HRB400熱軋帶肋鋼筋組織均勻、綜合性能得以大幅改善突破了規(guī)格效應(yīng)的限制因素，減少坯型，簡化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率；③采用Cr、Mn復(fù)合強(qiáng)化技術(shù)降低了企業(yè)生產(chǎn)HRB400鋼筋的生產(chǎn)成本，為企業(yè)創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益；④采用Cr、Mn復(fù)合強(qiáng)化技術(shù)能合理利用各種礦產(chǎn)資源，提高資源的利用率，實現(xiàn)節(jié)能減排效果。
[0016]【【專利附圖】

【附圖說明】】
圖1是本發(fā)明方法的工藝流程圖。
[0017]【【具體實施方式】】
首鋼水鋼公司所生產(chǎn)的規(guī)格為(612~0)40mm即HRB 4 00的高強(qiáng)度熱軋帶肋鋼筋的流程如圖1所示，包括轉(zhuǎn)爐冶煉、鋼包采用Cr、Mn復(fù)合強(qiáng)化、吹氬精煉、澆注、加熱爐加熱、控制軋制、軋后輕微控冷、成品檢測、定尺包裝和產(chǎn)品入庫工序。其中，使用Cr、Mn復(fù)合強(qiáng)化原料鋼坯，控制生產(chǎn)的HRB400鋼成分以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計為:C 0.20%~0.24%，Si0.38%~0.43%, Mn 1.30%~1.45%, Cr 0.10%~0.24%, (Mn+ Cr) 1.45%~1.60%,S ^ 0.040%, P ^ 0.040%, Ceq ≤ 0.54%，其余為 Fe。
[0018]出鋼過程采用雙擋渣工藝，出鋼時間不小于2 ' 30 "，終點碳含量控制在:
0.08%~0.12% ;S≤0.025%、P≤0.020%，等樣出鋼；吹氬精煉時間不小于5 ' 30 "。連鑄采用全保護(hù)澆注，中間包使用AlC質(zhì)水口，嚴(yán)格控制中間包過熱度< 20°C。
[0019]為確保HRB400熱軋帶肋鋼筋屈服強(qiáng)度大于400MPa、抗拉強(qiáng)度大于540MPa，軋制時加熱爐出鋼溫度控制在920°C~980°C之間，全軋制過程采用控制軋制控制冷卻技術(shù)，變形與奧氏體再結(jié)晶結(jié)合，從而促進(jìn)鐵素體晶粒進(jìn)一步細(xì)化。此外在軋制過程中，鋼中的采用Cr、Mn合金元素將產(chǎn)生顯著的晶粒細(xì)化和一定程度的沉淀強(qiáng)化作用，使軋后鋼材的強(qiáng)度和韌性都得到很大的提高。
[0020]軋后采用微控制冷卻工藝，使鋼材上冷床溫度控制在78(T800°C之間，以控制奧氏體晶粒不再進(jìn)一步長大，使珠光體片層間距變薄，確保鋼筋的綜合性能。
[0021]采用本工藝生產(chǎn)的HRB 4 00熱軋帶肋鋼筋的質(zhì)量指標(biāo)如表1所示。
[0022]表 I
【權(quán)利要求】
1.一種HRB400高強(qiáng)度熱軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)方法，包括轉(zhuǎn)爐冶煉、鋼坯強(qiáng)化、吹氬精煉、澆注、鋼坯檢驗、加熱爐加熱、控制軋制、軋后微控制冷卻、成品檢測、定尺包裝、產(chǎn)品入庫等工序，其特征包括: (1)使用Cr、Mn復(fù)合強(qiáng)化原料鋼坯，控制生產(chǎn)的HRB400鋼成分以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計為:C0.20%~0.24%，Si 0.38%~0.43%，Mn 1.30%~1.45%，Cr 0.10%~0.24%，(Mn+Cr) 1.45%~1.60%, S ≤ 0.040%, P ( 0.040%, Ceq ( 0.54%，其余為 Fe ； (2)軋制時加熱爐出鋼溫度控制在920°C~980°C； (3)軋后控制冷卻:軋后溫度控制在780°C~800°C之間，進(jìn)精軋溫度980°C，實現(xiàn)微合金元素的沉淀強(qiáng)化作用及細(xì)晶強(qiáng)化作用，保證HRB400鋼筋強(qiáng)度指標(biāo)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述轉(zhuǎn)爐冶煉工序的出鋼過程采用雙擋渣工藝，出鋼時間不小于2 ^ 30 "，終點碳含量控制在:0.08%~0.12% ;S≤0.025%、P≤0.020%，等樣出鋼；吹氬精煉時間不小于5 ' 30 "。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述吹氬精煉的工藝條件是通過LF爐精煉、喂絲吹氬工藝，盡量減少此鋼種的夾雜物含量，造好還原渣，嚴(yán)格的底吹氬及喂絲工序，以實現(xiàn)快速脫氧、脫硫，均勻鋼水成分，有效去除鋼中夾雜物的含量。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述澆注工序的連鑄采用全保護(hù)澆注，中間包使用AlC質(zhì)水口，嚴(yán)格控制中間包過熱度< 20°C。
【文檔編號】C22C38/18GK103667922SQ201310576810
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】鄭家良, 李正嵩, 王麗鵑, 張應(yīng)榮, 劉站林, 陳海英 申請人:首鋼水城鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司