高速棒材生产的HRB500E螺纹钢筋的制作方法

高速棒材生产的hrb500e螺纹钢筋
1.本发明是：申请日：2021年5月28日，申请号：202110592869x，发明名称：高速棒材生产hrb500e螺纹钢筋的方法及高速棒材生产的hrb500e螺纹钢筋，的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及冶金领域，具体涉及一种高速棒材生产的hrb500e螺纹钢筋。


背景技术：

3.高速棒材生产的钢筋外形尺寸控制好且终轧轧制速度可达45m/秒及以上，具备高产量、高质量、低成本的优势，是当前中小规格螺纹钢筋生产的发展趋势。由于高速棒材变形速度快并可使用控轧控冷工艺，实现了晶粒较细的hrb500e钢筋生产。但在生产强度更高的hrb500e钢筋时，细晶强化对屈服强度的贡献大，而对抗拉强度的贡献弱，难于满足hrb500e抗震钢筋强屈比r
°m/r
°
el
大于等于1.25的要求。
4.综上所述，现有技术中存在以下问题：现有的高速棒材生产hrb500e螺纹钢筋，难于满足强屈比r
°m/r
°
el
大于等于1.25的要求。


技术实现要素：

5.本发明实施例所解决的技术问题是现有的高速棒材生产hrb500e螺纹钢筋，难于满足强屈比r
°m/r
°
el
大于等于1.25的要求的问题。
6.为此，一方面，本发明实施例提供了一种高速棒材生产hrb500e螺纹钢筋的方法，所述高速棒材生产hrb500e螺纹钢筋的方法包括：
7.依次进行的高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、吹氩、lf精炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧、中轧、预精轧、预精轧控冷及恢复、精轧、轧后控冷及恢复；
8.所述高速棒材生产hrb500e螺纹钢筋的成分为：c：0.21～0.25wt％，si：0.65～0.80wt％，mn：1.2～1.35wt％，p：≤0.04wt％，s：≤0.035wt％，v：0.03～0.06wt％，nb：0.008～0.02wt％，n：0.007～0.017wt％，b：0.001～0.003wt％，cr：0.1～0.2wt％。
9.具体的，对于规格10到16mm的hrb500e螺纹钢筋，成分为：c：0.21～0.25wt％，si：0.65～0.80wt％，mn：1.2～1.35wt％，p：≤0.04wt％，s：≤0.035wt％，v：0.03～0.045wt％，nb：0.008～0.02wt％，n：0.007～0.015wt％，b：0.001～0.002wt％，cr：0.1～0.2wt％。
10.具体的，对于规格18到25mm的hrb500e螺纹钢筋，成分为：c：0.21～0.25wt％，si：0.65～0.80wt％，mn：1.2～1.35wt％，p：≤0.04wt％，s：≤0.035wt％，v：0.045～0.06wt％，nb：0.008～0.02wt％，n：0.009～0.017wt％，b：0.002～0.003wt％，cr：0.1～0.2wt％。
11.具体的，单线生产高速棒材钢筋的方法为：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、吹氩、lf精炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧、中轧(6架)、预精轧(6架)、单线、预精轧控冷及恢复段、精轧(4架)、精轧(减径2架)、轧后控冷及恢复段、夹送辊、圆盘倍尺剪、制动装置、转毂装置、冷床冷却、定尺剪切。
12.具体的，双线生产高速棒材钢筋的方法为：依次经过高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处
理、转炉钢水冶炼、吹氩、lf精炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧、中轧、预精轧并切分为双线、双线预精轧控冷及恢复段、双线精轧、双线减径2架、双线轧后控冷及恢复段、双线夹送辊、双线圆盘倍尺剪、双线制动装置、双线转毂装置、冷床冷却和定尺剪切。
13.具体的，减径机组采用2架45
°
顶交悬臂减径机，单独传动，实现在再结晶温度以下或双相区轧制。
14.具体的，精轧机组分为两线采用4架45
°
顶交悬臂v型无扭超重载型摩根轧机。
15.具体的，最后两个机架道次变形量大于15％。
16.具体的，对于规格10到16mm的hrb500e螺纹钢筋，终轧轧制速度不小于25m/s。
17.另一方面，本发明实施例还提供了一种高速棒材生产hrb500e螺纹钢筋，所述高速棒材生产hrb500e螺纹钢筋的成分为：c：0.21～0.25wt％，si：0.65～0.80wt％，mn：1.2～1.35wt％，p：≤0.04wt％，s：≤0.035wt％，v：0.03～0.06wt％，nb：0.008～0.02wt％，n：0.007～0.017wt％，b：0.001～0.003wt％，cr：0.1～0.2wt％，并采用高速棒材生产hrb500e螺纹钢筋的方法制成。
18.本发明的一种高速棒材生产hrb500e螺纹钢筋的方法与常规产线的hrb500e钢筋相比，合金加入量下降，降低了生产成本。可用高速棒材生产线成功生产出合格的hrb500e钢筋，生产效率高、表面质量好。对抗拉强度强度贡献大的元素按上限控制，并加入v、n、b、cr、nb等可使cct曲线右移的元素，最终控制高速棒材hrb500e抗震钢筋的心部金相组织中形成少量贝氏体组织，得到合理的屈服强度与较高的抗拉强度。
具体实施方式
19.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。
20.本发明提供了一种高速棒材生产hrb500e螺纹钢筋的方法，所述高速棒材生产hrb500e螺纹钢筋的方法包括：
21.单线高速棒材钢筋的生产工艺为：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、吹氩、lf精炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧(6架)、中轧(6架)、预精轧(6架)、单线、控冷及恢复段、精轧(4架)、精轧(剪径2架)、轧后控冷及恢复段、夹送辊、圆盘倍尺剪、制动装置、转毂装置、冷床冷却、定尺剪切并检验包装入库。利于细化晶粒，降低成本。钢筋在步进式冷床上每齿单支存放，加快散热，大规格在冷床使用风冷。
22.双线高速棒材钢筋的生产工艺为：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、吹氩、lf精炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧(6架)、中轧(6架)、预精轧(6架)并切分为双线、控冷及恢复段
×
2、精轧(4架)
×
2、剪径2架
×
2、轧后控冷及恢复段
×
2、夹送辊
×
2、圆盘倍尺剪
×
2、制动装置
×
2、转毂装置
×
2、冷床冷却、定尺剪切并检验包装入库。利于细化晶粒，降低成本。钢筋在步进式冷床上每齿单支存放，加快散热，大规格在冷床使用风冷。
23.不同规格均保持较高的轧制速度。
24.其中，各阶段的工艺特点为：
25.1.成分：
26.(1)c、si：起固溶强化作用且对抗拉强度的贡献大、屈服强度的贡献小，按上限控制。
27.(2)mn：起固溶强化效果且对屈服强度的贡献略高,mn控制在适中水平可降低成
本，其损失的强度则通过较低温度下的细晶强化来弥补。
28.(3)微nb:加入nb提高奥氏体再结晶温度，实现较高温度下的未再结晶轧制并具有析出强化的效果，提高强度同时又增加氧化铁皮厚度。固溶在奥氏体中的微量铌，可以推迟先共析铁素体的析出，加大奥氏体开始分解析出珠光体的时间，但对贝氏体的转变几乎没有影响，同时提高贝氏体转变温度，是形成贝氏体的有利元素，因此加入nb控制贝氏体组织，并形成碳氮化物提高强度。
29.(4)v、n、b含量。v元素和钢中微量的b争夺钢中的n，v与n结合生产vn提高钢的强度，并使b较难与n结合形成bn。b存在于奥氏体的晶界上，降低了奥氏体晶界能量，提高了奥氏体在马氏体以上温度区间的稳定性，因此微量的b可明显提高钢的淬透性。对抗拉强度强度贡献大的元素按上限控制，并加入v、n、b、cr、nb等可使cct曲线右移的元素，最终控制高速棒材hrb500e抗震钢筋的心部金相组织中形成少量贝氏体组织，得到合理的屈服强度与较高的抗拉强度。
30.(5)cr元素。cr起固溶强化作用，且在奥氏体中的扩散速度比较小，加之能阻碍碳的扩散，因而可提高奥氏体的稳定性，使cct曲线右移，降低临界冷却速度，提高淬透性，利于形成贝氏体。
31.表1hrb500e成分(wt％)
[0032][0033]
2.轧线布置：
[0034]
粗轧6架+中轧6架+预精轧6架+控冷装置+回复段+4架精轧机组+控冷+控冷装置+回复段+2减径机。
[0035]
粗轧机组6架短应力线轧机+中轧6架短应力线轧机+预精轧6架短应力线轧机(各机架之间通过活套连接，从第4台机架开始将棒材进行二切分，并在预精轧出口分别进入两个通道)
[0036]
精轧机组分为两线采用4架45
°
顶交悬臂(v型)无扭超重载型摩根轧机，共2组模块，每组模块由一个电机单独驱动，相比集体传动，具有以下优点：可以对每组轧辊单独调速，调速范围广，调速灵活性高；每个电机功率小，尺寸小；便于检修和维护。
[0037]
减径机组采用2架45
°
顶交悬臂减径机，单独传动。增加减径机组可实现在再结晶温度以下或双相区轧制(即热机轧制)，通过设计最后两个道次的变形制度，使晶粒破碎，加上形变诱导铁素体相变，达到细化晶粒提高钢材性能的目的。另外还可以提高轧机的生产率、提高产品的尺寸公差和表面质量、增加品种规格、提高产品的冶金性能等。
[0038]
减径机组采用2架45
°
顶交悬臂减径机，单独传动，实现在再结晶温度以下或双相区轧制。
[0039]
精轧机组分为两线采用4架45
°
顶交悬臂v型无扭超重载型摩根轧机。
[0040]
最后两个机架道次变形量大于15％。
[0041]
对于规格10到16mm的hrb500e螺纹钢筋，终轧轧制速度不小于25m/s。
[0042]
3.轧制工艺：
[0043]
(1)钢坯加热时间60～90分钟，开轧温度：1030
±
30℃。
[0044]
(2)φ10～φ16mm规格双线及单线轧制：控制进进精轧温度及进减径机温度，由于nb提高了奥氏体再结晶温度，可在较高温度下实现奥氏体未再结晶轧制，减径机后不得安装控冷设备利于氧化铁皮的形成，单线轧制时由于变形量大进减径机温度可略高，对氧化铁皮的生成更有利。
[0045]
(3)φ18～φ25规格双线及单线轧制：精轧机组不投入使用，利用分级控冷的思路使用预精轧及精轧后水箱并保持长开状态，避免一次冷却的强度过大，不利于组织及氧化铁皮的控制，单线轧制时由于变形量大进减径机温度可略高，对氧化铁皮的生成更有利。减径机后至上冷床前不安装、不使用控冷设备，使钢筋处于自然冷却状态，钢筋表面获得较高的上冷床温度。
[0046]
(4)最后两个机架(k1、k2)道次变形量大于15％。
[0047]
表2轧钢关键温度(wt％)
[0048][0049][0050]
4.终轧轧制速度：不同规格均保持较高的轧制速度，有利于晶粒细化(见表3)。
[0051]
表3终轧轧制速度
[0052][0053]
5.冷床冷却：钢筋在步进式冷床上每齿单支存放，加快散热，大规格在冷床使用风冷。
[0054]
以上措施可控制hrb500e钢筋组织横截面的边部贝氏体含量为0％，1/4处贝氏体含量为0％，横截面中心处贝氏体含量为1～10％。使用高速棒材生产线成功生产出合格的hrb500e钢筋。
[0055]
本发明还提供了一种高速棒材生产hrb500e螺纹钢筋，所述高速棒材生产hrb500e螺纹钢筋的成分为：c：0.21～0.25wt％，si：0.65～0.80wt％，mn：1.2～1.35wt％，p：≤0.04wt％，s：≤0.035wt％，v：0.03～0.06wt％，nb：0.008～0.02wt％，n：0.007～0.017wt％，b：0.001～0.003wt％，cr：0.1～0.2wt％，并采用权所述的高速棒材生产hrb500e螺纹钢筋的方法制成。
[0056]
具体的，对于规格10到16mm的hrb500e螺纹钢筋，成分为：c：0.21～0.25wt％，si：0.65～0.80wt％，mn：1.2～1.35wt％，p：≤0.04wt％，s：≤0.035wt％，v：0.03～0.045wt％，nb：0.008～0.02wt％，n：0.007～0.015wt％，b：0.001～0.002wt％，cr：0.1～0.2wt％。
[0057]
具体的，对于规格18到25mm的hrb500e螺纹钢筋，成分为：c：0.21～0.25wt％，si：0.65～0.80wt％，mn：1.2～1.35wt％，p：≤0.04wt％，s：≤0.035wt％，v：0.045～0.06wt％，nb：0.008～0.02wt％，n：0.009～0.017wt％，b：0.002～0.003wt％，cr：0.1～0.2wt％。
[0058]
本发明的一种高速棒材生产hrb500e螺纹钢筋的方法与常规产线的hrb500e钢筋相比，合金加入量下降，降低了生产成本。可用高速棒材生产线成功生产出合格的hrb500e钢筋，生产效率高、表面质量好。对抗拉强度强度贡献大的元素按上限控制，并加入v、n、b、cr、nb等可使cct曲线右移的元素，最终控制高速棒材hrb500e抗震钢筋的心部金相组织中形成少量贝氏体组织，得到合理的屈服强度与较高的抗拉强度。
[0059]
实施例：
[0060]
1.双线高速棒材生产φ10～25mm直条螺纹钢筋工艺为：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、吹氩、lf精炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧(6架)、中轧(6架)、预精轧(6架)并切分为双线、控冷及恢复段
×
2、精轧(4架)
×
2、剪径2架
×
2、轧后控冷及恢复段
×
2、夹送辊
×
2、圆盘倍尺剪
×
2、制动装置
×
2、转毂装置
×
2、冷床冷却、定尺剪切并检验包装入库。
[0061]
2.钢坯加热时间60～90分钟，开轧温度1010～1050℃。
[0062]
3.采用下述成分配比和具体工艺。其中，表4是各实施例钢的成分(按重量百分比计)。表5是与表4所述实施例钢对应的生产规格、工艺参数、力学性能、氧化铁皮厚度。
[0063]
表4：产品化学成分(wt％)
[0064]
实例csimnpsvnbnbcr实例10.230.701.250.0350.0270.0350.0120.01260.00150.14实例20.240.751.220.0290.0250.0410.0150.01210.00170.16实例30.220.721.260.0310.0330.0370.0160.01350.00140.15实例40.240.691.280.0260.0320.0550.0140.01590.00260.12实例50.250.711.230.0330.0290.0520.0130.01420.00230.18
[0065]
表5：各实施例具体的工艺参数与力学性能
[0066][0067]
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。