本发明涉及一种400mpa级盘螺钢及制备方法，尤其涉及一种低成本的400mpa级盘螺钢及制备方法。
背景技术：
螺纹钢属于产量巨大的普通钢铁产品，其合金成本和制造成本是决定各螺纹钢生产企业产品成本的基础。钢筋混凝土用钢gb/t1499.2-2018热轧带肋钢筋新标准，增加了对螺纹钢微观组织的检测，严格控制螺纹钢强穿水工艺。新标准执行后，钢筋轧制后产生回火马氏体组织的余热淬火工艺(也就是强穿水工艺)已被淘汰，钢筋生产企业若不进行微合金化与控轧控冷工艺优化改进，那么只能通过大幅度地提高钢中硅、锰、钒、铌等元素的含量来满足新标准对组织与性能的要求。但是钒、铌价格较高，且钒系合金价格稳定性差，同时硅、锰合金价格也有较大的上涨幅度，这对螺纹钢的生产成本带来了沉重的压力。
盘螺是螺纹钢产品中一类重要的特色产品，目前市场用量最大的为400mpa级产品。由于线材产品的同圈差、搭接点、变形应力等特点，使得盘螺钢的性能稳定性控制难度加大，最突出的问题主要是存在性能同圈差，无屈服平台等现象。因此，目前大多数企业为了保证盘螺钢的组织、性能稳定性，多采用钒微合金化、钒氮合金化、铬微合金化、铌微合金化等合金化成分设计，该成分设计使得性能稳定性有所提高，但也导致盘螺的坯料合金成本大大增加。
技术实现要素：
发明目的：本发明提出一种低成本的400mpa级盘螺钢，能够实现不添加铌、钒、钛等贵重合金的400mpa级盘螺钢，降低成本，提高产品的性能稳定性。
本发明的另一目的是提出基于上述盘螺钢的制备方法。
技术方案：本发明所述的一种400mpa级盘螺钢，其化学成分的重量百分比为c：0.21～0.25wt％，si：0.40～0.60wt％，mn：0.70～0.80wt％，p≤0.045wt％，s≤0.045wt％，其余为fe和杂质。
本发明的400mpa级盘螺钢的制备方法，包括以下步骤：(1)向转炉内装入铁水和废钢，达到终点成分及温度后吹炼结束；(2)出钢过程配加硅锰合金、硅铁与高纯石墨碳粉，出钢结束；(3)炉后总吹氩时间达到5min以上且成分检测合格进行浇铸，得坯料；(4)对合格坯料进行轧制，得400mpa级盘螺钢。
优选的，所述步骤(3)中浇铸的拉速为2.5～3.5m/s。
优选的，所述步骤(4)中轧制包括坯料加热、粗轧、中轧、预精轧、水冷、精轧剪、水冷、减定径、水冷、吐丝和风冷工序；更优选的，所述轧制中开轧温度为880～950℃，精轧温度为850～880℃，减定径温度为730～760℃，吐丝温度为740～760℃；进一步优选的，所述风冷工序中风机开度为50％～90％，罩盖全开。
有益效果：本发明具有以下优点：(1)不添加铌、钒、钛等贵重合金，坯料的合金成本大大降低；(2)不需要额外进行设备改造或增加设备，投资少；(3)产品的强塑性指标良好；(4)该制备方法冶炼效率、浇铸速度及轧制速度高，提高了生产效率；(5)对节约铌、钒、钛等贵重合金资源，提升经济效益，降低环境压力具有重要的现实意义。
具体实施方式
实施例1
将铁水92吨和废钢18吨加入转炉进行吹炼，吹炼结束后终点氧370ppm，终点碳0.077％，出钢温度1655℃，炉后总吹氩时间480s；出钢过程进行合金化操作，加入硅锰合金947kg，硅铁303kg和高纯石墨碳粉180kg，出钢结束；检测熔炼成品样成分为c：0.21％，si：0.40％，mn:0.70％，p：0.045％，s：0.020％，检测结果合格进行浇铸，拉速3.5m/s。接着高线产线对合格坯料进行轧制，规格为φ8mm，分别经过坯料加热、粗轧、中轧、预精轧、水冷、精轧剪、水冷、减定径、水冷、吐丝和斯泰尔摩风冷工序，其中开轧温度880℃，进精轧机温度850℃，进减定径温度730℃，吐丝温度740℃，轧制速度90m/s，风机1#/2#开度为90％，3#/4#开度为85％，5#/6#开度为75％，7#/8#开度为50％，罩盖全开，得400mpa级盘螺钢。经检测所得轧材微观组织为铁素体和珠光体，未发现其他异常组织，屈服强度445mpa，抗拉强度605mpa，断后伸长率24％，最大力总延伸率12.5％，强屈比1.36，屈屈比1.11，弯曲及反弯性能合格。
实施例2
将铁水90吨和废钢20吨加入转炉进行吹炼，吹炼结束后，终点氧350ppm,终点碳0.085％，出钢温度1665℃，炉后总吹氩时间490s；出钢过程进行合金化操作，加入硅锰合金1173kg，硅铁400kg和高纯石墨碳粉200kg，出钢结束；经检测熔炼成品样成分为c：0.24％，si：0.50％，mn:0.75％，p：0.025％，s：0.028％，检测结果合格进行浇铸，拉速2.5m/s。接着高线产线对合格坯料进行轧制，规格φ8mm，分别经过坯料加热、粗轧、中轧、预精轧、水冷、精轧剪、水冷、减定径、水冷、吐丝和斯泰尔摩风冷工序，其中开轧温度905℃，进精轧机温度865℃，进减定径温度740℃，吐丝温度750℃，轧制速度90m/s，风机1#/2#开度为90％，3#/4#开度为85％，5#/6#开度为75％，7#/8#开度为50％，罩盖全开，得400mpa级盘螺钢。经检测所得轧材微观组织为铁素体和珠光体，未发现其他异常组织，屈服强度470mpa，抗拉强度640mpa，断后伸长率24％，最大力总延伸率11.5％，强屈比1.37，屈屈比1.18，弯曲及反弯性能合格。
实施例3
将铁水90吨和废钢18吨加入转炉进行吹炼，吹炼结束后，终点氧365ppm，终点碳0.080％，出钢温度1645℃，炉后总吹氩时间470s；出钢过程进行合金化操作，加入硅锰合金1083kg，硅铁532kg和高纯石墨碳粉215kg，出钢结束；经检测熔炼成品样成分为c：0.25％，si：0.60％，mn：0.80％，p：0.028％，s：0.045％，检测结果合格进行浇铸，拉速3.0m/s。接着高线产线对合格坯料进行轧制，规格φ10mm，分别经过坯料加热、粗轧、中轧、预精轧、水冷、精轧剪、水冷、减定径、水冷、吐丝和斯泰尔摩风冷工序，其中开轧温度在950℃，进精轧机温度880℃，进减定径温度760℃，吐丝温度760℃，轧制速度75m/s，风机1#/2#开度为90％，3#/4#开度为85％，5#/6#开度为75％，7#/8#开度为50％，罩盖全开，得400mpa级盘螺钢。经检测所得轧材微观组织为铁素体和珠光体，未发现其他异常组织，屈服强度475mpa，抗拉强度645mpa，断后伸长率25％，最大力总延伸率12.5％，强屈比1.36，屈屈比1.19，弯曲及反弯性能合格。
上述实施例1～3通过炉后吹氩5min以上即可进行浇铸操作，浇铸拉速达3.5m/min，坯料生产效率大大提高；该坯料轧制过程中，采用控扎控冷工艺来实现细晶强化与相变强化，组织为铁素体加珠光体组织，产品强塑性指标良好，φ8mm规格轧制速度达到90m/s，φ10mm规格轧制可达速度75m/s；该制备方法使不添加铌、钒、钛等贵重合金的螺纹钢坯料的各项性能指标均可较好地满足gb/t1499.2-2018的400mpa级盘螺钢的要求。