一种低碳当量ti微合金化hrb600钢筋及生产工艺
技术领域
1.本发明涉及一种低碳当量ti微合金化hrb600钢筋及生产工艺，属于冶金行业混凝土用热轧钢筋生产技术领域。
背景技术：
2.gb/t1499
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2018增加了hrb600牌号，由于延续了c
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mn
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si成分设计，c含量上限提到了0.28%，多数厂家钢筋碳含量按上限控制以降低合金成本。gb/t1499取消了成分范围的限制，只规定合金元素的上限值，这为采取工艺手段优化性能提供了空间，hrb400级别及以上级别多采用v、nb、ti微合金化工艺生产，随着用量的增加，一度导致合金价格大幅飙升，生产成本剧增。但由于对微合金的理解不够全面，微合金化作用未能达到充分的利用。相对而言，ti
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fe合金成本低，板带产品中的应用显示ti微合金化的特性，以及降低了生产成本的潜力，ti微合金化工艺在热轧钢筋中的应用，引起了开发人员关注。
3.专利cn 110951953a公开了一种hrb500e钢筋钒氮微合金化工艺，其ti含量为≤0.08%，由于其含有0.004~0.015%n，而ti与n的结合能力强，将先与n结合形成tin，由于tin的析出温度高，尺度为微米级，起不到强化的作用，同时由于ti消耗了n，减少了与v结合的n含量，削弱了v的强化效果。
4.专利cn111041369a公开的一种nb
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ti
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n微合金化热轧带肋钢筋及其生产方法，其ti含量的范围为0.005~0.015%，n含量范围为0.0060~0.0090%，与专利cn 110951953a一样，多数ti以tin的形式存在，其不到强化的作用。
5.专利cn110042303b
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一种400mpa级细晶粒热轧钢筋及其生产工艺，其ti含量为0.005~0.03%，其技术原理是通过氧化物冶金细化奥氏体晶粒，氧化物冶金主要用于抑制焊接热影响区的晶粒粗化，同时生产工艺复杂，难于在钢筋生产中应用。
6.专利cn110846568a公开的一种400mpa级直条钢筋及其生产方法，其成分中ti含量为0.01~0.03%，由于其含ti量较低，ti的强化作用有限，同时由于含有v元素，ti消耗n降低v的强化效果，整体降低了微合金元素的强化效果。
7.201410622353.5公开了一种屈服强度大于600mpa钢筋的生产技术，碳含量0.29~0.45%，同时含有nb、v、ti，与前面介绍的专利一样，微合金元素作用得不到充分发挥，且含碳量太高，焊接难度大。
8.综上所述，钢筋生产中微合金化存在的问题是：钢筋冶炼通常采用si脱氧，微合金元素的收得率低，尤其是ti容易氧化，铝脱氧方坯连铸水口堵塞，难于批量生产；碳含量通常按上限控制，且钢筋加热温度低，加热时间短，微合金元素不能充分固溶，nb强化的主要机制为细晶强化，而现有热连轧生产线终轧温度高，棒材生产线不能实现非再结晶轧制，nb主要起到析出强化的作用，利用率不高。
技术实现要素：
9.本发明的目的是提供一种低碳当量ti微合金化hrb600钢筋及生产工艺，采用低碳
当量ti微合金化，提高钢筋的焊接性能和钢的纯净度，解决背景技术中存在的问题。
10.本发明的技术方案是：一种低碳当量ti微合金化hrb600钢筋，钢的熔炼成分质量百分比为：c：0.09
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0.13%，mn：1.00
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1.20%，s≤0.015%，p≤0.030%，tieff：0.08
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0.12%，n≤0.0060%，als≥0.01%，ca/al：0.09
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0.12%，其余为fe和不可避免的杂质，其中：tieff=titot
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3.4n，tieff为钢中有效ti含量， titot为钢中ti含量。
11.一种低碳当量ti微合金化hrb600钢筋的生产工艺，包含转炉冶炼、lf炉精炼、连铸和轧制，钢的化学成分质量百分比为：c：0.09
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0.13%，mn：1.00
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1.20%，s≤0.015%，p≤0.030%，tieff：0.08
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0.12%，n≤0.0060%，als≥0.01%，ca/al：0.09
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0.12%，其余为fe和不可避免的杂质，其中：tieff=titot
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3.4n，tieff为钢中有效ti含量， titot为钢中ti含量；按照以下工艺进行控制：（1）转炉冶炼：转炉终点成分质量百分比：c：0.03
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0.06%，p≤0.020%，s≤0.020%，出钢至1/4
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1/3，加入高碳锰铁、铝脱氧；（2）lf炉精炼、连铸：lf加铝线脱氧，酸溶铝控制在0.01
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0.03%，喂钙线，钙铝比控制在0.09
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0.12%，软吹5
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8分钟；（3）轧制：铸坯加热温度1180
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1250℃，保温时间20
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80分钟；铸坯开轧温度1100
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1180℃，终止温度1050
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1150℃；轧后穿水冷却，钢筋返红温度850
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900℃，冷床上650
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600℃温度范围的冷却速度小于1℃/每秒。
12.所述步骤（2）lf炉精炼、连铸：使用al粉、si
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ca合金造还原渣。
13.本发明的有益效果是：降低了钢的碳含量，使tic在铸坯加热过程中充分固溶，改变了冶炼工艺流程，用al脱氧保证ti的吸收率，采用lf脱硫和成分微调，避免形成cas，使ca起到al2o3变性的作用，促进夹杂物上浮，避免水口堵塞，轧制采用传统轧制工艺，冷却过程保证650至600℃缓冷，保证tic的充分析出。由于碳含量降低，钢筋的焊接性能好，同时al脱氧和lf处理，提高钢的纯净度，钢筋综合性能优良。
具体实施方式
14.以下通过实例对本发明作进一步说明。
15.一种低碳当量ti微合金化hrb600钢筋，钢的熔炼成分质量百分比为：c：0.09
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0.13%，mn：1.00
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1.20%，s≤0.015%，p≤0.030%，tieff：0.08
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0.12%，n≤0.0060%，als≥0.01%，ca/al：0.09
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0.12%，其余为fe和不可避免的杂质，其中：tieff=titot
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3.4n，tieff为钢中有效ti含量， titot为钢中ti含量。
16.在本实施例中，一种低碳当量ti微合金化hrb600钢筋，其包含的化学成分及各个化学成分的质量分数见表1。
17.表1化学成分生产工艺如下：实施例1：
（1）：转炉冶炼终点成分质量百分比：c：0.04%，p：0.015%，s：0.015%，出钢至1/4
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1/3，加入高碳锰铁、铝脱氧；（2）lf精炼及连铸lf使用al粉、si
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ca合金造还原渣，渣中feo+mno：1.5%，软吹6分钟；连铸使用专用保护渣，拉速2.0m/min，过程增氮＜3ppm；（3）轧制铸坯加热铸坯加热温度1180℃，保温时间30分钟;铸坯开轧温度1100℃，终轧温度1070℃，钢筋直径36mm；钢筋穿水后返红温度870℃，冷床上650℃降至600℃需要时间为61秒。
18.钢筋的力学性能见表2。
19.实施例2：（1）：转炉冶炼终点成分质量百分比：c:0.05%，p0.017%，s0.013%，出钢至1/4
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1/3，加入高碳锰铁、铝脱氧；（2）lf精炼及连铸lf工序使用al粉、si
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ca合金造还原渣，渣中feo+mno：1.3%，软吹7分钟；连铸使用专用保护渣，拉速2.6m/min，过程增氮＜3ppm；（3）轧制铸坯加热铸坯加热温度1200℃，保温时间40分钟;铸坯开轧温度1130℃，终轧温度1080℃，钢筋直径20mm；钢筋穿水后返红温度880℃，冷床上650℃降至600℃需要时间为59秒。；钢筋的力学性能见表2。
20.实施例3：（1）转炉冶炼终点成分质量百分比：c:0.06%，p:0.022%，s:0.018%。，出钢至1/4
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1/3，加入高碳锰铁、铝脱氧；（2）lf精炼及连铸lf使用al粉、si
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ca合金造还原渣，渣中feo+mno：0.9%，软吹8分钟；连铸使用专用保护渣，拉速2.5m/min，过程增氮＜3ppm；（3）轧制铸坯加热温度1230℃，保温时间35分钟；铸坯开轧温度1150℃，终轧温度1120℃，钢筋直径12mm；钢筋穿水后返红温度850℃，冷床上650℃降至600℃需要时间为53秒。
21.钢筋的力学性能见表2。
22.表2 钢筋力学性能