提高Nb微合金化HRB400E热轧盘条钢筋Agt的方法和热轧盘条钢筋与流程

提高nb微合金化hrb400e热轧盘条钢筋agt的方法和热轧盘条钢筋
技术领域
1.本发明涉及轧钢领域，具体涉及一种提高nb微合金化hrb400e热轧盘条钢筋agt的方法和热轧盘条钢筋。


背景技术：

2.热轧带肋钢筋是广泛应用于公路、桥梁和各种建筑中，最大力总延伸率(以下简称a
gt
，单位：％)的性能表征了钢筋的抗震性能，直接影响着建筑物和人民生命财产的安全，gb/t1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》中也对hrb400e的a
gt
要求≥9.0％。a
gt
是热轧带肋钢筋的一个塑性指标，钢筋的a
gt
性能越高，抗震性能越好。
3.目前现有技术中存在以下问题：热轧带肋钢筋要达到较好的a
gt
性能，需要加入较多的贵金属，成本较高。


技术实现要素：

4.本发明提供一种提高nb微合金化hrb400e热轧盘条钢筋agt的方法和热轧盘条钢筋，以做到保证成本不增加的情况下，提高hrb400e热轧盘条钢筋a
gt
性能。
5.为此，本发明提出一种提高nb微合金化hrb400e热轧盘条钢筋agt的方法，所述提高nb微合金化hrb400e热轧盘条钢筋agt的方法采用高速线材轧制，所述提高nb微合金化hrb400e热轧盘条钢筋agt的方法包括：
6.高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧、中轧、预精轧、第一水箱及恢复段冷却、精轧、第二水箱及恢复段冷却、减径、第三水箱及恢复段冷却、吐丝、风冷辊道冷却、集卷；
7.其中，热轧盘条钢筋的成分按重量百分比控制为：
8.c：0.20％～0.25％，si：0.10％～0.40％，mn：1.0％～1.35％，nb：0.015％～0.030％，p≤0.045％，s≤0.045％，余量为fe和不可避免的微量元素；
9.加热炉加热中，一加热段温度控制在860～940℃。
10.进一步地，开轧温度940～980℃。
11.进一步地，进精轧温度880～920℃，吐丝温度830～900℃。
12.进一步地，控制开启风机数量，使盘条风冷后温度在560～620℃。
13.进一步地，控制开启风机数量，使盘条风冷后温度在565～590℃。
14.进一步地，二加热段温度控制在1040～1120℃，均热段控制在990～1050℃，钢坯加热时间80～120分钟，开轧温度940～980℃，采用30架高速无扭轧制，进精轧温度控制为880～920℃，吐丝温度控制为830～900℃。
15.进一步地，二加热段温度控制在1070～1100℃，均热段控制在1000～1030℃，钢坯加热时间90～110分钟，开轧温度940～965℃，进精轧温度控制为890～920℃，吐丝温度控制为845～900℃。
16.本发明还提出一种热轧盘条钢筋，即高agt性能的nb微合金化hrb400e热轧盘条钢筋，所述热轧盘条钢筋的成分按重量百分比控制为：
17.c：0.20％～0.25％，si：0.10％～0.40％，mn：1.0％～1.35％，nb：0.015％～0.030％，p≤0.045％，s≤0.045％，余量为fe和不可避免的微量元素；
18.所述热轧盘条钢筋的规格为φ6～φ12；
19.所述热轧盘条钢筋的agt≥12％，例如，agt≥13.9％，agt≥14.3％，agt≥14.6％，agt≥14.7％，agt≥15.1％，agt≥15.7％。
20.进一步地，所述热轧盘条钢筋的成分按重量百分比控制为：
21.c：0.22％，si：0.29％，mn：1.25％，nb：0.025％，p：0.031％，s：0.020％，余量为fe和不可避免的微量元素；
22.所述热轧盘条钢筋的规格为φ6；
23.所述热轧盘条钢筋的agt为15.7。
24.进一步地，所述热轧盘条钢筋的成分按重量百分比控制为：
25.c：0.24％，si：0.30％，mn：1.22％，nb：0.025％，p：0.027％，s：0.027％，余量为fe和不可避免的微量元素；
26.所述热轧盘条钢筋的规格为φ8；
27.所述热轧盘条钢筋的agt为14.6。
28.本发明充分利用nb微合金的细晶强化作用，保证成本不增加的情况下，通过优化相关工艺和成分，减少贝氏体含量，提高hrb400e热轧盘条钢筋a
gt
性能。热轧盘条钢筋的agt≥12％，屈服强度≥445mpa，抗拉强度≥645mpa，延伸率a≥26，强屈比≥1.39，具有较好的防震性能。
具体实施方式
29.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。
30.一、设计原理和路线：
31.申请人认为：影响a
gt
性能主要是金相组织中的贝氏体含量，贝氏体含量越高，热轧带肋钢筋的a
gt
性能越差，贝氏体含量过高就会出现a
gt
性能不合情况。mn元素是强淬透性元素，会使得c曲线右移，降低贝氏体转变的临界冷却速度，而热轧带肋盘条由于直径小、存在搭接点和非搭接点，导致散热不均匀，要保证搭接点有合适的冷却速度，非搭接点的冷却速度就会过快,达到了贝氏体转变的临界冷却速度,组织中即会形成较多贝氏体，如果降低非搭接点的冷却速度，减少贝氏体的形成，则nb微合金的细晶强化作用不能成分发挥，强度性能会下降，甚至搭接点因冷却速度慢而出现强度性能不合，需要增加合金提高钢筋强度，成本会上升，因此需要优化成分和工艺，保证成本不增加的情况下，减少贝氏体含量，提高hrb400e热轧盘条钢筋agt性能。
32.二、实施路线
33.因为影响a
gt
性能主要是金相组织中的贝氏体含量，mn元素是强淬透性元素，使得c曲线右移，降低贝氏体转变的临界冷却速度，降低mn含量可以提高贝氏体转变的临界冷却速度，防止冷速过快，形成较多贝氏体，降低盘条的a
gt
性能。在工艺不变的情况下，mn含量降低，盘条钢筋的强度也会随之降低，通过将降低开轧温度，防止加热及轧制过程晶粒长大，
同时提高nb微合金含量，降低吐丝温度，充分利用nb微合金的细晶强化作用，弥补mn含量降低导致强度性能的降低。由于搭接点处盘条密集，钢筋冷却速度慢，晶粒不断长大而降低搭接点处钢筋的强度，增加风冷辊道增加跌落段，使盘条搭接点不断移动，加快搭接点的冷却速度，最后通过优化风机风量，使盘条风冷后温度在560～620℃，防止生成较多贝氏体，降低盘条的a
gt
性能，同时能充分发挥nb微合金的细晶强化作用，提高盘条强度。
34.三、工艺路线
35.1、采用高速线材轧制工艺，高速线材工艺为：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧、中轧、预精轧、水箱及恢复段、精轧、水箱及恢复段、减径、水箱及恢复段、吐丝、风冷辊道冷却、集卷、修剪、打捆、称重、挂牌、入库。
36.2、铁水经bof吹炼后采用滑板挡渣出钢，然后加合金和脱氧剂，使c含量为0.20％～0.25％，si含量为0.10％～0.40％，mn含量为1.0％～1.35％，nb含量为0.015％～0.030％，p、s含量≤0.045％，接着送到氩站吹氩，连铸选用合适的二冷参数，采用全程保护浇铸工艺进行浇注；
37.3、连铸铸出来的方坯经加热炉加热，一加热段温度控制在860～940℃，二加热段温度控制在1040～1120℃，均热段控制在990～1050℃，开轧温度控制在940～980℃，后经粗轧、中轧、预精轧机组轧制后，控制进精轧温度880～920℃，将吐丝温度控制在830～900℃，根据不同规格开启不同风机数量，使盘条风冷后温度在560～620℃。
38.四、实例
39.(1)提高nb微合金化hrb400e热轧盘条钢筋agt的方法采用的高速线材工艺为：高炉铁水冶炼
→
铁水脱硫预处理
→
转炉钢水冶炼
→
方坯连铸
→
加热炉加热
→
粗轧
→
中轧
40.→
预精轧
→
水箱及恢复段
→
精轧
→
水箱及恢复段
→
减径
→
水箱及恢复段
→
吐丝
→
风冷辊道冷却
→
集卷
→
修剪、打捆、称重、挂牌、入库。
41.(2)实例1-6(见后续表格)转炉钢水冶炼成分控制：c＝0.20％～0.25％，si＝0.10％～0.45％，mn＝1.0％～1.35％，nb＝0.015％～0.030％，p、s≤0.045％；对比例7-12为原工艺方法，转炉钢水冶炼成分控制：c＝0.20％～0.25％，si＝0.10％～0.45％，mn＝1.35％～1.60％，nb＝0.010％～0.025％，p、s≤0.045％。
42.(3)实例1-6，一加热段温度控制在860～940℃，二加热段温度控制在1040～1120℃，均热段控制在990～1050℃，钢坯加热时间80～120分钟，开轧温度940～980℃，采用30架高速无扭轧制，进精轧温度控制为880～920℃，吐丝温度控制为830～900℃；对比例7-12一加热段温度控制在860～940℃，二加热段温度控制在1080～1160℃，均热段控制在1030～1090℃，钢坯加热时间80～120分钟，开轧温度980～1020℃，采用30架高速无扭轧制，进精轧温度控制为880～920℃，吐丝温度控制为880～920℃。
43.(4)实例1-6根据不同规格开启不同风机数量及功率，使盘条风冷后温度在560～620℃；对比例7-12为原有的生产技术，根据不同规格开启不同风机数量及功率，使盘条风冷后温度在600～640℃。
44.(5)采用下述成分配比和具体工艺。其中，表1是各实施例钢、对比列钢的成分(按重量百分比计)。表2是与表1所述实施例钢、对比列钢对应的生产规格、工艺参数、力学性能。
45.表1：各实施例钢的成分
46.实例规格csimnpsnb实例1φ60.220.291.250.0310.0200.025实例2φ60.240.301.220.0270.0270.025实例3φ80.240.301.220.0270.0270.025实例4φ80.230.271.280.0410.0260.026实例5φ100.230.291.260.0210.0210.024实例6φ100.230.301.240.0200.0220.024对比例7φ60.220.391.380.0290.0200.016对比例8φ60.220.421.450.0270.0180.016对比例φ80.230.421.440.0260.0240.017对比例10φ80.230.401.410.0340.0320.016对比例11φ100.230.401.400.0300.0290.016对比例12φ100.220.371.390.0230.0320.017
47.表2：各实施例钢的加热工艺
[0048][0049][0050]
表3：各实施例钢的工艺及性能
[0051][0052]
表4：各实施例钢的工艺及性能
[0053]
[0054][0055]
(6)从表1、表2、表3和表4可以看出本发明通过将化学成分控制为：c＝0.20％～0.25％，si＝0.10％～0.40％，mn＝1.0％～1.35％，nb＝0.015％～0.030％，p、s≤0.045％，降低加热和开轧温度，再将吐丝温度控制在830～900℃，根据不同规格开启不同风机数量及功率，使盘条风冷后温度在560～620℃，可以在保证成本不增加、强度基本不变的前提下，明显提高热轧盘条的a
gt
性能。
[0056]
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。