CN105779866A - Hrb400钢筋及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶金领域，具体公开一种HRB400钢筋及其生产方法。本发明提供一种HRB400钢筋，其包括：0.19～0.25wt％的C，0.55～0.80wt％的Si，1.45～1.60wt％的Mn，0.20～0.30wt％的Cr，以及余量的铁。本发明提供的HRB400钢筋具有力学性能优异稳定，成本低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及冶金领域，特别涉及一种HRB400钢筋及其生产方法。
背景技术
HRB400是《钢筋混凝土用钢》GB1499.2—2007中规定的螺纹钢筋牌号，因标准成分范围较宽和生产厂家的生产设备、工艺控制等不同，各个厂家所生产的HRB400热轧带肋钢筋的成分各不相同，同时各个钢厂生产工艺也各不相同。现有的HRB400钢筋的力学强度不佳，性能不稳定，为了提高钢筋的强度，现有技术还有采用快速冷却细晶强化来提高钢筋强度，或者有通过微合金化来提高钢筋强度等方法，但是成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种HRB400钢筋及其生产方法。
一方面，本发明提供一种HRB400钢筋，其包括：0.19～0.25wt％的C，0.55～0.80wt％的Si，1.45～1.60wt％的Mn，0.20～0.30wt％的Cr，以及余量的铁。
进一步地，其杂质中P的含量不超过0.045wt％，S的含量不超过0.045wt％。
进一步地，C的含量为0.22～0.25wt％、Si的含量为0.60～0.62wt％，Mn的含量为1.3～1.6wt％，Cr的含量为0.22～0.24wt％。
另一方面，本发明还提供一种上述HRB400钢筋的生产方法，包括：
步骤1、冶炼
转炉终点钢水中C含量不少于0.06wt％，P含量不超过0.03wt％；出钢温度为1620～1644℃；
步骤2、精炼
步骤3、连铸
过热度设置为25～35℃，拉速为2.2～2.4m/min；
步骤4、轧制
开轧温度为970～1000℃，精轧入口温度为940～960℃。
进一步地，冶炼过程中，加入硅铁、硅锰、无烟煤和铝硅钛中的一种或多种进行脱氧合金化；出钢过程对钢包进行底吹氩操作。
进一步地，所述精炼过程中，加入硅铁、中碳锰铁和锻烧无烟煤中一种或多种进行成分微调；精炼后期加入铬铁；软吹时间大于10min。
进一步地，轧制过程中，Φ8mm钢筋吐丝温度为970～990℃；Φ10mm钢筋吐丝温度为940～960℃；Φ12mm钢筋吐丝温度为920～940℃；Φ14mm钢筋吐丝温度为890～910℃。
本发明提供一种HRB400钢筋及其生产方法。其中HRB400钢筋包括：0.19～0.25wt％的C，0.55～0.80wt％的Si，1.45～1.60wt％的Mn，0.20～0.30wt％的Cr，以及余量的铁。本发明提供的上述钢筋将C、Si、Mn的含量调整到中上限，另外在钢中添加廉价的Cr代替V，弥补钢的强度不足，达到降低成本的目的。在钢中添加Cr是利用在钢中的固溶强化作用，提高钢的强度。另外，利用提高钢的淬透性作用，细化钢筋表面晶粒提高钢的强度。Cr还与钢中的游离N可形成氮化物，可消除N带来的时效效应。因此，本发明提供的HRB400钢筋具有力学性能优异稳定，成本低的优点。
具体实施方式
本发明公开了一种HRB400钢筋及其生产方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
本发明提供一种HRB400钢筋，其包括：0.19～0.25wt％的C，0.55～0.80wt％的Si，1.45～1.60wt％的Mn，0.20～0.30wt％的Cr，以及余量的铁。
本发明提供的HRB400钢筋中，将C、Si、Mn的含量调整到中上限，另外在钢中添加廉价的Cr代替V，弥补钢的强度不足，达到降低成本的目的。在钢中添加Cr是利用在钢中的固溶强化作用，提高钢的强度。另外，利用提高钢的淬透性作用，细化钢筋表面晶粒提高钢的强度。Cr还与钢中的游离N可形成氮化物，可消除N带来的时效效应。因此，本发明提供的HRB400钢筋具有性能优异稳定，成本低的优点。
本领域技术人员可以理解，钢筋中会存在不可避免的杂质，杂质大多为P和S，本实施例中，杂质中P的含量优选不超过0.045wt％，S的含量优选不超过0.045wt％。更优选的，P的含量优选不超过0.024wt％，S的含量优选不超过0.018wt％。
本发明提供的HRB400钢筋中C、Si、Mn和Cr共同作用，提高钢的性能并保证性能的稳定性，优选的，C的含量为0.22～0.25wt％、Si的含量为0.60～0.62wt％，Mn的含量为1.3～1.6wt％，Cr的含量为0.22～0.24wt％。更优选的，C的含量为0.23wt％、Si的含量为0.61wt％，Mn的含量为1.5wt％，Cr的含量为0.23wt％。
相应的，本发明还提供一种上述HRB400钢筋的生产方法，其包括以下步骤：
步骤1、冶炼
转炉终点钢水中C含量不少于0.06wt％，P含量不超过0.03wt％；出钢温度为1620～1644℃；
步骤2、精炼
步骤3、连铸
过热度设置为25～35℃，拉速为2.2～2.4m/min；
步骤4、轧制
开轧温度为970～1000℃，精轧入口温度为940～960℃。
步骤1是冶炼的工序，冶炼过程中，优选加入硅铁、硅锰、无烟煤和铝硅钛中的一种或多种进行脱氧合金化。对于硅铁、硅锰、无烟煤和铝硅钛的加入品种以及加入量，本领域技术人员可以根据钢筋成分进行选择。
出钢过程优选对钢包进行底吹氩操作。吹氩时优选采用大气量搅拌。
步骤2是精炼的步骤，此步骤优选在LF炉中进行。本领域技术人员可以根据转炉钢水的成本加入白灰、萤石和铝矾土等，电石加入量控制在50～100kg。
精炼过程中，优选加入硅铁、中碳锰铁和锻烧无烟煤中一种或多种进行成分微调。对于硅铁、中碳锰铁和锻烧无烟煤的加入品种以及加入量，本领域技术人员可以根据钢筋成分进行选择。
精炼后期加入铬铁；软吹时间大于10min，保证化学成分的均匀性及夹杂物上浮，精炼后喂入硅钙线后上铸机进行后续的连铸工艺。
步骤3的连铸工序中，过热度优选为30℃，拉速为2.3m/min。
步骤4是轧制的过程，轧速度优选为25～80m/s。
优选的，
Φ8mm钢筋吐丝温度为970～990℃，更优选为980℃；进一步地，风机前6架开启50％风量；轧速度优选为75～80m/s，更优选为77m/s；
Φ10mm钢筋吐丝温度为940～960℃，更优选为950℃；进一步地，风机前6架开启80％风量；轧速度优选为48～52m/s，更优选为49.3m/s；
Φ12mm钢筋吐丝温度为920～940℃，更优选为930℃；进一步地，风机前7架开启100％风量；轧速度优选为33～35m/s，更优选为34.2m/s；
Φ14mm钢筋吐丝温度为890～910℃，更优选为900℃；进一步地，风机前7架开启100％风量；轧速度优选为25～26m/s，更优选为25.2m/s。
下面结合实施例，进一步阐述本发明：
工业试生产了10炉钢，具体的工艺参数控制如下：
1、转炉冶炼
转炉冶炼时根据成分需求加入白灰5000～6000kg，白云石3000～4000kg，铁皮球1000～3000kg，出钢过程中加入硅铁500kg，硅锰2800kg。
转炉终点钢水的碳含量、磷含量(质量百分数)及出钢温度如表1所示。
表1转炉出钢的成分及温度
2、LF炉精炼
据钢水成分及温度变化进行加辅料造渣，加合金进行微调和升温操作。加入白灰500～600kg，铝矾土200～300kg，合金根据精炼就位成分进行微调加入锰铁50～80kg，硅铁100～300kg，Cr铁250～280kg，精炼后喂入硅钙线，喂入量200～300m。
3、连铸生产
工艺参数列于表2；产品成分列于表3。
表2连铸工艺参数
| 过热度(℃) | 拉速(m/min) | |
| 实施例1 | 27 | 2.2 |
| 实施例2 | 34 | 2.6 |
| 实施例3 | 30 | 2.3 |
| 实施例4 | 28 | 2.3 |
| 实施例5 | 29 | 2.4 |
| 实施例6 | 33 | 2.6 |
| 实施例7 | 28 | 2.2 |
| 实施例8 | 32 | 2.6 |
| 实施例9 | 32 | 2.6 |
| 实施例10 | 30 | 2.4 |
表3成品成分(wt％，余量为铁)
4、轧钢生产
生产尺寸分别为Φ8mm、Φ10mm、Φ12mm、Φ14mm的钢筋；开轧温度及精轧入口温度和钢筋吐丝温度等工艺参数列于表4；
斯太尔摩冷却线保温罩全部打开。Φ8mm钢筋风机前6架开启50％风量；Φ10mm钢筋风机前6架开启80％风量；Φ12mm钢筋风机前7架开启100％风量；Φ14mm钢筋风机前7架开启100％风量。
表4轧制工艺参数
对上述十个实施例制备的钢筋进行力学性能测试，测试结果列于表5：
表5力学性能测试
由表5可知，本发明生产的HRB400钢筋各项指标均满足标准要求，可以满足用户的使用需求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种HRB400钢筋，其特征在于，其包括：0.19～0.25wt％的C，0.55～0.80wt％的Si，1.45～1.60wt％的Mn，0.20～0.30wt％的Cr，以及余量的铁。
2.根据权利要求1所述的HRB400钢筋，其特征在于，其杂质中P的含量不超过0.045wt％，S的含量不超过0.045wt％。
3.根据权利要求1所述的HRB400钢筋，其特征在于，C的含量为0.22～0.25wt％、Si的含量为0.60～0.62wt％，Mn的含量为1.3～1.6wt％，Cr的含量为0.22～0.24wt％。
4.一种如权利要求1所述的HRB400钢筋的生产方法，其特征在于，包括：
步骤1、冶炼
转炉终点钢水中C含量不少于0.06wt％，P含量不超过0.03wt％；出钢温度为1620～1644℃；
步骤2、精炼
步骤3、连铸
过热度设置为25～35℃，拉速为2.2～2.4m/min；
步骤4、轧制
开轧温度为970～1000℃，精轧入口温度为940～960℃。
5.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，
冶炼过程中，加入硅铁、硅锰、无烟煤和铝硅钛中的一种或多种进行脱氧合金化；出钢过程对钢包进行底吹氩操作。
6.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，
所述精炼过程中，加入硅铁、中碳锰铁和锻烧无烟煤中一种或多种进行成分微调；精炼后期加入铬铁；软吹时间大于10min。
7.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，
轧制过程中，Φ8mm钢筋吐丝温度为970～990℃；Φ10mm钢筋吐丝温度为940～960℃；Φ12mm钢筋吐丝温度为920～940℃；Φ14mm钢筋吐丝温度为890～910℃。
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