CN110952021A - 一种钒氮微合金化hrb500e钢筋及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钒氮微合金化HRB500E钢筋，包括如下质量百分比的化学成分：C 0.22‑0.25％，Si 0.45‑0.55％，Mn 1.40‑1.50％，V 0.07‑0.09％，P≤0.045％，S≤0.045％，余量为Fe和不可避免的杂质。还公布了其生产方法。本发明的钒氮微合金化HRB500E钢筋通过利用钒氮微合金化提高强度，相比采用钒铁微合金化达到了降低成本的目的，同时力学性能优异稳定。

Description

一种钒氮微合金化HRB500E钢筋及其生产方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种钒氮微合金化HRB500E钢筋及其生产方法。
背景技术
HRB500E是《钢筋混凝土用钢》GB 1499.2—2018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HRB500E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HRB500E钢筋的力学强度不佳，性能不稳定，如何提高钢筋的强度，降低生产成本是急需解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种钒氮微合金化HRB500E钢筋及其生产方法，采用钒氮微合金化配合轧后控冷生产HRB500E钢筋。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种钒氮微合金化HRB500E钢筋，包括如下质量百分比的化学成分：C0.22-0.25％，Si 0.45-0.55％，Mn 1.40-1.50％，V 0.07-0.09％，P≤0.045％，S≤0.045％，余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步的，包括如下质量百分比的化学成分：C 0.23％，Si 0.47％，Mn 1.42％，V0.07％，P 0.012％，S 0.011％，余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步的，包括如下质量百分比的化学成分：C 0.22％，Si 0.48％，Mn 1.42％，V0.075％，P 0.014％，S 0.018％，余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步的，包括如下质量百分比的化学成分：C 0.23％，Si 0.49％，Mn 1.41％，V0.075％，P 0.018％，S 0.020％，余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步的，包括如下质量百分比的化学成分：C 0.24％，Si 0.51％，Mn 1.42％，V0.08％，P 0.024％，S 0.018％，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种钒氮微合金化HRB500E钢筋的生产方法，包括：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℃；精炼；连铸：过热度设置为25-35℃，拉速为2.2-2.4m/min；轧制：开轧温度为970-1000℃，精轧入口温度为940-960℃。
进一步的，所述冶炼的过程中，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。
进一步的，所述精炼的过程中，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；精炼后期加入钒氮合金；软吹时间大于10min。
进一步的，所述轧制的过程中，轧后控冷水箱开启一台水泵1350转/min，Φ28mm钢筋出控冷水箱温度为830-840℃；Φ25mm钢筋出控冷水箱温度825-835℃；Φ20mm钢筋出控冷水箱温度820-830℃；Φ18mm钢筋出控冷水箱温度815-825℃。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
通过利用钒氮微合金化提高强度，相比采用钒铁微合金化达到了降低成本的目的，同时力学性能优异稳定。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述方面、特征和优点，下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
根据本发明的实施例的HRB400钢筋，以质量百分比计，其化学成分为：C0.22-0.25％，Si 0.45-0.55％，Mn 1.40-1.50％，V 0.07-0.09％，余量为Fe和不可避免的杂质。
其中：所述杂质中的P≤0.045％，所述杂质中的S≤0.045％。
其生产方法，包括：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℃；精炼；连铸，过热度设置为25-35℃，拉速为2.2-2.4m/min；轧制，开轧温度为970-1000℃，精轧入口温度为940-960℃。
其中：所述冶炼过程中，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。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；精炼后期加入钒氮合金；软吹时间大于10min。所述轧制过程中，轧后控冷水箱开启一台水泵1350转/min，Φ28mm钢筋出控冷水箱温度为830-840℃；Φ25mm钢筋出控冷水箱温度825-835℃；Φ20mm钢筋出控冷水箱温度820-830℃；Φ18mm钢筋出控冷水箱温度815-825℃。
另外：Φ28mm钢筋出控冷水箱温度为830-840℃，更优选为835℃；轧后控冷水箱开启一台水泵1350转/min；Φ25mm钢筋出控冷水箱温度温度为825-835℃，更优选为830℃；轧后控冷水箱开启一台水泵1350转/min；Φ20mm钢筋出控冷水箱温度温度为820-830℃，更优选为825℃；轧后控冷水箱开启一台水泵1350转/min；Φ18mm钢筋出控冷水箱温度温度为815-825℃，更优选为820℃；轧后控冷水箱开启一台水泵1350转/min。
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
出钢温度，℃ 出钢碳含量，wt％ 出钢磷含量，wt％
实施例1 1620 0.06 0.011
实施例2 1644 0.15 0.030
实施例3 1633 0.11 0.020
实施例4 1625 0.07 0.015
实施例5 1640 0.13 0.022
实施例6 1628 0.09 0.019
实施例7 1642 0.14 0.025
实施例8 1630 0.10 0.20
实施例9 1622 0.06 0.013
实施例10 1633 0.12 0.020
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，钒氮合金200kg，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)
Figure BDA0002238038020000051
4、轧钢生产
生产尺寸分别为Φ28mm、Φ25mm、Φ20mm、Φ18mm的钢筋；开轧温度为970-1000℃，精轧入口温度为940-960℃。轧后控冷水箱开启一台水泵1350转/min，Φ28mm钢筋出控冷水箱温度为830-840℃；Φ25mm钢筋出控冷水箱温度825-835℃；Φ20mm钢筋出控冷水箱温度820-830℃；Φ18mm钢筋出控冷水箱温度815-825℃。
表4轧制工艺参数
Figure BDA0002238038020000061
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
Figure BDA0002238038020000062
Figure BDA0002238038020000071
由表5可知，本发明生产的HRB500E钢筋具有良好的力学性能，各项指标均满足标准要求，可以满足用户的使用需求。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种钒氮微合金化HRB500E钢筋，其特征在于，包括如下质量百分比的化学成分：C0.22-0.25％，Si 0.45-0.55％，Mn 1.40-1.50％，V 0.07-0.09％，P≤0.045％，S≤0.045％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的钒氮微合金化HRB500E钢筋，其特征在于，包括如下质量百分比的化学成分：C 0.23％，Si 0.47％，Mn 1.42％，V 0.07％，P 0.012％，S 0.011％，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的钒氮微合金化HRB500E钢筋，其特征在于，包括如下质量百分比的化学成分：C 0.22％，Si 0.48％，Mn 1.42％，V 0.075％，P 0.014％，S 0.018％，余量为Fe和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的钒氮微合金化HRB500E钢筋，其特征在于，包括如下质量百分比的化学成分：C 0.23％，Si 0.49％，Mn 1.41％，V 0.075％，P 0.018％，S 0.020％，余量为Fe和不可避免的杂质。
5.根据权利要求1所述的钒氮微合金化HRB500E钢筋，其特征在于，包括如下质量百分比的化学成分：C 0.24％，Si 0.51％，Mn 1.42％，V 0.08％，P 0.024％，S 0.018％，余量为Fe和不可避免的杂质。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的钒氮微合金化HRB500E钢筋的生产方法，其特征在于，包括：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℃；精炼；连铸：过热度设置为25-35℃，拉速为2.2-2.4m/min；轧制：开轧温度为970-1000℃，精轧入口温度为940-960℃。
7.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于，所述冶炼的过程中，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。
8.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于，所述精炼的过程中，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；精炼后期加入钒氮合金；软吹时间大于10min。
9.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于，所述轧制的过程中，轧后控冷水箱开启一台水泵1350转/min，Φ28mm钢筋出控冷水箱温度为830-840℃；Φ25mm钢筋出控冷水箱温度825-835℃；Φ20mm钢筋出控冷水箱温度820-830℃；Φ18mm钢筋出控冷水箱温度815-825℃。
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