CN116200665A - 一种hrb500e抗震钢筋及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种HRB500E抗震钢筋及其制备方法,属于抗震钢筋生产技术领域。所述钢筋的化学成分包含:C:0.20重量%‑0.25重量%,Si:0.50重量%‑0.75重量%,Mn:1.20重量%‑1.40重量%、P:≤0.030重量%,S:≤0.030重量%,V:0.05重量%‑0.08重量%,Fe;所述钢筋的金相组织为:铁素体和珠光体。本申请提供的HRB500E抗震钢筋的制备该方法取消加热炉加热环节,从成分控制、连铸坯拉速控制、直轧保温辊道输送控制、开轧温度、精轧入口温度、吐丝温度、风冷工艺、辊道速度等方面进行了优化,生产的HRB500E抗震钢筋的组织性能、力学性能、抗震性能优良,性能参数Rp0.2≥520Mpa、抗拉强度Rm≥700Mpa、延伸率≥18%、Agt≥9%,强屈比≥1.25,屈屈比≤1.2。
Description
技术领域
本申请涉及抗震钢筋领域,尤其涉及一种HRB500E抗震钢筋及其制备方法。
背景技术
随着免加热直轧生产技术的发展,连铸坯“热装热送”及“连铸直轧”技术的应用程度已成为衡量钢铁生产技术水平的新指标。
目前,免加热直轧生产技术制备的HRB500E钢筋,不但会出现产品塑韧性不足的现象,而且会出现产品性能波动大的现象,造成部分产品无法达到抗震要求。
发明内容
本申请提供一种HRB500E抗震钢筋及其制备方法,以解决现有免加热直轧生产技术制备的HRB500E抗震钢筋存在塑韧性能不足、产品屈服强度波动大的技术问题。
第一方面,本申请提供了一种HRB500E抗震钢筋,所述钢筋的化学成分包含:
C:0.20重量%-0.25重量%,Si:0.50重量%-0.75重量%,Mn:1.20重量%-1.40重量%,P:≤0.030重量%,S:≤0.030重量%,V:0.05重量%-0.08重量%,Fe。
可选的,所述钢筋的金相组织为:铁素体和珠光体。
可选的,所述铁素体的含量为35体积%-55体积%。
可选的,所述铁素体的晶粒的平均直径为9.5μm-10μm。
可选的,所述珠光体的含量为45体积%-65体积%。
可选的,所述珠光体的晶粒的平均直径为20μm-50μm。
第二方面,本申请提供了一种HRB500E抗震钢筋的制备方法,用于制备第一方面任意一项所述的HRB500E抗震钢筋,所述方法包括:
在设定拉坯速度条件下,对含有所述化学成分的钢液进行连铸,得到铸坯;
在设定开轧温度条件下,将所述铸坯保温输送至轧机,进行粗轧;
在设定精轧温度条件下,对粗轧后的所述铸坯进行精轧,得到带钢;
在设定吐丝温度条件下,对所述带钢进行吐丝处理,得到钢筋;
在设定首段辊道速度、设定终冷温度、设定搭接点温度条件下,对所述钢筋进行风冷。
可选的,所述设定拉坯速度的取值不小于3.0m/min;和\或
所述设定开轧温度的取值为950℃-980℃。
可选的,所述设定精轧温度的取值为860℃-880℃;和\或
所述设定吐丝温度的取值为910℃-930℃。
可选的,所述设定首段辊道速度的取值为0.6m/s-0.7m/s,所述设定终冷温度的取值为660℃-680℃,所述设定搭接点温度取值不大于680℃。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点:
本申请实施例提供的该方法,取消加热炉加热环节,从化学成分设计方面进行了优化,通过添加适量的Mn元素提高钢的强度、硬度和淬透性,改善钢的热加工性能,添加适量的C元素提高材料的强度和强屈比,添加适量的Si元素提高钢的弹性极限、屈服点和抗拉强度,添加适量的V元素细化组织晶粒,提高强度和韧性;通过本申请设计成分生产的HRB500E抗震钢筋具有塑韧性能优良、产品屈服强度波动小于50MPa的特点。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的HRB500E抗震钢筋的制备方法的流程示意图;
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
除非另有特别说明,本申请中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等,均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本申请的各种实施例可以以一个范围的形式存在;应当理解,以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁,不应理解为对本申请范围的硬性限制;因此,应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如,应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围,例如从1到3,从1到4,从1到5,从2到4,从2到6,从3到6等,以及所述范围内的单一数字,例如1、2、3、4、5及6,此不管范围为何皆适用。另外,每当在本文中指出数值范围,是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
在本申请中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上”和“下”具体为附图中的图面方向。另外,在本申请说明书的描述中,术语“包括”“包括”等是指“包括但不限于”。
在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本文中,“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况。其中A,B可以是单数或者复数。在本文中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“至少一种”、“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,“a、b、或c中的至少一项(个)”,或,“a、b、和c中的至少一项(个)”,均可以表示:a、b、c、a-b(即a和b)、a-c、b-c、或a-b-c,其中a、b、c分别可以是单个,也可以是多个。
第一方面,本申请提供了一种HRB500E抗震钢筋,所述钢筋的化学成分包含:
C:0.20重量%-0.25重量%,Si:0.50重量%-0.75重量%,Mn:1.20重量%-1.40重量%,P:≤0.030重量%,S:≤0.030重量%,V:0.05重量%-0.08重量%,Fe。
在本实施例中,C的作用是提高材料的强度和强屈比,但塑性和冲击韧性会降低,控制C的质量分数为0.20%-0.25%的原因是获得合适强度和强屈比,该质量分数取值过大的不利影响是不满足标准要求,过小的不利影响是强度和强屈比不足;
在本实施例中,Si的作用是提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,但是会降低钢的焊接性能。控制Si的质量分数为0.50%-0.75%的原因是获得合适的屈服点和保证焊接性能,该质量分数取值过大的不利影响是焊接性能降低,过小的不利影响是强度不足;
在本实施例中,Mn的作用是提高钢的强度、硬度和淬透性,改善钢的热加工性能,但是会减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。控制Mn的质量分数为1.20%-1.40%的原因是获得合适的强度硬度和焊接性能,该质量分数取值过大的不利影响是焊接性能不好,过小的不利影响是强度硬度不足;
在一般情况下,P、S是钢中有害元素,P增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。S使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性。所以钢中P、S越低越好,但是要求过低会增加设备和成本的投入。
V的作用是细化组织晶粒,提高强度和韧性。钒与碳、氮形成的碳氮化合物,在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。控制V的质量分数为0.05%-0.08%的原因是获得合适的晶粒尺寸和强度,该质量分数取值过大的不利影响是强度过高,强屈比不足,过小的不利影响是强度不足;
在一些实施例中,所述钢筋的金相组织为:铁素体和珠光体。
组织为铁素体和珠光体的好处是能得到强度和塑性的良好匹配。
在一些实施例中,所述铁素体的含量为35体积%-55体积%。
控制组织为35体积%-55体积%的铁素体的好处是获得良好的塑性。
在一些实施例中,所述铁素体的晶粒的平均直径为9.5μm-10μm。
铁素体晶粒的平均直径为9.5μm-10μm的好处是获得合适的强度和强屈比。
在一些实施例中,所述珠光体的含量为45体积%-65体积%。
珠光体的含量为45体积%-65体积%的好处是获得合适的强度。
在一些实施例中,所述珠光体的晶粒的平均直径为20μm-50μm。
珠光体的晶粒的平均直径为20μm-50μm的好处是获得良好的强度和塑性匹配。
第二方面,本申请提供了一种HRB500E抗震钢筋的制备方法,用于制备第一方面任意一项所述的HRB500E抗震钢筋,所述方法包括:
在设定拉坯速度条件下,对含有所述化学成分的钢液进行连铸,得到铸坯;
在设定开轧温度条件下,将所述铸坯保温输送至轧机,进行粗轧;
在设定精轧温度条件下,对粗轧后的所述铸坯进行精轧,得到带钢;
在设定吐丝温度条件下,对所述带钢进行吐丝处理,得到钢筋;
在设定首段辊道速度、设定终冷温度、设定搭接点温度条件下,对所述钢筋进行风冷。
在本实施例中,HRB500E抗震钢筋的生产工艺为:铁水→转炉冶炼→添加合金→LF精炼→连铸成小方坯→直轧辊道输送→控制轧制→控制冷却,其中,在转炉终点添加合金,连铸采用全保护浇注,过热度不超过35℃。保温输送至轧机为:铸机出来的高拉速连铸坯在拉矫机和液压剪之间进行保温、液压剪和定尺之间进行保温、运输辊道等待位上进行保温,设置自动化发钢***,按高线或高棒轧钢的时间间隔连铸坯经轧钢区的汇集爬坡转弯保温辊道、直轧保温辊道,从加热炉旁汇入出炉辊道,送入轧机进行直接轧制,以使连铸坯进入轧机时头中尾部温度均匀,温差控制在30℃以内。风冷阶段,风机1#、2#按100%开启,3#风机开80%。
在一些实施例中,所述设定拉坯速度的取值不小于3.0m/min;和\或
所述设定开轧温度的取值为950℃-980℃。
拉速低于3.0m/min时,会造成铸坯头部温度与铸坯尾部温度差距过大,从而达不到开轧温度的设定要求,设定开轧温度为950℃-980℃的好处是细化奥氏体晶粒又避免初轧设备超负荷。
在一些实施例中,所述设定精轧温度的取值为860℃-880℃;和\或
所述设定吐丝温度的取值为910℃-930℃。
精轧温度为860℃-880℃、吐丝温度为910℃-930℃的好处是细化奥氏体晶粒又避免精轧设备超负荷。
在一些实施例中,所述设定首段辊道速度的取值为0.6m/s-0.7m/s,所述设定终冷温度的取值为660℃-680℃,所述设定搭接点温度取值不大于680℃。
控制首段辊道速度为0.6m/s-0.7m/s,其好处是减少搭接,冷却均匀。
控制搭接点温度不大于680℃,其好处是保证搭接点相变完成。
下面结合具体的实施例,进一步阐述本申请。应理解,这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准,则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
实施例1:
本实施例使用的化学成分为:C:0.25重量%、Si:0.75重量%、Mn:1.40重量%、V:0.08重量%、余量为Fe及不可避免杂质。HRB500E抗震钢筋的生产工艺如图1所示,其中,在转炉终点添加合金,连铸采用全保护浇注,过热度不超过35℃,保温输送控制为:铸机出来的高拉速连铸坯在拉矫机和液压剪之间进行保温、液压剪和定尺之间进行保温、运输辊道等待位上进行保温,设置自动化发钢***,按高线或高棒轧钢的时间间隔连铸坯经轧钢区的汇集爬坡转弯保温辊道、直轧保温辊道,从加热炉旁汇入出炉辊道,送入轧机进行直接轧制。开轧温度978℃,精轧温度878℃,吐丝温度928℃,风冷工艺为:风机1#、2#按100%开启,3#风机开80%,首段辊道速度0.65m/s,终冷温度控制在675℃,搭接点最高温度675℃,力学性能如表1所示。
实施例2:
本实施例使用的化学成分为:C:0.23重量%、Si:0.62重量%、Mn:1.30重量%、V:0.065重量%,余量为Fe及不可避免杂质。HRB500E抗震钢筋的生产工艺如图1所示,其中,在转炉终点添加合金,连铸采用全保护浇注,过热度不超过35℃,保温输送控制为:铸机出来的高拉速连铸坯在拉矫机和液压剪之间进行保温、液压剪和定尺之间进行保温、运输辊道等待位上进行保温,设置自动化发钢***,按高线或高棒轧钢的时间间隔连铸坯经轧钢区的汇集爬坡转弯保温辊道、直轧保温辊道,从加热炉旁汇入出炉辊道,送入轧机进行直接轧制。开轧温度966℃、精轧温度871℃控制,吐丝温度921℃,风冷工艺:风机1#、2#按100%开启,3#风机开80%,首段辊道速度0.65m/s,终冷温度控制在670℃,搭接点最高温度671℃,力学性能如表1所示。
实施例3:
本实施例使用的化学成分为:C:0.20重量%、Si:0.50重量%、Mn:1.20重量%、V:0.05重量%,余量为Fe及不可避免杂质。HRB500E抗震钢筋的生产工艺如图1所示,其中,在转炉终点添加合金,连铸采用全保护浇注,过热度不超过35℃,保温输送控制为:铸机出来的高拉速连铸坯在拉矫机和液压剪之间进行保温、液压剪和定尺之间进行保温、运输辊道等待位上进行保温,设置自动化发钢***,按高线或高棒轧钢的时间间隔连铸坯经轧钢区的汇集爬坡转弯保温辊道、直轧保温辊道,从加热炉旁汇入出炉辊道,送入轧机进行直接轧制。开轧温度955℃、精轧温度861℃控制,吐丝温度912℃,风冷工艺为:风机1#、2#按100%开启,3#风机开80%,首段辊道速度0.65m/s,终冷温度控制在662℃,搭接点最高温度665℃,力学性能如表1所示。
相关实验测试方法:
金相组织检测方法:GB/T13298,金属显微组织检验方法。
力学性能检测方法:GB/T18900,钢筋混凝土用钢材试验方法。
相关实验及效果数据:
表1
钢种 | Rel,MPA | Rm,MPa | A5% | Agt,% | Rm/Rel | Ro el/Rel |
实施例1 | 585 | 780 | 24.0 | 13.5 | 1.33 | 1.17 |
实施例2 | 575 | 760 | 25.0 | 13.0 | 1.32 | 1.15 |
实施例3 | 535 | 720 | 25.5 | 13.0 | 1.35 | 1.07 |
本发明通过对化学成分、连铸拉速、保温输送辊道、轧制、风冷等工艺的合理设计,使免加热HRB500E抗震钢筋的连铸坯进入轧机时头中尾部温度均匀,温差控制在30℃以内,开轧温度能够达到常规工艺要求,产品屈服强度波动在50MPa以内,实现了综合性能窄范围稳定控制,同时又达到了节能降耗的目的,通过本发明生产的高强度抗震钢筋HRB500E,组织为铁素体+珠光体,铁素体晶粒度9.5-10.5级,Rp0.2≥520Mpa、抗拉强度Rm≥700Mpa、延伸率≥18%、Agt≥9%,强屈比≥1.25,屈屈比≤1.2。
以上所述仅是本申请的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种HRB500E抗震钢筋,其特征在于,所述钢筋的化学成分包括:
C:0.20重量%-0.25重量%,Si:0.50重量%-0.75重量%,Mn:1.20重量%-1.40重量%,P:≤0.030重量%,S:≤0.030重量%,V:0.05重量%-0.08重量%,Fe。
2.根据权利要求1所述的HRB500E抗震钢筋,其特征在于,所述钢筋的金相组织为:铁素体和珠光体。
3.根据权利要求1或2所述的HRB500E抗震钢筋,其特征在于,所述铁素体的含量为35体积%-55体积%。
4.根据权利要求1或2所述的HRB500E抗震钢筋,其特征在于,所述铁素体的晶粒的平均直径为9.5μm-10μm。
5.根据权利要求1或2所述的HRB500E抗震钢筋,其特征在于,所述珠光体的含量为45体积%-65体积%。
6.根据权利要求1或2所述的HRB500E抗震钢筋,其特征在于,所述珠光体的晶粒的平均直径为20μm-50μm。
7.一种HRB500E抗震钢筋的制备方法,其特征在于,用于制备权利要求1-6任意一项所述的HRB500E抗震钢筋,所述方法包括:
在设定拉坯速度条件下,对含有所述化学成分的钢液进行连铸,得到铸坯;
在设定开轧温度条件下,将所述铸坯保温输送至轧机,进行粗轧;
在设定精轧温度条件下,对粗轧后的所述铸坯进行精轧,得到带钢;
在设定吐丝温度条件下,对所述带钢进行吐丝处理,得到钢筋;
在设定首段辊道速度、设定终冷温度和设定搭接点温度条件下,对所述钢筋进行风冷。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述设定拉坯速度的取值不小于3.0m/min;和\或
所述设定开轧温度的取值为950℃-980℃。
9.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述设定精轧温度的取值为860℃-880℃;和\或
所述设定吐丝温度的取值为910℃-930℃。
10.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述设定首段辊道速度的取值为0.6m/s-0.7m/s,所述设定终冷温度的取值为660℃-680℃,所述设定搭接点温度取值不大于680℃。
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CN116790979A (zh) * | 2023-06-14 | 2023-09-22 | 重庆钢铁股份有限公司 | 一种hrb500e带肋双高棒及其生产方法 |
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CN116790979A (zh) * | 2023-06-14 | 2023-09-22 | 重庆钢铁股份有限公司 | 一种hrb500e带肋双高棒及其生产方法 |
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