CN116254469A - 一种强屈比大于1.28的hrb500e普速热轧带肋钢筋 - Google Patents

一种强屈比大于1.28的hrb500e普速热轧带肋钢筋 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种强屈比大于1.28的HRB500E普速热轧带肋钢筋，所述HRB500E普速热轧带肋钢筋的成分，按重量百分比为：C：0.19‑0.25％，Si：0.60‑0.80％，Mn：1.45～1.60％，P≤0.040％，S≤0.035％，V：0.065～0.10％，Nb：0.010～0.022％，N：0.008～0.020％，B：0.0020～0.0050％；普速热轧带肋钢筋的规格为：10mm至40mm。控制钢筋组织横截面的边部贝氏体含量为0％，1/4处贝氏体含量为0％，横截面中心处贝氏体含量为1～10％。

Description

一种强屈比大于1.28的HRB500E普速热轧带肋钢筋
本发明为分案申请，母案：申请日：2021年6月10日，申请号：2021106469018，发明名称：强屈比大于1.28的HRB500E普速热轧带肋钢筋及其生产方法。
技术领域
本发明涉及冶金领域，具体涉及一种强屈比大于1.28的HRB500E普速热轧带肋钢筋。
背景技术
HRB500E抗震钢筋强度高、抗震性能好、应用广泛，GB/T 1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》中对HRB500E抗震钢筋的强屈比R°m/R°eL要求大于等于1.25，但正常生产时常出现强屈比R°m/R°eL低于1.25的情况。
综上所述，现有技术中存在以下问题：普速轧制的HRB500E抗震钢筋生产时常出现强屈比R°m/R°eL低于1.25的情况。
发明内容
本发明提供一种强屈比大于1.28的HRB500E普速热轧带肋钢筋及其生产方法，以解决普速轧制的HRB500E抗震钢筋生产时常出现强屈比R°m/R°eL低于1.25的问题。
为此，本发明提出一种强屈比大于1.28的HRB500E普速热轧带肋钢筋的生产方法，所述强屈比大于1.28的HRB500E普速热轧带肋钢筋的生产方法包括：
以下依次进行的工艺阶段：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、LF精炼、方坯连铸、热连轧；
热连轧的精轧机组出口速度不大于18m/S。
所述HRB500E普速热轧带肋钢筋的成分按重量百分比为：C：0.19-0.25％，Si：0.60-0.80％，Mn：1.45～1.60％，P≤0.040％，S≤0.035％，V：0.065～0.10％，Nb：0.010～0.022％，N：0.008～0.020％，B：0.0020～0.0050％；
普速热轧带肋钢筋的规格为：10mm至40mm
冷床冷却方式为自然冷却。
热连轧的精轧轧制中，最后两机架道次变形量大于16％。
进一步地，热连轧中：控制铸坯加热温度为1150～1200℃，钢坯加热时间60～90分钟，开轧温度1020～1080℃，采用18机架热连轧机组，精轧前、精轧最后两个机架前、以及精轧后安装和使用控冷设备。
进一步地，对于规格为10至25mm的HRB400E普速热轧带肋钢筋，成分按重量百分比为：C：0.19-0.25％，Si：0.60-0.80％，Mn：1.45～1.60％，P≤0.040％，S≤0.035％，V：0.065～0.085％，Nb：0.010～0.022％，N：0.008～0.017％，B：0.0020～0.0035％。
进一步地，对于规格为28至40mm的HRB400E普速热轧带肋钢筋，成分按重量百分比为：C：0.19-0.25％，Si：0.60-0.80％，Mn：1.45～1.60％，P≤0.040％，S≤0.035％，V：0.08～0.10％，Nb：0.010～0.022％，N：0.01～0.02％，B：0.0036～0.0050％。
进一步地，对于规格为10至16mm的HRB500E普速热轧带肋钢筋，，进精轧温度为950±20℃，进倒数第二架精轧的温度为850±20℃，上冷床温度为850±20℃。
进一步地，对于规格为18至25mm的HRB500E普速热轧带肋钢筋，进精轧温度为950±20℃，进倒数第二架精轧的温度为880±20℃，上冷床温度为880±20℃。
进一步地，对于规格为28至40mm的HRB500E普速热轧带肋钢筋，进精轧温度为950±20℃，进倒数第二架精轧的温度为900±20℃，上冷床温度为880±20℃。
进一步地，对于规格为12mm的HRB500E普速热轧带肋钢筋，进精轧温度为952℃，上冷床温度为845℃。
本发明还提供一种强屈比大于1.28的HRB500E普速热轧带肋钢筋，所述HRB500E普速热轧带肋钢筋的成分按重量百分比为：C：0.19-0.25％，Si：0.60-0.80％，Mn：1.45～1.60％，P≤0.040％，S≤0.035％，V：0.065～0.10％，Nb：0.010～0.022％，N：0.008～0.020％，B：0.0020～0.0050％；
并采用前面所述的强屈比大于1.28的HRB500E普速热轧带肋钢筋的生产方法。
进一步地，对于规格为28mm的HRB600E普速热轧带肋钢筋，成分为：C：0.21％，Si：0.72％，Mn：1.52％，P：0.030％，S：0.031％，V：0.090％，Nb：0.014％，N：0.0167％，B：0.0040％；强屈比大于1.30。
运用本发明可将Φ10～40mm规格HRB500E热轧带肋钢筋强屈比提高到1.28以上。
具体实施方式
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。
本申请适用于普通棒材，终轧速度较慢，根据规格不同，其终轧速度(热连轧的精轧机组出口速度)只有高速棒材的1/3～1/2。同时由于产线的不同，达到同样的性能要加入更多的合金，生产的规格比高速棒材多。
本发明的原理是：成分设计上提高钢淬透性使钢的CCT曲线右移，并在轧钢过程使用控轧控冷工艺细化晶粒，控制贝氏体组织的生成。生产小规格时使用较强的控轧控冷工艺，大规格使用较弱的控轧控冷工艺，控制钢筋中心部位产生含量合理的贝氏体组织。钢筋中心部位的少量贝氏体组织不会造成无屈服现象，即能适当降低屈服强度又可提高抗拉强度，从而得到较高的强屈比R°m/R°eL。如此可得到10～40mm规格强屈比R°m/R°eL大于1.28的HRB500E热轧带肋钢筋。
(1)成分设计：提高钢中Si、Mn含量并加入V元素与钢中的N结合同时提高屈服强度与抗拉强度，控制钢中的N元素在合理区间，使大部分N均与V结合减少钢中的游离N。加入B元素，由于钢中的N大部分与V结合生产了化合物，因此钢中的B多为固溶态，并在钢中加入Nb元素，高Mn含量、固溶态B、加入Nb共同作用显著提高了钢的淬透性使钢的CCT曲线右移，在同样的冷却条件下会生产贝氏体组织。
(2)轧制机布置：6粗轧机+6中轧机+控冷+4精轧机+控冷+回复+2精轧机+控冷+回复+冷床。分级控制冷却强度，避免集中冷却带来的表面过冷。
(3)轧制工艺与组织控制：10～40mm使用不同成分及轧钢生产工艺，小规格由于在冷床上冷却速度快，易形成贝氏体组织，因此小规格应使用较强的控轧控冷工艺细化晶粒，抑制贝氏体组织的形成；中等以上规格使用较弱的控轧控冷工艺控制贝氏体组织的形成。控制钢筋组织横截面的边部贝氏体含量为0％，1/4处贝氏体含量为0％，横截面中心处贝氏体含量为1～10％。
其工艺路线为：高炉铁水冶炼→铁水脱硫预处理→转炉钢水冶炼→LF精炼→方坯连铸→热连轧→定尺剪切→检验包装入库；其中，各阶段的工艺特点为：
转炉钢水冶炼：入炉铁水要求S≤0.040Wt％；冶炼过程采用全程底吹氩气，吹炼后期加大气体流量，加强熔池搅拌；转炉终点控制C≤0.15Wt％，P≤0.037Wt％；
方坯连铸:采用钢包下渣检测控制，中间包浇注温度为1525～1545℃，中间包使用普通覆盖剂，使用普通方坯保护渣，铸坯单流拉速为2.5～3.5m/min。
棒材热连轧：控制铸坯加热温度为1150～1200℃，钢坯加热时间60～90分钟，开轧温度1020～1080℃，采用18机架热连轧机组，精轧前、精轧最后两个机架前、精轧后安装、使用控冷设备。
为实现上述目的，本发明具体技术措施包括：
1、合理的成分：
(1)Si、Mn含量。Si、Mn起固溶强化作用，而锰在钢中溶于铁素体和渗碳体中，提高过冷奥氏体的稳定性，提高淬透性。因此Si、Mn含量按国标允许的上限控制。
(2)V、N、B含量。V元素和钢中微量的B争夺钢中的N，V与N结合生产VN提高钢的强度，并使B较难与N结合形成BN。B存在于奥氏体的晶界上，降低了奥氏体晶界能量，提高了奥氏体在马氏体以上温度区间的稳定性，因此微量的B可明显提高钢的淬透性。
(3)Nb元素。固溶在奥氏体中的微量铌，可以推迟先共析铁素体的析出，加大奥氏体开始分解析出珠光体的时间，但对贝氏体的转变几乎没有影响，同时提高贝氏体转变温度，是形成贝氏体的有利元素，因此加入Nb控制贝氏体组织，并形成碳氮化物提高强度。表1为本发明的成分设计表
表1HRB500E成分(wt％)
Figure BDA0004071308310000041
2.轧制机布置：6架粗轧机+6架中轧机+控冷+4架精轧机+控冷装置+回复段+2架精轧机+控冷装置+回复段+冷床。由于棒线材的轧制速度快，是升温轧制，因此应使用分级控制冷却强度，分三段控制避免集中冷却带来的表面过冷。
3.轧制工艺与组织控制：10～40mm使用不同成分及轧钢生产工艺，小规格由于在冷床上冷却速度快，易形成贝氏体组织，因此小规格应使用较强的控轧控冷工艺细化晶粒，抑制贝氏体组织的形成；中等以上规格使用较弱的控轧控冷工艺控制贝氏体组织的形成，规格越大控轧控冷强度越弱。控制钢筋组织横截面的边部贝氏体含量为0％，1/4处贝氏体含量为0％，横截面中心处贝氏体含量为1～10％。
4.各规格最后两个机架(K1、K2)道次变形量大于16％。
相关轧制参数如表2：
表2相关轧制参数表
规格 进精轧温度 进K2温度 上冷床温度 冷床冷却方式
Φ10～16螺 950±20℃ 850±20℃ 850±20℃ 自然冷却
Φ18～25螺 950±20℃ 880±20℃ 880±20℃ 自然冷却
Φ28～40螺 950±20℃ 900±20℃ 900±20℃ 自然冷却
本发明的技术特点是：
1.成分设计：提高钢中Si、Mn含量并加入V元素与钢中的N结合同时提高屈服强度与抗拉强度，控制钢中的N元素在合理区间，使大部分N均与V结合减少钢中的游离N。加入B元素，由于钢中的N大部分与V结合生产了化合物，因此钢中的B多为固溶态，并在钢中加入Nb元素，高Mn含量、固溶态B、加入Nb共同作用显著提高了钢的淬透性使钢的CCT曲线右移，在同样的冷却条件下会生产贝氏体组织。
2.轧制机布置：6粗轧机+6中轧机+控冷+4精轧机+控冷+回复+2精轧机+控冷+回复+冷床。分级控制冷却强度，避免集中冷却带来的表面过冷。
3.轧制工艺与组织控制：10～40mm使用不同成分及轧钢生产工艺，小规格由于在冷床上冷却速度快，易形成贝氏体组织，因此小规格应使用较强的控轧控冷工艺细化晶粒，抑制贝氏体组织的形成；中等以上规格使用较弱的控轧控冷工艺控制贝氏体组织的形成。控制钢筋组织横截面的边部贝氏体含量为0％，1/4处贝氏体含量为0％，横截面中心处贝氏体含量为1～10％。
4.各规格最后两个机架(K1、K2)道次变形量大于16％。
以下是本发明“一种强屈比大于1.28的HRB500E热轧带肋钢筋的生产方法”采用下述成分配比和具体工艺。其中，表3是各实施例钢的成分(按重量百分比计)。表4是与表3所述实施例钢对应的生产规格、工艺参数、力学性能。
表3：产品化学成分(wt％)
Figure BDA0004071308310000051
Figure BDA0004071308310000061
表4：各实施例具体的工艺参数与力学性能
Figure BDA0004071308310000062
运用本发明可将Φ10～40mm规格HRB500E热轧带肋钢筋强屈比提高到1.28以上。
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。

Claims (10)

1.一种强屈比大于1.28的HRB500E普速热轧带肋钢筋，其特征在于，所述HRB500E普速热轧带肋钢筋的成分按重量百分比为：C：0.19-0.25％，Si：0.60-0.80％，Mn：1.45～1.60％，P≤0.040％，S≤0.035％，V：0.065～0.10％，Nb：0.010～0.022％，N：0.008～0.020％，B：0.0020～0.0050％；
并采用强屈比大于1.28的HRB500E普速热轧带肋钢筋的生产方法；
所述强屈比大于1.28的HRB500E普速热轧带肋钢筋的生产方法包括：
以下依次进行的工艺阶段：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、LF精炼、方坯连铸、热连轧；
热连轧的精轧机组出口速度不大于18m/S；
普速热轧带肋钢筋的规格为：10mm至40mm；
控制钢筋组织横截面的边部贝氏体含量为0％，1/4处贝氏体含量为0％，横截面中心处贝氏体含量为1～10％。
2.如权利要求2所述的强屈比大于1.28的HRB500E普速热轧带肋钢筋，其特征在于，Φ10～40mm规格HRB500E热轧带肋钢筋强屈比提高到1.30以上。
3.如权利要求1所述的强屈比大于1.28的HRB500E普速热轧带肋钢筋，其特征在于，对于规格为10至25mm的HRB500E普速热轧带肋钢筋，成分按重量百分比为：C：0.19-0.25％，Si：0.60-0.80％，Mn：1.45～1.60％，P≤0.040％，S≤0.035％，V：0.065～0.085％，Nb：0.010～0.022％，N：0.008～0.017％，B：0.0020～0.0035％。
4.如权利要求1所述的强屈比大于1.28的HRB500E普速热轧带肋钢筋的生产方法，其特征在于，对于规格为28至40mm的HRB500E普速热轧带肋钢筋，成分按重量百分比为：C：0.19-0.25％，Si：0.60-0.80％，Mn：1.45～1.60％，P≤0.040％，S≤0.035％，V：0.08～0.10％，Nb：0.010～0.022％，N：0.01～0.02％，B：0.0036～0.0050％。
5.如权利要求1所述的强屈比大于1.28的HRB500E普速热轧带肋钢筋，其特征在于，对于规格为28mm的HRB500E普速热轧带肋钢筋，成分为：C：0.21％，Si：0.72％，Mn：1.52％，P：0.030％，S：0.031％，V：0.090％，Nb：0.014％，N：0.0167％，B：0.0040％；强屈比大于1.30。
6.如权利要求1所述的强屈比大于1.28的HRB500E普速热轧带肋钢筋，其特征在于，热连轧的精轧轧制中，最后两机架道次变形量大于16％。
7.如权利要求1所述的强屈比大于1.28的HRB500E普速热轧带肋钢筋，其特征在于，所述HRB500E普速热轧带肋钢筋，成分为：C：0.24％，Si：0.71％，Mn：1.51％，P：0.033％，S：0.027％，V：0.071％，Nb：0.015％，N：0.0130％，B：0.0025％。
8.如权利要求1所述的强屈比大于1.28的HRB500E普速热轧带肋钢筋，其特征在于，所述HRB500E普速热轧带肋钢筋，成分为：C：0.23％，Si：0.69％，Mn：1.48％，P：0.024％，S：0.028％，V：0.070％，Nb：0.013％，N：0.0158％，B：0.0027％。
9.如权利要求1所述的强屈比大于1.28的HRB500E普速热轧带肋钢筋，其特征在于，所述HRB500E普速热轧带肋钢筋，成分为：C：0.25％，Si：0.70％，Mn：1.50％，P：0.028％，S：0.025％，V：0.093％，Nb：0.016％，N：0.0161％，B：0.0045％。
10.如权利要求7所述的强屈比大于1.28的HRB500E普速热轧带肋钢筋，其特征在于，所述HRB500E普速热轧带肋钢筋，规格为12mm，强屈比为1.32。
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