高速棒材生产的HRB500E螺纹钢筋

本发明是：申请日：2021年5月28日，申请号：202110592869X，发明名称：高速棒材生产HRB500E螺纹钢筋的方法及高速棒材生产的HRB500E螺纹钢筋，的分案申请。

技术领域

本发明涉及冶金领域，具体涉及一种高速棒材生产的HRB500E螺纹钢筋。

背景技术

高速棒材生产的钢筋外形尺寸控制好且终轧轧制速度可达45m/秒及以上，具备高产量、高质量、低成本的优势，是当前中小规格螺纹钢筋生产的发展趋势。由于高速棒材变形速度快并可使用控轧控冷工艺，实现了晶粒较细的HRB500E钢筋生产。但在生产强度更高的HRB500E钢筋时，细晶强化对屈服强度的贡献大，而对抗拉强度的贡献弱，难于满足HRB500E抗震钢筋强屈比R°

综上所述，现有技术中存在以下问题：现有的高速棒材生产HRB500E螺纹钢筋，难于满足强屈比R°

发明内容

本发明实施例所解决的技术问题是现有的高速棒材生产HRB500E螺纹钢筋，难于满足强屈比R°

为此，一方面，本发明实施例提供了一种高速棒材生产HRB500E螺纹钢筋的方法，所述高速棒材生产HRB500E螺纹钢筋的方法包括：

依次进行的高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、吹氩、LF精炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧、中轧、预精轧、预精轧控冷及恢复、精轧、轧后控冷及恢复；

所述高速棒材生产HRB500E螺纹钢筋的成分为：C：0.21～0.25Wt％，Si：0.65～0.80Wt％，Mn：1.2～1.35Wt％，P：≤0.04Wt％，S：≤0.035Wt％，V：0.03～0.06Wt％，Nb：0.008～0.02Wt％，N：0.007～0.017Wt％，B：0.001～0.003Wt％，Cr：0.1～0.2Wt％。

具体的，对于规格10到16mm的HRB500E螺纹钢筋，成分为：C：0.21～0.25Wt％，Si：0.65～0.80Wt％，Mn：1.2～1.35Wt％，P：≤0.04Wt％，S：≤0.035Wt％，V：0.03～0.045Wt％，Nb：0.008～0.02Wt％，N：0.007～0.015Wt％，B：0.001～0.002Wt％，Cr：0.1～0.2Wt％。

具体的，对于规格18到25mm的HRB500E螺纹钢筋，成分为：C：0.21～0.25Wt％，Si：0.65～0.80Wt％，Mn：1.2～1.35Wt％，P：≤0.04Wt％，S：≤0.035Wt％，V：0.045～0.06Wt％，Nb：0.008～0.02Wt％，N：0.009～0.017Wt％，B：0.002～0.003Wt％，Cr：0.1～0.2Wt％。

具体的，单线生产高速棒材钢筋的方法为：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、吹氩、LF精炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧、中轧(6架)、预精轧(6架)、单线、预精轧控冷及恢复段、精轧(4架)、精轧(减径2架)、轧后控冷及恢复段、夹送辊、圆盘倍尺剪、制动装置、转毂装置、冷床冷却、定尺剪切。

具体的，双线生产高速棒材钢筋的方法为：依次经过高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、吹氩、LF精炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧、中轧、预精轧并切分为双线、双线预精轧控冷及恢复段、双线精轧、双线减径2架、双线轧后控冷及恢复段、双线夹送辊、双线圆盘倍尺剪、双线制动装置、双线转毂装置、冷床冷却和定尺剪切。

具体的，减径机组采用2架45°顶交悬臂减径机，单独传动，实现在再结晶温度以下或双相区轧制。

具体的，精轧机组分为两线采用4架45°顶交悬臂V型无扭超重载型摩根轧机。

具体的，最后两个机架道次变形量大于15％。

具体的，对于规格10到16mm的HRB500E螺纹钢筋，终轧轧制速度不小于25m/S。

另一方面，本发明实施例还提供了一种高速棒材生产HRB500E螺纹钢筋，所述高速棒材生产HRB500E螺纹钢筋的成分为：C：0.21～0.25Wt％，Si：0.65～0.80Wt％，Mn：1.2～1.35Wt％，P：≤0.04Wt％，S：≤0.035Wt％，V：0.03～0.06Wt％，Nb：0.008～0.02Wt％，N：0.007～0.017Wt％，B：0.001～0.003Wt％，Cr：0.1～0.2Wt％，并采用高速棒材生产HRB500E螺纹钢筋的方法制成。

本发明的一种高速棒材生产HRB500E螺纹钢筋的方法与常规产线的HRB500E钢筋相比，合金加入量下降，降低了生产成本。可用高速棒材生产线成功生产出合格的HRB500E钢筋，生产效率高、表面质量好。对抗拉强度强度贡献大的元素按上限控制，并加入V、N、B、Cr、Nb等可使CCT曲线右移的元素，最终控制高速棒材HRB500E抗震钢筋的心部金相组织中形成少量贝氏体组织，得到合理的屈服强度与较高的抗拉强度。

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。

本发明提供了一种高速棒材生产HRB500E螺纹钢筋的方法，所述高速棒材生产HRB500E螺纹钢筋的方法包括：

单线高速棒材钢筋的生产工艺为：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、吹氩、LF精炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧(6架)、中轧(6架)、预精轧(6架)、单线、控冷及恢复段、精轧(4架)、精轧(剪径2架)、轧后控冷及恢复段、夹送辊、圆盘倍尺剪、制动装置、转毂装置、冷床冷却、定尺剪切并检验包装入库。利于细化晶粒，降低成本。钢筋在步进式冷床上每齿单支存放，加快散热，大规格在冷床使用风冷。

双线高速棒材钢筋的生产工艺为：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、吹氩、LF精炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧(6架)、中轧(6架)、预精轧(6架)并切分为双线、控冷及恢复段×2、精轧(4架)×2、剪径2架×2、轧后控冷及恢复段×2、夹送辊×2、圆盘倍尺剪×2、制动装置×2、转毂装置×2、冷床冷却、定尺剪切并检验包装入库。利于细化晶粒，降低成本。钢筋在步进式冷床上每齿单支存放，加快散热，大规格在冷床使用风冷。

不同规格均保持较高的轧制速度。

其中，各阶段的工艺特点为：

1.成分：

(1)C、Si：起固溶强化作用且对抗拉强度的贡献大、屈服强度的贡献小，按上限控制。

(2)Mn：起固溶强化效果且对屈服强度的贡献略高,Mn控制在适中水平可降低成本，其损失的强度则通过较低温度下的细晶强化来弥补。

(3)微Nb:加入Nb提高奥氏体再结晶温度，实现较高温度下的未再结晶轧制并具有析出强化的效果，提高强度同时又增加氧化铁皮厚度。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。

(4)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。对抗拉强度强度贡献大的元素按上限控制，并加入V、N、B、Cr、Nb等可使CCT曲线右移的元素，最终控制高速棒材HRB500E抗震钢筋的心部金相组织中形成少量贝氏体组织，得到合理的屈服强度与较高的抗拉强度。

(5)Cr元素。Cr起固溶强化作用，且在奥氏体中的扩散速度比较小，加之能阻碍碳的扩散，因而可提高奥氏体的稳定性，使CCT曲线右移，降低临界冷却速度，提高淬透性，利于形成贝氏体。

表1HRB500E成分(wt％)

2.轧线布置：

粗轧6架+中轧6架+预精轧6架+控冷装置+回复段+4架精轧机组+控冷+控冷装置+回复段+2减径机。

粗轧机组6架短应力线轧机+中轧6架短应力线轧机+预精轧6架短应力线轧机(各机架之间通过活套连接，从第4台机架开始将棒材进行二切分，并在预精轧出口分别进入两个通道)

精轧机组分为两线采用4架45°顶交悬臂(V型)无扭超重载型摩根轧机，共2组模块，每组模块由一个电机单独驱动，相比集体传动，具有以下优点：可以对每组轧辊单独调速，调速范围广，调速灵活性高；每个电机功率小，尺寸小；便于检修和维护。

减径机组采用2架45°顶交悬臂减径机，单独传动。增加减径机组可实现在再结晶温度以下或双相区轧制(即热机轧制)，通过设计最后两个道次的变形制度，使晶粒破碎，加上形变诱导铁素体相变，达到细化晶粒提高钢材性能的目的。另外还可以提高轧机的生产率、提高产品的尺寸公差和表面质量、增加品种规格、提高产品的冶金性能等。

减径机组采用2架45°顶交悬臂减径机，单独传动，实现在再结晶温度以下或双相区轧制。

精轧机组分为两线采用4架45°顶交悬臂V型无扭超重载型摩根轧机。

最后两个机架道次变形量大于15％。

对于规格10到16mm的HRB500E螺纹钢筋，终轧轧制速度不小于25m/S。

3.轧制工艺：

(1)钢坯加热时间60～90分钟，开轧温度：1030±30℃。

(2)Φ10～Φ16mm规格双线及单线轧制：控制进进精轧温度及进减径机温度，由于Nb提高了奥氏体再结晶温度，可在较高温度下实现奥氏体未再结晶轧制，减径机后不得安装控冷设备利于氧化铁皮的形成，单线轧制时由于变形量大进减径机温度可略高，对氧化铁皮的生成更有利。

(3)Φ18～Φ25规格双线及单线轧制：精轧机组不投入使用，利用分级控冷的思路使用预精轧及精轧后水箱并保持长开状态，避免一次冷却的强度过大，不利于组织及氧化铁皮的控制，单线轧制时由于变形量大进减径机温度可略高，对氧化铁皮的生成更有利。减径机后至上冷床前不安装、不使用控冷设备，使钢筋处于自然冷却状态，钢筋表面获得较高的上冷床温度。

(4)最后两个机架(K1、K2)道次变形量大于15％。

表2轧钢关键温度(wt％)

4.终轧轧制速度：不同规格均保持较高的轧制速度，有利于晶粒细化(见表3)。

表3终轧轧制速度

5.冷床冷却：钢筋在步进式冷床上每齿单支存放，加快散热，大规格在冷床使用风冷。

以上措施可控制HRB500E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％。使用高速棒材生产线成功生产出合格的HRB500E钢筋。

本发明还提供了一种高速棒材生产HRB500E螺纹钢筋，所述高速棒材生产HRB500E螺纹钢筋的成分为：C：0.21～0.25Wt％，Si：0.65～0.80Wt％，Mn：1.2～1.35Wt％，P：≤0.04Wt％，S：≤0.035Wt％，V：0.03～0.06Wt％，Nb：0.008～0.02Wt％，N：0.007～0.017Wt％，B：0.001～0.003Wt％，Cr：0.1～0.2Wt％，并采用权所述的高速棒材生产HRB500E螺纹钢筋的方法制成。

具体的，对于规格10到16mm的HRB500E螺纹钢筋，成分为：C：0.21～0.25Wt％，Si：0.65～0.80Wt％，Mn：1.2～1.35Wt％，P：≤0.04Wt％，S：≤0.035Wt％，V：0.03～0.045Wt％，Nb：0.008～0.02Wt％，N：0.007～0.015Wt％，B：0.001～0.002Wt％，Cr：0.1～0.2Wt％。

具体的，对于规格18到25mm的HRB500E螺纹钢筋，成分为：C：0.21～0.25Wt％，Si：0.65～0.80Wt％，Mn：1.2～1.35Wt％，P：≤0.04Wt％，S：≤0.035Wt％，V：0.045～0.06Wt％，Nb：0.008～0.02Wt％，N：0.009～0.017Wt％，B：0.002～0.003Wt％，Cr：0.1～0.2Wt％。

本发明的一种高速棒材生产HRB500E螺纹钢筋的方法与常规产线的HRB500E钢筋相比，合金加入量下降，降低了生产成本。可用高速棒材生产线成功生产出合格的HRB500E钢筋，生产效率高、表面质量好。对抗拉强度强度贡献大的元素按上限控制，并加入V、N、B、Cr、Nb等可使CCT曲线右移的元素，最终控制高速棒材HRB500E抗震钢筋的心部金相组织中形成少量贝氏体组织，得到合理的屈服强度与较高的抗拉强度。

实施例：

1.双线高速棒材生产Φ10～25mm直条螺纹钢筋工艺为：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、吹氩、LF精炼、方坯连铸、加热炉加热、粗轧(6架)、中轧(6架)、预精轧(6架)并切分为双线、控冷及恢复段×2、精轧(4架)×2、剪径2架×2、轧后控冷及恢复段×2、夹送辊×2、圆盘倍尺剪×2、制动装置×2、转毂装置×2、冷床冷却、定尺剪切并检验包装入库。

2.钢坯加热时间60～90分钟，开轧温度1010～1050℃。

3.采用下述成分配比和具体工艺。其中，表4是各实施例钢的成分(按重量百分比计)。表5是与表4所述实施例钢对应的生产规格、工艺参数、力学性能、氧化铁皮厚度。

表4：产品化学成分(wt％)

表5：各实施例具体的工艺参数与力学性能

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。