一种抗震钢筋HRB400E-Cr及生产方法与流程

一种抗震钢筋hrb400e-cr及生产方法
技术领域
1.本发明涉及一种抗震钢筋hrb400e-cr及生产方法。


背景技术：

2.随着对400mpa级别抗震钢筋的需求增加，高强度级别抗震钢筋要求具有较高的力学性能和抗震性能，即在建筑物受到地震波冲击时，可延缓建筑物断裂发生时间、避免建筑物在瞬间整体倒塌，从而提高建筑物的抗震性能。
3.国内生产hrb400cr\hrb400e-cr企业多采用穿水冷却工艺生产，但存在如下问题：
4.1、hrb400cr强屈比不能满足抗震钢筋强屈比要求：rel≥1.25；hrb400e-cr钢筋采用穿水冷却工艺生产，强屈比偏低，头尾部强度高，个别强屈比低于1.25。穿水冷却工艺生产的钢筋形成的氧化铁皮薄且不够致密，钢筋遇水或海洋环境易锈蚀，工程寿命短。
5.2、国标抗震钢筋hrb400e主要采用钒、铌微合金化工艺，不符合出口退税条件，税率高。


技术实现要素：

6.为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种抗震钢筋hrb400e-cr及生产方法，采用的低微合金化工艺，生产出低成本出口抗震钢筋hrb400e-cr，满足抗震钢筋标准要求，强屈比控制稳定，钢筋抗震性能好。
7.为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
8.一种抗震钢筋hrb400e-cr的生产方法，生产工艺路线包括：高炉铁水
→
铁水预处理
→
转炉冶炼
→
钢包脱氧、钢包合金化
→
氩站喂丝增氮、氩站吹氩精炼
→
方坯连铸
→
加热炉加热
→
轧制
→
微穿水
→
冷床冷却
→
定尺剪切
→
收集打捆
→
检验
→
入库；
9.所述的钢包合金化：在出钢1/4～1/3时加入石灰、预脱氧剂及铁合金进行脱氧合金化，吹氩时间≥5min；铁合金加入目标量：锰硅13.0～14.4kg/t钢，硅铁2.7～3.2kg/t钢，铝铁0.15～0.20kg/t钢，炼钢增碳剂1.8～2.0kg/t钢，高碳铬铁4.0～4.6kg/t钢，钒氮合金0.22～0.25kg/t；辅料加入量：白灰20～23kg/t钢，白云石14.0～17.0kg/t钢，回炉铁18～20kg/t钢。
10.所述的转炉冶炼：废钢占10
±
1％，铁水占90
±
1％；冶炼周期26min～32min，氧气顶底复吹，吹氧时间13min～17min，吹氧量2100～2267m3，出钢温度1680～1700℃，出钢终点c为0.10％～0.15％，p≤0.010％，严禁下渣。
11.所述的氩站喂丝增氮、氩站吹氩精炼：静吹氩时间≥10min，处理前温度1660℃～1670℃，处理后温度1640℃～1650℃，静吹氩后喂复氮合金包芯线1kg～1.2kg/t钢，喂线速度2.8～3.2m/s。
12.所述的方坯连铸：中包温度1560℃～1578℃，过热度保持20℃～30℃，拉速1.8～2.0m/min；方坯连铸过程保护浇铸，结晶器保护渣使用中碳钢保护渣。
13.所述的加热炉加热过程采用两段式加热：
14.加热段温控：1170℃～1280℃，均热段温控：1180℃～1250℃，开轧温度：980～1100℃.
15.轧制后进行微穿水冷却，回火温度控制在940
±
30℃。
16.一种抗震钢筋hrb400e-cr，成分按重量百分比计为：
17.c：0.21％～0.25％，si：0.40％～0.50％，mn：1.00％～1.20％，cr：0.30％～0.40％，p≤0.040％，s≤0.040％，v：0.025％～0.045％，n：90ppm～120ppm，碳当量ceq≤0.54％，其余为fe及不可避免的杂质；
18.其中，v按钢筋规格：10～14mm为0.025～0.037％；16～22mm为0.028～0.040％；25～32mm为0.030～0.045％；采用喂丝增氮。
19.所述的喂丝增氮为采用包芯线喂丝方式增氮，包芯线中芯粉按重量份包括：n：22～27份，si：32～50份，mn：3～7份，al：3～7份，s：0.01～0.15份，p：0.01～0.15份。
20.所述的抗震钢筋hrb400e-cr扎后屈服强度rel≥420mpa，抗拉强度≥560mpa，最大力总伸长率≥9％，强屈比≥1.25。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.抗震钢筋hrb400e-cr及生产方法采用的“钒氮合金 加铬 增氮”低微合金化工艺生产经济型低成本出口抗震钢筋hrb400e-cr，保证了出口抗震钢筋hrb400e-cr的力学性能、抗震性能，强屈比稳定；添加cr在提高抗震性能的同时提高了钢筋的耐蚀性，采用炉后氩站精炼能够保证钢质纯净度要求，符合出口退税条件，增加企业经济效益，提高了企业竞争力。通过增氮工艺减少合金加入量，提高强屈比，节省合金资源，降低加热温度，降低加热能耗，降低成本。抗震钢筋hrb400e-cr扎后屈服强度rel≥420mpa，抗拉强度≥560mpa，最大力总伸长率≥9％，强屈比≥1.25；自然时效后屈服强度rel≥400mpa，抗拉强度≥540mpa，最大力总伸长率≥9％，强屈比≥1.25
具体实施方式
23.下面对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
24.实施例1
25.一种抗震钢筋hrb400e-cr的生产方法，包括以下步骤：
26.步骤1：转炉冶炼过程，废钢占9％，铁水占91％；冶炼周期28min，氧气顶底复吹，吹氧时间15min，吹氧量2200m3，出钢温度1685℃，出钢终点c：0.12％，p：0.008％，未下渣。
27.步骤2：钢包脱氧、钢包合金化，出钢1/4时加入石灰、预脱氧剂及铁合金进行脱氧合金化，吹氩时间8min；铁合金加入目标量：锰硅13.5kg/t钢，硅铁2.8kg/t钢，铝铁0.16kg/t钢，炼钢增碳剂1.8kg/t钢，高碳铬铁4.2kg/t钢，钒氮合金0.23kg/t；辅料加入量：白灰22kg/t钢，白云石14kg/t钢，回炉铁18kg/t钢。
28.步骤3：氩站喂丝增氮、氩站吹氩精炼，静吹氩时间15min，处理前温度1660℃，处理后温度1640℃，静吹氩后喂复氮合金包芯线1kg/t钢，喂线速度2.8m/s。
29.步骤4：方坯连铸，中包温度1560℃，平均过热度保持22℃，拉速1.8m/min；方坯连铸过程保护浇铸，结晶器保护渣使用中碳钢保护渣。
30.步骤5：加热、轧制，加热段温控：平均1180℃，均热段温控：1190℃，开轧温度：990
℃。轧制后进行微穿水冷却，回火温度控制在950
±
5℃。
31.钢水静吹氩出站成分见下表1，力学性能见表2；
32.表1化学成分
[0033][0034]
表2力学性能
[0035]
类别屈服强度rel/mpa抗拉强度rm/mpa最大力总伸长率agt/％强屈比r
°
m/roel屈标比r
°
m/rel12mm460619151.3521.15
[0036]
实施例2
[0037]
一种抗震钢筋hrb400e-cr的生产方法，包括以下步骤：
[0038]
步骤1：转炉冶炼过程，废钢占10％，铁水占90％；冶炼周期30min，氧气顶底复吹，吹氧时间15min，吹氧量2250m3，出钢温度1690℃，出钢终点c：0.11％，p：0.009％，未下渣。
[0039]
步骤2：钢包脱氧、钢包合金化，出钢1/4时加入石灰、预脱氧剂及铁合金进行脱氧合金化，吹氩时间8min；铁合金加入目标量：锰硅13kg/t钢，硅铁2.9kg/t钢，铝铁0.17kg/t钢，炼钢增碳剂1.8kg/t钢，高碳铬铁4.3kg/t钢，钒氮合金0.24kg/t；辅料加入量：白灰21kg/t钢，白云石15kg/t钢，回炉铁19kg/t钢。
[0040]
步骤3：氩站喂丝增氮、氩站吹氩精炼，静吹氩时间16min，处理前温度1670℃，处理后温度1650℃，静吹氩后喂复氮合金包芯线1.1kg/t钢，喂线速度2.8m/s。
[0041]
步骤4：方坯连铸，中包温度1565℃，平均过热度保持23℃，拉速1.9m/min；方坯连铸过程保护浇铸，结晶器保护渣使用中碳钢保护渣。
[0042]
步骤5：加热、轧制，加热段温控：平均1185℃，均热段温控：1195℃，开轧温度：985℃。轧制后进行微穿水冷却，回火温度控制在950
±
5℃。
[0043]
钢水静吹氩出站成分见下表3，力学性能见表4；
[0044]
表3化学成分
[0045][0046]
表4力学性能
[0047]
类别屈服强度rel/mpa抗拉强度rm/mpa最大力总伸长率agt/％强屈比r
°
m/roel屈标比r
°
m/rel14mm447605161.351.12
[0048]
实施例3
[0049]
一种抗震钢筋hrb400e-cr的生产方法，包括以下步骤：
[0050]
步骤1：转炉冶炼过程，废钢占11％，铁水占89％；冶炼周期32min，氧气顶底复吹，吹氧时间16min，吹氧量2260m3，出钢温度1685℃，出钢终点c：0.12％，p：0.008％，未下渣。
[0051]
步骤2：钢包脱氧、钢包合金化，出钢1/4时加入石灰、预脱氧剂及铁合金进行脱氧合金化，吹氩时间8min；铁合金加入目标量：锰硅13.5kg/t钢，硅铁3.0kg/t钢，铝铁0.18kg/t钢，炼钢增碳剂1.8kg/t钢，高碳铬铁4.2kg/t钢，钒氮合金0.23kg/t；辅料加入量：白灰
22kg/t钢，白云石15kg/t钢，回炉铁18kg/t钢。
[0052]
步骤3：氩站喂丝增氮、氩站吹氩精炼，静吹氩时间18min，处理前温度1660℃，处理后温度1640℃，静吹氩后喂复氮合金包芯线1.1kg/t钢，喂线速度2.8m/s。
[0053]
步骤4：方坯连铸，中包温度1570℃，平均过热度保持23℃，拉速1.8m/min；方坯连铸过程保护浇铸，结晶器保护渣使用中碳钢保护渣。
[0054]
步骤5：加热、轧制，加热段温控：平均1180℃，均热段温控：1190℃，开轧温度：987℃。轧制后进行微穿水冷却，回火温度控制在950
±
5℃。
[0055]
钢水静吹氩出站成分见下表5，力学性能见表6；
[0056]
表5化学成分
[0057][0058]
表6力学性能
[0059]
类别屈服强度rel/mpa抗拉强度rm/mpa最大力总伸长率agt/％强屈比r
°
m/roel屈标比r
°
m/rel16mm458618151.361.145
[0060]
实施例4
[0061]
一种抗震钢筋hrb400e-cr的生产方法，包括以下步骤：
[0062]
步骤1：转炉冶炼过程，废钢占10％，铁水占90％；冶炼周期30min，氧气顶底复吹，吹氧时间17min，吹氧量2264m3，出钢温度1683℃，出钢终点c：0.11％，p：0.009％，未下渣。
[0063]
步骤2：钢包脱氧、钢包合金化，出钢1/4时加入石灰、预脱氧剂及铁合金进行脱氧合金化，吹氩时间8min；铁合金加入目标量：锰硅13.4kg/t钢，硅铁3.1kg/t钢，铝铁0.19kg/t钢，炼钢增碳剂1.9kg/t钢，高碳铬铁4.1kg/t钢，钒氮合金0.23kg/t；辅料加入量：白灰20kg/t钢，白云石16kg/t钢，回炉铁19kg/t钢。
[0064]
步骤3：氩站喂丝增氮、氩站吹氩精炼，静吹氩时间17min，处理前温度1663℃，处理后温度1644℃，静吹氩后喂复氮合金包芯线1.2kg/t钢，喂线速度2.8m/s。
[0065]
步骤4：方坯连铸，中包温度1575℃，平均过热度保持24℃，拉速1.9m/min；方坯连铸过程保护浇铸，结晶器保护渣使用中碳钢保护渣。
[0066]
步骤5：加热、轧制，加热段温控：平均1182℃，均热段温控：1193℃，开轧温度：986℃。轧制后进行微穿水冷却，回火温度控制在950
±
5℃。
[0067]
钢水静吹氩出站成分见下表7，力学性能见表8；
[0068]
表7化学成分
[0069][0070]
表8力学性能
[0071]
类别屈服强度rel/mpa抗拉强度rm/mpa最大力总伸长率agt/％强屈比r
°
m/roel屈标比r
°
m/rel16mm455612161.351.138
[0072]
实施例5
[0073]
一种抗震钢筋hrb400e-cr的生产方法，包括以下步骤：
[0074]
步骤1：转炉冶炼过程，废钢占10％，铁水占90％；冶炼周期29min，氧气顶底复吹，吹氧时间16min，吹氧量2267m3，出钢温度1686℃，出钢终点c：0.13％，p：0.007％，未下渣。
[0075]
步骤2：钢包脱氧、钢包合金化，出钢1/4时加入石灰、预脱氧剂及铁合金进行脱氧合金化，吹氩时间8min；铁合金加入目标量：锰硅13.6kg/t钢，硅铁3.2kg/t钢，铝铁0.20kg/t钢，炼钢增碳剂1.8kg/t钢，高碳铬铁4.0kg/t钢，钒氮合金0.22kg/t；辅料加入量：白灰23kg/t钢，白云石17kg/t钢，回炉铁20kg/t钢。
[0076]
步骤3：氩站喂丝增氮、氩站吹氩精炼，静吹氩时间16min，处理前温度1666℃，处理后温度1648℃，静吹氩后喂复氮合金包芯线1.1kg/t钢，喂线速度2.8m/s。
[0077]
步骤4：方坯连铸，中包温度1578℃，平均过热度保持25℃，拉速2.0m/min；方坯连铸过程保护浇铸，结晶器保护渣使用中碳钢保护渣。
[0078]
步骤5：加热、轧制，加热段温控：平均1183℃，均热段温控：1195℃，开轧温度：988℃。轧制后进行微穿水冷却，回火温度控制在950
±
5℃。
[0079]
钢水静吹氩出站成分见下表9，力学性能见表10；
[0080]
表9化学成分
[0081][0082]
表10力学性能
[0083]
类别屈服强度rel/mpa抗拉强度rm/mpa最大力总伸长率agt/％强屈比r
°
m/roel屈标比r
°
m/rel14mm446606141.3551.115
。