專利名稱：一種hrb400鋼筋的生產(chǎn)方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種HRB400鋼筋的生產(chǎn)方法，特別適用于Nb微合金化HRB400鋼筋的生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
伴隨建筑工業(yè)的迅速發(fā)展，城市市政工程和高層建筑等工程結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求越來越高，建筑結(jié)構(gòu)的安全性、抗震性問題引起了普遍關(guān)注，而提高建筑安全性、抗震性的關(guān)鍵是提高鋼筋的強度和綜合性能。HRB400鋼筋作為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)鋼筋，要求屈服強度≥400Mpa，抗拉強度≥570Mpa，鋼筋實測抗拉強度與實測屈服強度之比σb/σs不小于1.25，鋼筋實測屈服強度和HRB400鋼筋規(guī)定的最小屈服強度400MPa之比不大于1.30?，F(xiàn)有技術(shù)中常用加入微合金元素V-N生產(chǎn)HRB400抗震鋼筋，主要是利用V-N微合金的沉淀析出強化效果，并且采用V-N微合金化工藝生產(chǎn)HRB400鋼筋對加熱溫度、軋鋼過程要求不是太復(fù)雜。但V鐵合金的供應(yīng)量有限，其價格處于高價位水平，噸鋼成本高。采用以Nb代V-N生產(chǎn)HRB400抗震鋼筋，Nb合金長期以來價格穩(wěn)定、適中，但存在兩個問題第一是貝氏體問題。采用Nb微合金化生產(chǎn)的鋼筋存在大量貝氏體組織，表現(xiàn)在鋼筋的抗拉強度偏高，而延伸性能下降明顯，特別是鋼筋的屈服點不明顯，導(dǎo)致鋼筋的抗震性能降低；第二是規(guī)格效應(yīng)問題。隨著鋼筋規(guī)格的增大，鋼筋的強度降低，造成大規(guī)格鋼筋(≥φ25mm)強度富裕量偏低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種HRB400鋼筋的生產(chǎn)方法，包括轉(zhuǎn)爐冶煉→鋼包微合金化→吹氬精煉→澆注→鋼坯檢查→加熱爐加熱→軋制→控制冷卻→檢查→產(chǎn)品入庫。其特征在于采用常規(guī)溫度加熱→軋制→軋后分級控制Nb析出冷卻的工藝。
本發(fā)明一種HRB400鋼筋的生產(chǎn)方法，采用軋后分級控制Nb析出冷卻工藝，根據(jù)規(guī)格不同，軋件出一段冷卻器后溫度控制在850～950℃之間；出二段冷卻器后上冷床溫度控制在750～900℃之間，然后在冷床上空冷促進Nb(C，N)的彌散析出。
采用該工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品規(guī)格為φ8～φ40mm，突破了規(guī)格效應(yīng)的限制；解決了Nb微合金化鋼筋出現(xiàn)大量貝氏體的問題，提高了鋼筋的抗震性能；同時由于軋后分級冷卻工藝的合理運用，緩解了Nb微合金元素對加熱溫度的要求(1200℃左右)，從而降低了能耗，減輕了由于燃料消耗帶來的環(huán)境壓力；另外，采用Nb微合金化，降低了生產(chǎn)成本，為企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟效益。


圖1是本發(fā)明一種HRB400鋼筋的生產(chǎn)方法的工藝流程圖；圖2是本發(fā)明一種HRB400鋼筋的生產(chǎn)方法的軋后分級冷卻設(shè)備示意圖。
1軋后一段冷卻器；2軋后二段冷卻器；3冷床
具體實施例方式
如圖1所示，首鋼生產(chǎn)HRB400鋼筋的流程是轉(zhuǎn)爐冶煉→鋼包(Nb)微合金化→吹氬精煉→120mm、140mm方坯澆注→鋼坯檢查→加熱爐加熱→軋制→軋后分級控制Nb析出冷卻→檢查→產(chǎn)品入庫出鋼后1/3添加Nb微合金，Nb合金必須拆袋后順序加入，120mm和140mm添加量分別為80kg/爐和100kg/爐。出鋼后軟吹氬10-15分鐘。為了充分發(fā)揮Nb微合金元素的強化效果，軋制前必須盡可能保證Nb微合金元素的充分溶解，在隨后的軋制過程中和軋制后析出產(chǎn)生細晶強化和沉淀強化效果。成分控制在20MnSi成份的基礎(chǔ)上添加Nb微合金，120mm和140mmNb含量控制在0.025％和0.030％；加熱爐加熱溫度控制在1000～1100℃。通過軋后冷卻提高強度，彌補了由于加熱溫度低、加熱溫度不穩(wěn)定造成的強度波動。
目前首鋼鋼筋棒材生產(chǎn)線不能實行控制軋制，終軋溫度取決于開軋溫度，被加熱的小方坯經(jīng)過多道次熱變形軋制成不同規(guī)格鋼筋。另外，在軋制過程中由于組織發(fā)生再結(jié)晶現(xiàn)象，軋前粗大的奧氏體晶粒將逐漸被細化。但是如果終軋后溫度比較高，被細化的奧氏體晶粒將快速長大，所以采用軋后冷卻可以保留變形后細小奧氏體，從而改變相變開始溫度和細化相變后的鐵素體晶粒尺寸。
如圖2所示，為了保證鋼筋的力學(xué)性能，必須將鋼筋控制冷卻到一定的溫度后上冷床進行自然空冷。一般鋼筋終軋出口溫度在1050～1150℃之間，軋后進行控制冷卻，根據(jù)規(guī)格大小出軋機后，經(jīng)一段冷卻器1后溫度為850～950℃之間，出二段冷卻器2后上冷床3溫度為750～900℃。如果只采用軋后一段冷卻器1，為了保證上冷床3溫度，從1050～1150℃直接冷卻到750～900℃，由于鋼筋內(nèi)外熱傳導(dǎo)，鋼筋內(nèi)外存在巨大溫差，邊部可能出現(xiàn)過冷組織。而采用分級控制冷卻工藝，整個溫降過程分擔在兩段冷卻器上，中間存在一段回火時間，即鋼筋內(nèi)外溫差將顯著減小。采用分級冷卻工藝既保證了冷卻目標溫度，提高鋼筋的強度性能；又避免了鋼筋內(nèi)外溫差，保證了鋼筋內(nèi)外組織均勻性。
鋼筋上冷床3后進行自然空冷，有利于Nb(C，N)化物的沉淀析出，提高了強度。
采用分級冷卻工藝產(chǎn)生技術(shù)效果1)消除了Nb微合金化HRB400鋼筋貝氏體現(xiàn)象，保證了鋼筋的抗震性能；2)消除了規(guī)格效應(yīng)，目前首鋼Nb微合金化HRB400鋼筋生產(chǎn)規(guī)格為φ8～φ40mm，突破了規(guī)格效應(yīng)制約因素，減少了坯型，簡化了生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)管理效率。
與V-N微合金化生產(chǎn)工藝相比，采用Nb微合金化+分級冷卻工藝創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益，具體如表1所示。
表1.Nb微合金化HRB400鋼筋降成本總額計算結(jié)果，萬元

由于采用新生產(chǎn)工藝，對Nb微合金元素要求的高加熱溫度和延長保溫時間沒有做特別要求，降低了燃耗，從而沒有增加環(huán)境的壓力，改善了環(huán)境。
權(quán)利要求
1.一種HRB400鋼筋的生產(chǎn)方法，包括轉(zhuǎn)爐冶煉→鋼包微合金化→吹氬精煉→澆注→鋼坯檢查→加熱爐加熱→軋制→控制冷卻→檢查→產(chǎn)品入庫，其特征在于采用常規(guī)溫度加熱→軋制→軋后分級控制Nb析出冷卻的工藝。
2.如權(quán)利要求1所述的一種HRB400鋼筋的生產(chǎn)方法，其特征在于采用軋后分級、控制Nb析出強化冷卻工藝，根據(jù)規(guī)格不同，軋件出一段冷卻器(1)后溫度控制在850～950℃之間；出二段冷卻器(2)后上冷床(3)溫度控制在750～900℃之間，然后在冷床(3)上空冷促進Nb的彌散析出強化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種HRB400鋼筋的生產(chǎn)方法，工藝路線為轉(zhuǎn)爐冶煉→鋼包采用Nb微合金化→吹氬精煉→澆注→鋼坯檢查→加熱爐加熱→軋制→分級控制冷卻→檢查→產(chǎn)品入庫。采用該工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品規(guī)格為φ8～φ40mm，突破了規(guī)格效應(yīng)的限制；解決了Nb微合金化鋼筋出現(xiàn)大量貝氏體的問題，提高了鋼筋的抗震性能；同時由于軋后分級冷卻工藝的合理運用，緩解了Nb微合金元素對加熱溫度的要求(1200℃左右)，從而降低了能耗，減輕了由于燃料消耗帶來的環(huán)境壓力；另外，采用Nb微合金化，降低了生產(chǎn)成本，為企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟效益。
文檔編號C21D8/06GK101077562SQ20061008149
公開日2007年11月28日 申請日期2006年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月24日
發(fā)明者王全禮, 楊雄, 張永青, 魯麗燕, 劉建明, 胡曉宏, 李睿英 申請人:首鋼總公司