[发明专利]一种Ti微合金化在400MPa级钢筋生产中的应用工艺

说明书

本发明属于冶金领域，尤其是一种Ti微合金化在400MPa级钢筋生产中的应用工艺。钢筋成分包含C、Si、Mn、P、S、Ti、铁及不可避免的杂质元素。主要工艺参数具体为：(1)钢水的出钢温度控制在1630℃以上；(2)钛线均是在出吹氩站前2～3分钟喂入，含量控制在0.020％～0.050％范围；(3)连铸过热度控制20‑35℃；(4)轧钢轧制时控制个阶段温度。本发明利用微合金细晶强化、再结晶轧制、未再结晶轧制、形变诱导铁素体机制，分配每个阶段的温度控制，通过连续不断的控温+变形轧制过程，实现了钢材微观组织的细化与均匀化。

技术领域

本发明属于冶金领域，尤其是一种Ti微合金化在400MPa级钢筋生产中的应用工艺。

背景技术

作为一种微合金元素的Ti，可以提高和改进微合金化钢筋性能，但Ti作为微合金化元素应用则比较少。将微量Ti加入到钢筋中，可以改善钢筋的冷成形成性能和焊接性能，并能提高钢筋的强度。Ti能提供可观的沉淀强化效果，同时还能细化晶粒。

TiN可起到晶粒细化的作用，形成的TiN细化初始奥氏体晶粒，在加热时阻止晶粒长大，可改善钢筋的焊接性和韧性。

TiC可起到沉淀强化的作用，它由Ti和碳结合生成。超出Ti/N理想化学配比的Ti固溶在钢中或以细小TiC质点形式析出，起到沉淀强化的作用。

传统流程生产中，由于Ti的化学活性很大，所以易和氧、硫、碳、氮等形成化合物，它们既不能起到沉淀强化的作用，也不能细化晶粒，因此钢中的氧、硫、氮元素含量的波动造成钢中化学成分的波动，最终导致产品性能的波动。

因此，开发Ti微合金化螺纹钢，以减少或取代Nb元素，降低螺纹钢生产成本，成为了本公司的重要研究课题。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明根据微合金元素的细晶强化、沉淀析出强化作用，在钢坯中添加Ti微合金元素，利用Ti化合物熔点高的特点使其在加热和轧制过程中集聚在晶界以阻止奥氏体晶粒长大，从而达到细晶强化的作用。利用Ti化合物在相变过程中沉淀析出后弥散分布在组织内部，在应变过程中起到位错塞积从而提高强度的作用，确定了Ti微合金化螺纹钢析出强化机理以及Ti微合金化螺纹钢冶炼工艺和轧制工艺。

一种Ti微合金化400MPa级钢筋，各成分的质量百分含量为：C：0.20-0.25％，Si：0.50-0.80％，Mn：1.30-1.60％，P≤0.045％，S≤0.045％，Ti 0.020-0.050％，其余为铁及不可避免的杂质元素。

本发明依据全流程连续控制温度轧制技术要求对生产设备进行改造，根据钢筋轧钢生产线粗、中、精轧机组实际生产设备参数，综合利用再结晶、未再结晶和形变诱导铁素体机制以及轧后控冷等工艺措施，达到控制晶粒长大和组织均匀化的目的。本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种Ti微合金化在400MPa级钢筋生产中的应用工艺，总工艺技术路线为转炉→LF精炼炉→连铸机→钢坯检验→加热炉加热→机架粗轧机组→曲臂剪切头、切尾、碎断→机架中轧机组→预水冷段实现低温精轧→回转剪切头、切尾、碎断→机架精轧机组→轧后水冷段控制冷却→倍尺剪分段剪切→冷床自然冷却→冷剪定尺剪切→短尺剔除→计数、精整→打捆、称重→吊运、入库；

其中，主要工艺参数具体为：

(1)钢水的出钢温度控制在1630℃以上；

(2)钛线均是在出吹氩站前2～3分钟喂入，质量百分含量控制在0.020％～0.050％范围；

(3)连铸过热度控制20-35℃；

(4)轧钢轧制温度参数：

加热炉控制温度：预热段680-980℃，加热一段900-1080℃，加热二段1060-1180℃，均热段1090-1180℃；