一种建筑网格用钢盘条及其制备方法
一种建筑网格用钢盘条及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于钢铁材料制作领域，具体来说涉及一种建筑网格用钢盘条及其生产方 法。
【背景技术】
[0002] 建筑网格用钢广泛用于建筑、桥梁等行业领域，要求具有较高的强度、良好的焊接 性、良好的延伸率、良好的耐冷弯性等特点。
[0003] 建筑用钢在全球钢铁消费市场占有举足轻重的地位，而网格用钢是建筑行业常见 的、使用量较大的钢铁材料之一。目前，国外市场上主要用含硼含钒热轧盘条经加工后用 作建筑网格用钢的生产，但由于钒铁价格长期居高不下，且含硼热轧盘条易引起表面裂纹， 生产的网格用钢不仅会增加生产成本，同时还会影响母材的质量。在我国大力倡导节能减 排的背景下，作为资源消耗大户的钢铁业，企业应在保质量的前提下适当控制生产成本。因 此，为了拓展国际业务，提高产品市场竞争力，急需开发含铬盘条代替含硼含钒盘条用作建 筑网格用钢的生产，由于盘条成份中含有0. 30%~0.40%的铬，铬可以细化晶粒，从而进 一步提高性能，但若生产过程中采用工艺不当，会对伸长率等其他力学性能指标造成不利 影响，同时会加大冷弯性能和焊接性能合格的难度。由于用户经加工后，要求获得良好的力 学性能、良好的表面质量、冷弯性和焊接性的最终产品，因而盘条应具有稳定的化学成分、 较小的尺寸偏差、洁净的母材、良好的力学性能以及理想的组织。
[0004] 含铬建筑网格用钢盘条的开发一方面可以减少钒铁和锰铁的加入量，另一方面可 以加大炼铁原料矿石的选择范围，具有节能减排、提质降本的现实意义。其关键技术在于确 保化学成分和力学性能合格的同时，如何有效避免盘条在用户加工过程中因母材原因引起 的断裂，也是目前含铬建筑网格用钢的相关生产厂家所遇到的共同难题。
[0005] 目前，国内中国专利数据库中涉及热轧钢筋的技术方案较多，但尚无涉及含铬热 轧建筑网格用钢盘条的内容。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于针对以上技术难题，通过合理的化学成分、工艺设计和参数选 择，提供了一种含铬建筑网格用钢盘条及其生产方法，能确保该钢屈服强度Rel彡360MPa、 抗拉强度Rm彡520MPa、伸长率A彡25%，且盘条通条性、焊接性能和冷弯性能良好，最终达 到盘条在满足力学性能的同时，避免盘条在加工过程中因母材原因引起断裂的目的。
[0007] 为了实现上述目的，本发明所涉及的一种建筑网格用钢盘条，其化学成份按重 量百分数计为：[C] :0· 15 ~0· 20 %、[Si] :0· 15 ~0· 35 %、[Μη] :0· 60 ~0· 90 %、[Cr]: 0. 30~0. 40 %、[P]彡0. 040 %、[S]彡0. 050 %，其余为Fe和不可避免的杂质，
[0008] 优选地，其化学成份按重量百分数计为：[C] :0. 16~0.20%、[Si] :0.20~ 0· 30%、[Mn] :0.70 ~0.80%、[Cr] :0.32 ~0.37%、[P]彡 0.030%、[S]彡 0.030%，其余 为Fe和不可避免的杂质，
[0009] 本发明成分设计理由：
[0010] C是钢中重要、廉价的强化元素，通过在钢中形成固溶体组织来提高钢的强度，但 含量过高会使钢的焊接性能降低。本发明中优选为0. 16~0. 20% ;
[0011] Si可以提高钢的强度，但含量过高会使钢的塑性和韧性降低。本发明中一般选择 为 0· 15 ~0· 35%，优选为 0· 20 ~0· 30% ;
[0012] Mn可以起到固溶强化的作用，但锰含量过高易诱发偏析，且增加生产成本。为确保 强度和控制生产成本，本发明中优选为〇. 70~0. 80% ;
[0013] Cr可以提高钢的强度，且当Cr含量超过0.30%时具有耐腐蚀的作用，但同时会影 响钢的焊接性和组织。本发明中优选为〇. 32~0. 37% ;
[0014] P、S为钢中的有害元素，本发明中优选为P彡0.030%、S彡0.030%。
[0015] 本发明提供了一种上述建筑网格用钢盘条的生产方法，包括转炉冶炼工序、LF炉 精炼工序、连铸工序和轧制工序步骤，具体操作如下：
[0016] (1)转炉冶炼过程采用低拉碳操作，转炉出钢[C] :0. 08~0. 15 %，出钢 [P]彡0. 020%，出钢1/4时随钢流依次顺序加入电石、铝饼、合金、石灰和萤石，出钢过程采 用挡渣操作，出钢时间为3~5min，
[0017] 作为优选，步骤⑴所述的炼钢原料为生铁和铁水，铁水要求[Si] :0. 20 %~ 0.80%、[卩]彡0.14%、[5]彡0.030%，温度1'彡1280°〇，生铁占原料总重的10%~15%， 总装入量135~138t/炉，转炉冶炼15~18min，出钢温度为1620~1660°C，出钢采用挡 澄操作，下澄量不超过50mm，
[0018] 作为优选，步骤（1)中所述的合金为娃猛、娃铁和高碳络铁，其中加入量电石为 0· 8 ~I. 2kg/t、错饼 0· 8 ~1.0 kg/t、娃猛 8. 7 ~9. 5kg/t、娃铁 I. 0 ~I. 5kg/t、高碳络铁 5. 6~6. lkg/t和石灰700~800kg/炉，萤石100~150kg/炉，尽可能在转炉炉后加足合 金量；
[0019] (2)精炼过程视炉渣情况，加入适量电石进行钢渣界面脱氧，全程底吹氩搅拌，出 站前喂入硅钙线，出站后进行钢包底软吹氩操作，确保渣面蠕动，钢液不裸露，
[0020] 进一步地，步骤（2)中所述电石加入量为0. 8~1.0 kg/t，所述全程底吹氩搅拌压 力0· 8~1.0 MPa，流量200~300NL/min，精炼时间彡25min，出站前喂入硅钙线80~200m/ 炉，出站后进行钢包底软吹氩操作，底吹氩气流量50~80NL/min，确保渣面蠕动，钢液不裸 露，软吹氩时间多8分钟；严格的底吹氩、喂丝工艺，以实现快速脱氧、脱硫，均匀钢水成分， 有效去除钢中夹杂物含量，精炼炉加盖，确保炉内还原性气氛；
[0021] (3)连铸全程保护浇注，采用锥度为1. 8的结晶器铜管，结晶器采用非正弦振动， 并使用结晶器保护渣，
[0022] 作为优选：步骤（3)中，所述连铸全程保护浇铸，其中大包长水口氩封保护，中 包上水口内装，中包使用碱性覆盖剂和碳化稻壳双层覆盖，所述结晶器保护渣使用西保专 用低碳钢保护渣（河南省西保冶材集团有限公司；牌号为：低碳钢保护渣）碱度为R = 0· 85~L 00,熔点1070~1170°C，粘度为0· 4~0· 6Pa. S/1300°C;每隔3小时测量一次液 渣层厚度，确保液渣层深度为7~10mm，
[0023] 进一步地，步骤（3)中，所述的非正弦振动频率为120±40Hz，偏斜率15%，振幅 ± 3mm，一冷水流量为1850 ± 100L/min，确保一冷水温差6. 5~8. 5°C;中包水口采用AlC质 水口，水口直径彡Φ30πιπι，水口插入深度为90~120mm，水口使用时间6~6.5h进行更换；
[0024] (4)软吹后吊包温度（参考）：开浇炉次1600~1615°C、连浇炉次1580~1600°C; 连浇炉次实行低过热度浇铸，过热度20~30 °C，拉速1. 85 ±0. 05m/min，连铸过程基本实现 "恒拉速"浇注，可有效防止因钢水大翻引起的结晶器卷渣，结晶器采用电磁搅拌连续搅拌 模式，搅拌电流210 ± 10A，频率5 ± 0. 5Hz，二冷采用中强冷配水模式，
[0025] 步骤（4)中，所述的二冷采用中强冷模式，比水量0. 8L/kg，二冷为气雾冷却，足辊 段为全水冷却，且确保矫直段温度大于960°C ;
[0026] (5)轧钢采用低吐丝温度、风冷工艺进行轧制，除磷水压不小于14MPa，均热段炉 温1040~1120°C，开轧温度960±20°C，吐丝温度850±10°C，入口段辊道速度33~38m/ min，风机开启4台，风量为风机最大风量的60% -70%，保温罩打开，
[0027] 采用的风机型号为：GXKL-D3300,每台风机最大风量为200000m3/h。
[0028] 本发明的有益效果在于：通过合理设计化学成分、严格执行标准化操作和生产方 法中各工艺参数，本发明生产含铬建筑网格用钢盘条，通过一系列协同措施，解决了钢盘条 在强度与晶相组织上的矛盾，确保该钢屈服强度Rel彡360MPa、抗拉强度Rm彡520MPa、伸 长率A多25%，焊接性能、冷弯性能良好，且从金相组织和力学性能的检验可以看出盘条的 通条性能良好，能够保证盘条在满足化学成分和力学性能的同时，避免盘条在加工过程中 因母材原因引起的断裂目的，完全符合国外建筑网格用钢客户的需求。同时，本发明可以节 约钒铁、锰合金资源，降低了生产成本，且易于生产操作，生产效率高，具有显著的经济效益 和社会效益。
【具体实施方式】
[0029] 生产工艺简述如下：
[0030] 120t转炉冶炼一LF钢包精炼一小方坯连铸（160*160mm2)-摩根轧机轧制。
[0031] 实施例 1 (炉号 715010033)
[0032] (1)转炉加入生铁和铁水原料，其中，入炉铁水：Si :0· 51 %、P :0· 104%、S : 0. 022%，温度T = 1305°C，生铁占原料总量的13% ;总装入量137t/炉；
[0033] (2)转炉冶炼过程中实行低枪位吹炼操作，转炉冶炼16min ;出钢终点[C]= 0. 12%，终点[P] = 0.015%，出钢温度1630 °C，出钢1/4时随钢流依次顺序加入电石 120kg/炉、错饼IOOkg/炉、娃铁I. 3kg/t、娃猛合金9. Okg/t、高碳络铁5. 8kg/t、石灰 750kg/炉和萤石IlOkg/炉，出钢时间为4. 2分钟，出钢过程中采用挡渣操作，下渣量小于 50mm ；
[0034] (3)精炼过程采用电石进行钢渣界面脱氧，加入105kg/炉。精炼时间32分钟，精 炼全程底吹氩搅拌，压力0. 9MPa，流量260NL/min，出精炼位前喂纯钙线IOOm/炉，精炼出站 后，进行钢包底软吹氩操作，软吹时间15分钟，流量60NL/min，澄面懦动，无钢水裸露现象；
[0035] (4)连铸全程保护浇注，大包长水口氩封保护，中包上水口内装，使用碱性覆盖剂 和碳化稻壳双层覆盖，结晶器使用西保专用的低碳钢保护渣，（碱度R = 〇. 91，熔点1120°C， 粘度0. 5 (Pa. s/1300°C )，浸入式水口插入深度98mm，水口使用时间6小时更换，选用锥度为 1. 8的结晶器铜管，结晶器米用非正弦振动，频率120Hz，偏斜率15%，振幅± 3mm，每隔3小 时测量一次液渣层厚度，液渣层深度为8mm ;
[0036] (5)软吹后吊包温度 1585°C，过热度为24°C，拉速I. 86m/min，二冷采用中强冷配 水模式，比水量0. 8L/kg，二冷为气雾冷却，足辊段为全水冷却；结晶器采用电磁搅拌，搅拌 参数210A/5HZ，连续搅拌模式，连铸坯矫直段温度大于960°C。
[0037] (6)轧制时除磷水压16MPa，均热段炉温1080°C，开轧温度961°C，吐丝温度849°C， 入口段辊道速度35m/min，风机开启4台，风量为风机最大风量的65%，保温罩打开，
[0038] 采用的风机型号为：GXKL-D3300,每台风机最大风量为200000m3/h。
[0039] 实施例 2 (炉号 715010034)
[0040] 转炉总装入量136t/炉，出钢终点[C] = 0. 14%，其余操作与实施例1相同。
[0041] 实施例 3 (炉号 715010035)
[0042] 过热度为25°C，拉速I. 85m/min，其余操作与实施例1相同。
[0043] 实施例 4 (炉号 715〇10〇36)
[0044] 入炉铁水：5丨：0.47%、？：0.112%、5:0.019%，温度1 = 1313°〇，其余操作与实施 例1相同。
[0045] 实施例 5 (炉号 715010037)
[0046] 钢包软吹时间12分钟，乳制均热段炉温：1079°C，开轧温度：960°C，吐丝温度 850°C，其余操作与实施例1相同。
[0047] 对比例1
[0048] 将实施例1步骤（2)中随钢流依次顺序加入的电石、铝饼、硅铁、硅锰合金、低碳铬 铁、石灰和萤石的添加顺序修改为依次顺序加入铝饼、电石、硅铁、硅锰合金、低碳铬铁、石 灰和萤石，其他条件同实施例1。
[0049] 对最终制得的钢材进行夹杂物的检测，经检测B细类夹杂物存在3. 0级情况，远超 过本发明实施例中制备的钢材的夹杂物级别，用户在加工过程中会出现断裂现象。
[0050] 脱氧材料中若先加铝饼，再加入电石，铝饼优先与钢液中的氧反应生成氧化铝，在 后续的过程中，可能是钢水中未能上浮的氧化铝或钙铝复合产物残留在钢液中，造成盘条 的夹杂物超标；而先加电石脱氧后的产物为CO,离开钢液体系，对钢液没有污染，后续加入 铝饼是为了实现深度脱氧。
[0051] 对比例2
[0052] 将实例1步骤（6)中风机开启4台，风量为风机最大风量的65%，保温罩打开修改 为"风机开启4台，风量为风机最大风量的55%"，其他条件同实施实例1。对最终制得的钢 材进行力学性能检测，经检测屈服强度Rel :275~315MPa ;抗拉强度Rm :460~480MPa，远 低于本发明实施例中制备的钢材的力学性能。
[0053] 对比例3
[0054] 将实例1步骤（6)中风机开启4台，风量为风机最大风量的65%修改为"风机开 启4台，风量为风机最大风量的75%"，其他条件同实施实例1。对最终制得的钢材进行金 相组织检测，经检测金相组织中均存在马氏体组织，用户加工过程中出现断裂现象。
[0055] 对比例4
[0056] 将实例1步骤⑷中结晶器使用西保专用的低碳钢保护渣，（碱度R = 0. 91，熔点 1120°C，粘度0· 5(Pa. s/1300°C )修改为西峡冶材专用的低碳钢保护渣，（碱度R = L 05， 熔点1153°C，粘度0. 875(Pa. s/1300°C )，其他条件同实施实例1。对最终制得的连铸坯进 行检查，连铸坯质量不理想，表面存在渣沟、细小裂纹等缺陷，对最终制得的钢材进行表面 质量检验，盘条表面存在多处小裂纹，用户加工过程中出现断裂现象。
[0057] 对比例5
[0058] 将实例1步骤⑷和步骤（5)中"结晶器采用非正弦振动，结晶器采用电磁搅 拌，搅拌参数210A/5HZ"修改为"结晶器采用正弦振动，结晶器采用电磁搅拌，搅拌参数 180A/7HZ"，其他条件同实施实例1。
[0059] 对最终制得的钢材进行金相组织检测，经检测金相组织中均存在马氏体组织，用 户加工过程中出现断裂现象。
[0060] 实施例1-5所制得的SAE1018Cr的成品化学成分、铸坯低倍质量、非金属夹杂物、 气体含量、性能和金相组织分别见表1、表2、表3、表4和表5所不（其中表1~5中各项 测试的测试标准如下：成品化学成分：GB/T4336-2002碳素钢和中低合金钢火花源原子发 射光谱分析方法（常规法）；铸坯低倍质量：YB/T 153优质碳素结构钢和合金结构钢连铸 方坯低倍组织缺陷评级图；非金属夹杂物：GB/T10561-2005钢中非金属夹杂物含量的测定 标准评级图显微检验法；气体含量：GB/T 11261-2006钢铁氧含量的测定脉冲加热多气熔 融红外吸收法、GB/T 20124-2006钢铁氮含量的测定惰性气体熔融热导法；力学性能：GB/ T228. 1-2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法；冷弯性能：GB/T232金属材料弯 曲试验方法；金相组织：GB/T13298-1991金属显微组织检验方法。）：
[0061] 表1实例1-5所制备的钢的成品化学成分（wt/% )
[0062]
[0063] 表2 SAE1018Cr铸坯低倍质量
[0064]
[0065] 表3 SAE1018Cr非金属夹杂物级别（针对实例1-5所制备的钢所进行的测试。）
[0066]
[0067] 表4 SAE1018Cr成品气体含量（针对实例1-5制备得到钢进行的测试。）
[0068]
[0069] 表5 SAE1018Cr性能和金相组织（针对实例1-5制备得到钢进行的测试。）
[0070]
【主权项】
1. 一种建筑网格用钢盘条，其特征在于：所述的建筑网格用钢盘条的化学成份按重量 百分数计为，[C] 0? 15 ~0? 20 %、[Si] 0? 15 ~0? 35 %、[Mn] 0? 60 ~0? 90 %、[Cr] 0? 30 ~ 0. 40 %、[P]彡0. 040 %、[S]彡0. 050 %，其余为Fe和不可避免的杂质。2. 如权利要求1所述的建筑网格用钢盘条，其特征在于：所述的建筑网格用钢盘条的 化学成份按重量百分数计为，[C]0. 16~0? 20%、[Si]0. 20~0? 30%、[Mn]0. 70~0.80%、 [Cr] 0. 32~0. 37 %、[P]彡0. 030 %、[S]彡0. 030 %，其余为Fe和不可避免的杂质。3. 如权利要求1所述的建筑网格用钢盘条的制备方法，其特征在于：所述的制备方法 包括转炉冶炼工序、LF炉精炼工序、连铸工序和轧制工序，具体操作为， ⑴转炉冶炼工序采用低拉碳操作，转炉出钢[C]0. 08~0. 15%，出钢[P]彡0.020%， 出钢1/4时随钢流依次顺序加入电石、铝饼、合金、石灰和萤石，出钢过程采用挡渣操作，出 钢时间为3~5min; (2) LF炉精炼工序，全程采用底吹氩搅拌，出站前喂入硅钙线，出站后进行钢包底软吹 氩操作，确保渣面蠕动，钢液不裸露； (3) 连铸工序全程保护浇注，开浇炉次1600~1615°C、连浇炉次1580~1600°C，连浇 炉次实行低过热度浇铸，过热度20~30°C，拉速I. 85±0. 05m/min， 采用锥度为1. 8的结晶器铜管，结晶器采用非正弦振动，并使用结晶器保护渣，二冷采 用中强冷配水模式； (4) 轧制工序采用低吐丝温度、风冷工艺进行轧制，除磷水压不小于14MPa，均热段炉 温1040~1120°C，开轧温度960±20°C，吐丝温度850±10°C，入口段辊道速度33~38m/ min，风机开启4台，风量为风机最大风量的60% -70%，保温罩打开。4. 如权利要求3所述的建筑网格用钢盘条的制备方法，其特征在于：步骤（1)中采用 的炼钢原料为生铁和铁水，铁水要求[Si] 0. 20%~0. 80%、[P] < 0. 14%、[S] < 0. 030%， 温度T多1280 °C，生铁占所述炼钢原料总重的10 %~15%，所述炼钢原料的总装入量 135~138t/炉，转炉冶炼15~18min，出钢温度为1620~1660°C。5. 如权利要求3所述的建筑网格用钢盘条的制备方法，其特征在于：步骤（1)中所 述的合金为硅锰、硅铁和高碳铬铁，其中，相对于所述炼钢原料的加入量，电石为0.8~ 1. 2kg/t、错饼 0? 8 ~I.Okg/t、娃猛 8. 7 ~9. 5kg/t、娃铁I. 0 ~I. 5kg/t、高碳络铁 5. 6 ~ 6.lkg/t、石灰700~800kg/炉，萤石100~150kg/炉，在转炉炉后加足合金量。6. 如权利要求3所述的建筑网格用钢盘条的制备方法，其特征在于：步骤（2)中，全程 底吹氩搅拌压力〇? 8~I.OMPa，流量200~300NL/min，精炼时间彡25min，出站前喂入80~ 200m/炉的娃1?线，出站后进行钢包底软吹氩操作，所述软吹氩流量50~80NL/min，所述软 吹氩时间多8分钟。7. 如权利要求3所述的建筑网格用钢盘条的制备方法，其特征在于：步骤（3)中，连铸 全程保护浇铸过程中，大包长水口氩封保护，中包上水口内装，中包使用碱性覆盖剂和碳化 稻壳双层覆盖，所述结晶器保护渣使用西保专用低碳钢保护渣，碱度为R= 〇. 85~1. 00,熔 点1070~1170°C，粘度为0. 4~0. 6Pa.S/1300°C;每隔3小时测量一次液渣层厚度，确保 液渣层深度为7~10mm。8. 如权利要求3所述的建筑网格用钢盘条的制备方法，其特征在于：步骤（3)中所述 的非正弦振动频率为120 ±40Hz，偏斜率15 %，振幅± 3mm。
【专利摘要】本发明属于钢铁材料制作领域，具体来说涉及一种建筑网格用钢盘条及其生产方法。化学成份按重量百分数计为[C]：0.15～0.20％、[Si]：0.15～0.35％、[Mn]：0.60～0.90％、[Cr]：0.30～0.40％、[P]≤0.040％、[S]≤0.050％，其余为Fe和不可避免的杂质。生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、小方坯连铸和轧机轧制。本发明生产的建筑网格用钢盘条，成本低廉，化学成分合格，屈服强度Rel≥360MPa、抗拉强度Rm≥520MPa、伸长率A≥25％，盘条通条性、焊接性能和冷弯性能良好，能避免加工过程中因母材原因引起的断裂，完全满足国外建筑网格用钢客户的需求。
【IPC分类】C22C33/04, C22C38/60, C21D8/06, C22C38/18
【公开号】CN104894476
【申请号】CN201510324815
【发明人】豆乃远, 万文华
【申请人】常州东大中天钢铁研究院有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月12日
【技术领域】
[0001] 本发明属于钢铁材料制作领域，具体来说涉及一种建筑网格用钢盘条及其生产方 法。
【背景技术】
[0002] 建筑网格用钢广泛用于建筑、桥梁等行业领域，要求具有较高的强度、良好的焊接 性、良好的延伸率、良好的耐冷弯性等特点。
[0003] 建筑用钢在全球钢铁消费市场占有举足轻重的地位，而网格用钢是建筑行业常见 的、使用量较大的钢铁材料之一。目前，国外市场上主要用含硼含钒热轧盘条经加工后用 作建筑网格用钢的生产，但由于钒铁价格长期居高不下，且含硼热轧盘条易引起表面裂纹， 生产的网格用钢不仅会增加生产成本，同时还会影响母材的质量。在我国大力倡导节能减 排的背景下，作为资源消耗大户的钢铁业，企业应在保质量的前提下适当控制生产成本。因 此，为了拓展国际业务，提高产品市场竞争力，急需开发含铬盘条代替含硼含钒盘条用作建 筑网格用钢的生产，由于盘条成份中含有0. 30%~0.40%的铬，铬可以细化晶粒，从而进 一步提高性能，但若生产过程中采用工艺不当，会对伸长率等其他力学性能指标造成不利 影响，同时会加大冷弯性能和焊接性能合格的难度。由于用户经加工后，要求获得良好的力 学性能、良好的表面质量、冷弯性和焊接性的最终产品，因而盘条应具有稳定的化学成分、 较小的尺寸偏差、洁净的母材、良好的力学性能以及理想的组织。
[0004] 含铬建筑网格用钢盘条的开发一方面可以减少钒铁和锰铁的加入量，另一方面可 以加大炼铁原料矿石的选择范围，具有节能减排、提质降本的现实意义。其关键技术在于确 保化学成分和力学性能合格的同时，如何有效避免盘条在用户加工过程中因母材原因引起 的断裂，也是目前含铬建筑网格用钢的相关生产厂家所遇到的共同难题。
[0005] 目前，国内中国专利数据库中涉及热轧钢筋的技术方案较多，但尚无涉及含铬热 轧建筑网格用钢盘条的内容。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于针对以上技术难题，通过合理的化学成分、工艺设计和参数选 择，提供了一种含铬建筑网格用钢盘条及其生产方法，能确保该钢屈服强度Rel彡360MPa、 抗拉强度Rm彡520MPa、伸长率A彡25%，且盘条通条性、焊接性能和冷弯性能良好，最终达 到盘条在满足力学性能的同时，避免盘条在加工过程中因母材原因引起断裂的目的。
[0007] 为了实现上述目的，本发明所涉及的一种建筑网格用钢盘条，其化学成份按重 量百分数计为：[C] :0· 15 ~0· 20 %、[Si] :0· 15 ~0· 35 %、[Μη] :0· 60 ~0· 90 %、[Cr]: 0. 30~0. 40 %、[P]彡0. 040 %、[S]彡0. 050 %，其余为Fe和不可避免的杂质，
[0008] 优选地，其化学成份按重量百分数计为：[C] :0. 16~0.20%、[Si] :0.20~ 0· 30%、[Mn] :0.70 ~0.80%、[Cr] :0.32 ~0.37%、[P]彡 0.030%、[S]彡 0.030%，其余 为Fe和不可避免的杂质，
[0009] 本发明成分设计理由：
[0010] C是钢中重要、廉价的强化元素，通过在钢中形成固溶体组织来提高钢的强度，但 含量过高会使钢的焊接性能降低。本发明中优选为0. 16~0. 20% ;
[0011] Si可以提高钢的强度，但含量过高会使钢的塑性和韧性降低。本发明中一般选择 为 0· 15 ~0· 35%，优选为 0· 20 ~0· 30% ;
[0012] Mn可以起到固溶强化的作用，但锰含量过高易诱发偏析，且增加生产成本。为确保 强度和控制生产成本，本发明中优选为〇. 70~0. 80% ;
[0013] Cr可以提高钢的强度，且当Cr含量超过0.30%时具有耐腐蚀的作用，但同时会影 响钢的焊接性和组织。本发明中优选为〇. 32~0. 37% ;
[0014] P、S为钢中的有害元素，本发明中优选为P彡0.030%、S彡0.030%。
[0015] 本发明提供了一种上述建筑网格用钢盘条的生产方法，包括转炉冶炼工序、LF炉 精炼工序、连铸工序和轧制工序步骤，具体操作如下：
[0016] (1)转炉冶炼过程采用低拉碳操作，转炉出钢[C] :0. 08~0. 15 %，出钢 [P]彡0. 020%，出钢1/4时随钢流依次顺序加入电石、铝饼、合金、石灰和萤石，出钢过程采 用挡渣操作，出钢时间为3~5min，
[0017] 作为优选，步骤⑴所述的炼钢原料为生铁和铁水，铁水要求[Si] :0. 20 %~ 0.80%、[卩]彡0.14%、[5]彡0.030%，温度1'彡1280°〇，生铁占原料总重的10%~15%， 总装入量135~138t/炉，转炉冶炼15~18min，出钢温度为1620~1660°C，出钢采用挡 澄操作，下澄量不超过50mm，
[0018] 作为优选，步骤（1)中所述的合金为娃猛、娃铁和高碳络铁，其中加入量电石为 0· 8 ~I. 2kg/t、错饼 0· 8 ~1.0 kg/t、娃猛 8. 7 ~9. 5kg/t、娃铁 I. 0 ~I. 5kg/t、高碳络铁 5. 6~6. lkg/t和石灰700~800kg/炉，萤石100~150kg/炉，尽可能在转炉炉后加足合 金量；
[0019] (2)精炼过程视炉渣情况，加入适量电石进行钢渣界面脱氧，全程底吹氩搅拌，出 站前喂入硅钙线，出站后进行钢包底软吹氩操作，确保渣面蠕动，钢液不裸露，
[0020] 进一步地，步骤（2)中所述电石加入量为0. 8~1.0 kg/t，所述全程底吹氩搅拌压 力0· 8~1.0 MPa，流量200~300NL/min，精炼时间彡25min，出站前喂入硅钙线80~200m/ 炉，出站后进行钢包底软吹氩操作，底吹氩气流量50~80NL/min，确保渣面蠕动，钢液不裸 露，软吹氩时间多8分钟；严格的底吹氩、喂丝工艺，以实现快速脱氧、脱硫，均匀钢水成分， 有效去除钢中夹杂物含量，精炼炉加盖，确保炉内还原性气氛；
[0021] (3)连铸全程保护浇注，采用锥度为1. 8的结晶器铜管，结晶器采用非正弦振动， 并使用结晶器保护渣，
[0022] 作为优选：步骤（3)中，所述连铸全程保护浇铸，其中大包长水口氩封保护，中 包上水口内装，中包使用碱性覆盖剂和碳化稻壳双层覆盖，所述结晶器保护渣使用西保专 用低碳钢保护渣（河南省西保冶材集团有限公司；牌号为：低碳钢保护渣）碱度为R = 0· 85~L 00,熔点1070~1170°C，粘度为0· 4~0· 6Pa. S/1300°C;每隔3小时测量一次液 渣层厚度，确保液渣层深度为7~10mm，
[0023] 进一步地，步骤（3)中，所述的非正弦振动频率为120±40Hz，偏斜率15%，振幅 ± 3mm，一冷水流量为1850 ± 100L/min，确保一冷水温差6. 5~8. 5°C;中包水口采用AlC质 水口，水口直径彡Φ30πιπι，水口插入深度为90~120mm，水口使用时间6~6.5h进行更换；
[0024] (4)软吹后吊包温度（参考）：开浇炉次1600~1615°C、连浇炉次1580~1600°C; 连浇炉次实行低过热度浇铸，过热度20~30 °C，拉速1. 85 ±0. 05m/min，连铸过程基本实现 "恒拉速"浇注，可有效防止因钢水大翻引起的结晶器卷渣，结晶器采用电磁搅拌连续搅拌 模式，搅拌电流210 ± 10A，频率5 ± 0. 5Hz，二冷采用中强冷配水模式，
[0025] 步骤（4)中，所述的二冷采用中强冷模式，比水量0. 8L/kg，二冷为气雾冷却，足辊 段为全水冷却，且确保矫直段温度大于960°C ;
[0026] (5)轧钢采用低吐丝温度、风冷工艺进行轧制，除磷水压不小于14MPa，均热段炉 温1040~1120°C，开轧温度960±20°C，吐丝温度850±10°C，入口段辊道速度33~38m/ min，风机开启4台，风量为风机最大风量的60% -70%，保温罩打开，
[0027] 采用的风机型号为：GXKL-D3300,每台风机最大风量为200000m3/h。
[0028] 本发明的有益效果在于：通过合理设计化学成分、严格执行标准化操作和生产方 法中各工艺参数，本发明生产含铬建筑网格用钢盘条，通过一系列协同措施，解决了钢盘条 在强度与晶相组织上的矛盾，确保该钢屈服强度Rel彡360MPa、抗拉强度Rm彡520MPa、伸 长率A多25%，焊接性能、冷弯性能良好，且从金相组织和力学性能的检验可以看出盘条的 通条性能良好，能够保证盘条在满足化学成分和力学性能的同时，避免盘条在加工过程中 因母材原因引起的断裂目的，完全符合国外建筑网格用钢客户的需求。同时，本发明可以节 约钒铁、锰合金资源，降低了生产成本，且易于生产操作，生产效率高，具有显著的经济效益 和社会效益。
【具体实施方式】
[0029] 生产工艺简述如下：
[0030] 120t转炉冶炼一LF钢包精炼一小方坯连铸（160*160mm2)-摩根轧机轧制。
[0031] 实施例 1 (炉号 715010033)
[0032] (1)转炉加入生铁和铁水原料，其中，入炉铁水：Si :0· 51 %、P :0· 104%、S : 0. 022%，温度T = 1305°C，生铁占原料总量的13% ;总装入量137t/炉；
[0033] (2)转炉冶炼过程中实行低枪位吹炼操作，转炉冶炼16min ;出钢终点[C]= 0. 12%，终点[P] = 0.015%，出钢温度1630 °C，出钢1/4时随钢流依次顺序加入电石 120kg/炉、错饼IOOkg/炉、娃铁I. 3kg/t、娃猛合金9. Okg/t、高碳络铁5. 8kg/t、石灰 750kg/炉和萤石IlOkg/炉，出钢时间为4. 2分钟，出钢过程中采用挡渣操作，下渣量小于 50mm ；
[0034] (3)精炼过程采用电石进行钢渣界面脱氧，加入105kg/炉。精炼时间32分钟，精 炼全程底吹氩搅拌，压力0. 9MPa，流量260NL/min，出精炼位前喂纯钙线IOOm/炉，精炼出站 后，进行钢包底软吹氩操作，软吹时间15分钟，流量60NL/min，澄面懦动，无钢水裸露现象；
[0035] (4)连铸全程保护浇注，大包长水口氩封保护，中包上水口内装，使用碱性覆盖剂 和碳化稻壳双层覆盖，结晶器使用西保专用的低碳钢保护渣，（碱度R = 〇. 91，熔点1120°C， 粘度0. 5 (Pa. s/1300°C )，浸入式水口插入深度98mm，水口使用时间6小时更换，选用锥度为 1. 8的结晶器铜管，结晶器米用非正弦振动，频率120Hz，偏斜率15%，振幅± 3mm，每隔3小 时测量一次液渣层厚度，液渣层深度为8mm ;
[0036] (5)软吹后吊包温度 1585°C，过热度为24°C，拉速I. 86m/min，二冷采用中强冷配 水模式，比水量0. 8L/kg，二冷为气雾冷却，足辊段为全水冷却；结晶器采用电磁搅拌，搅拌 参数210A/5HZ，连续搅拌模式，连铸坯矫直段温度大于960°C。
[0037] (6)轧制时除磷水压16MPa，均热段炉温1080°C，开轧温度961°C，吐丝温度849°C， 入口段辊道速度35m/min，风机开启4台，风量为风机最大风量的65%，保温罩打开，
[0038] 采用的风机型号为：GXKL-D3300,每台风机最大风量为200000m3/h。
[0039] 实施例 2 (炉号 715010034)
[0040] 转炉总装入量136t/炉，出钢终点[C] = 0. 14%，其余操作与实施例1相同。
[0041] 实施例 3 (炉号 715010035)
[0042] 过热度为25°C，拉速I. 85m/min，其余操作与实施例1相同。
[0043] 实施例 4 (炉号 715〇10〇36)
[0044] 入炉铁水：5丨：0.47%、？：0.112%、5:0.019%，温度1 = 1313°〇，其余操作与实施 例1相同。
[0045] 实施例 5 (炉号 715010037)
[0046] 钢包软吹时间12分钟，乳制均热段炉温：1079°C，开轧温度：960°C，吐丝温度 850°C，其余操作与实施例1相同。
[0047] 对比例1
[0048] 将实施例1步骤（2)中随钢流依次顺序加入的电石、铝饼、硅铁、硅锰合金、低碳铬 铁、石灰和萤石的添加顺序修改为依次顺序加入铝饼、电石、硅铁、硅锰合金、低碳铬铁、石 灰和萤石，其他条件同实施例1。
[0049] 对最终制得的钢材进行夹杂物的检测，经检测B细类夹杂物存在3. 0级情况，远超 过本发明实施例中制备的钢材的夹杂物级别，用户在加工过程中会出现断裂现象。
[0050] 脱氧材料中若先加铝饼，再加入电石，铝饼优先与钢液中的氧反应生成氧化铝，在 后续的过程中，可能是钢水中未能上浮的氧化铝或钙铝复合产物残留在钢液中，造成盘条 的夹杂物超标；而先加电石脱氧后的产物为CO,离开钢液体系，对钢液没有污染，后续加入 铝饼是为了实现深度脱氧。
[0051] 对比例2
[0052] 将实例1步骤（6)中风机开启4台，风量为风机最大风量的65%，保温罩打开修改 为"风机开启4台，风量为风机最大风量的55%"，其他条件同实施实例1。对最终制得的钢 材进行力学性能检测，经检测屈服强度Rel :275~315MPa ;抗拉强度Rm :460~480MPa，远 低于本发明实施例中制备的钢材的力学性能。
[0053] 对比例3
[0054] 将实例1步骤（6)中风机开启4台，风量为风机最大风量的65%修改为"风机开 启4台，风量为风机最大风量的75%"，其他条件同实施实例1。对最终制得的钢材进行金 相组织检测，经检测金相组织中均存在马氏体组织，用户加工过程中出现断裂现象。
[0055] 对比例4
[0056] 将实例1步骤⑷中结晶器使用西保专用的低碳钢保护渣，（碱度R = 0. 91，熔点 1120°C，粘度0· 5(Pa. s/1300°C )修改为西峡冶材专用的低碳钢保护渣，（碱度R = L 05， 熔点1153°C，粘度0. 875(Pa. s/1300°C )，其他条件同实施实例1。对最终制得的连铸坯进 行检查，连铸坯质量不理想，表面存在渣沟、细小裂纹等缺陷，对最终制得的钢材进行表面 质量检验，盘条表面存在多处小裂纹，用户加工过程中出现断裂现象。
[0057] 对比例5
[0058] 将实例1步骤⑷和步骤（5)中"结晶器采用非正弦振动，结晶器采用电磁搅 拌，搅拌参数210A/5HZ"修改为"结晶器采用正弦振动，结晶器采用电磁搅拌，搅拌参数 180A/7HZ"，其他条件同实施实例1。
[0059] 对最终制得的钢材进行金相组织检测，经检测金相组织中均存在马氏体组织，用 户加工过程中出现断裂现象。
[0060] 实施例1-5所制得的SAE1018Cr的成品化学成分、铸坯低倍质量、非金属夹杂物、 气体含量、性能和金相组织分别见表1、表2、表3、表4和表5所不（其中表1~5中各项 测试的测试标准如下：成品化学成分：GB/T4336-2002碳素钢和中低合金钢火花源原子发 射光谱分析方法（常规法）；铸坯低倍质量：YB/T 153优质碳素结构钢和合金结构钢连铸 方坯低倍组织缺陷评级图；非金属夹杂物：GB/T10561-2005钢中非金属夹杂物含量的测定 标准评级图显微检验法；气体含量：GB/T 11261-2006钢铁氧含量的测定脉冲加热多气熔 融红外吸收法、GB/T 20124-2006钢铁氮含量的测定惰性气体熔融热导法；力学性能：GB/ T228. 1-2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法；冷弯性能：GB/T232金属材料弯 曲试验方法；金相组织：GB/T13298-1991金属显微组织检验方法。）：
[0061] 表1实例1-5所制备的钢的成品化学成分（wt/% )
[0062]
[0063] 表2 SAE1018Cr铸坯低倍质量
[0064]
[0065] 表3 SAE1018Cr非金属夹杂物级别（针对实例1-5所制备的钢所进行的测试。）
[0066]
[0067] 表4 SAE1018Cr成品气体含量（针对实例1-5制备得到钢进行的测试。）
[0068]
[0069] 表5 SAE1018Cr性能和金相组织（针对实例1-5制备得到钢进行的测试。）
[0070]
【主权项】
1. 一种建筑网格用钢盘条，其特征在于：所述的建筑网格用钢盘条的化学成份按重量 百分数计为，[C] 0? 15 ~0? 20 %、[Si] 0? 15 ~0? 35 %、[Mn] 0? 60 ~0? 90 %、[Cr] 0? 30 ~ 0. 40 %、[P]彡0. 040 %、[S]彡0. 050 %，其余为Fe和不可避免的杂质。2. 如权利要求1所述的建筑网格用钢盘条，其特征在于：所述的建筑网格用钢盘条的 化学成份按重量百分数计为，[C]0. 16~0? 20%、[Si]0. 20~0? 30%、[Mn]0. 70~0.80%、 [Cr] 0. 32~0. 37 %、[P]彡0. 030 %、[S]彡0. 030 %，其余为Fe和不可避免的杂质。3. 如权利要求1所述的建筑网格用钢盘条的制备方法，其特征在于：所述的制备方法 包括转炉冶炼工序、LF炉精炼工序、连铸工序和轧制工序，具体操作为， ⑴转炉冶炼工序采用低拉碳操作，转炉出钢[C]0. 08~0. 15%，出钢[P]彡0.020%， 出钢1/4时随钢流依次顺序加入电石、铝饼、合金、石灰和萤石，出钢过程采用挡渣操作，出 钢时间为3~5min; (2) LF炉精炼工序，全程采用底吹氩搅拌，出站前喂入硅钙线，出站后进行钢包底软吹 氩操作，确保渣面蠕动，钢液不裸露； (3) 连铸工序全程保护浇注，开浇炉次1600~1615°C、连浇炉次1580~1600°C，连浇 炉次实行低过热度浇铸，过热度20~30°C，拉速I. 85±0. 05m/min， 采用锥度为1. 8的结晶器铜管，结晶器采用非正弦振动，并使用结晶器保护渣，二冷采 用中强冷配水模式； (4) 轧制工序采用低吐丝温度、风冷工艺进行轧制，除磷水压不小于14MPa，均热段炉 温1040~1120°C，开轧温度960±20°C，吐丝温度850±10°C，入口段辊道速度33~38m/ min，风机开启4台，风量为风机最大风量的60% -70%，保温罩打开。4. 如权利要求3所述的建筑网格用钢盘条的制备方法，其特征在于：步骤（1)中采用 的炼钢原料为生铁和铁水，铁水要求[Si] 0. 20%~0. 80%、[P] < 0. 14%、[S] < 0. 030%， 温度T多1280 °C，生铁占所述炼钢原料总重的10 %~15%，所述炼钢原料的总装入量 135~138t/炉，转炉冶炼15~18min，出钢温度为1620~1660°C。5. 如权利要求3所述的建筑网格用钢盘条的制备方法，其特征在于：步骤（1)中所 述的合金为硅锰、硅铁和高碳铬铁，其中，相对于所述炼钢原料的加入量，电石为0.8~ 1. 2kg/t、错饼 0? 8 ~I.Okg/t、娃猛 8. 7 ~9. 5kg/t、娃铁I. 0 ~I. 5kg/t、高碳络铁 5. 6 ~ 6.lkg/t、石灰700~800kg/炉，萤石100~150kg/炉，在转炉炉后加足合金量。6. 如权利要求3所述的建筑网格用钢盘条的制备方法，其特征在于：步骤（2)中，全程 底吹氩搅拌压力〇? 8~I.OMPa，流量200~300NL/min，精炼时间彡25min，出站前喂入80~ 200m/炉的娃1?线，出站后进行钢包底软吹氩操作，所述软吹氩流量50~80NL/min，所述软 吹氩时间多8分钟。7. 如权利要求3所述的建筑网格用钢盘条的制备方法，其特征在于：步骤（3)中，连铸 全程保护浇铸过程中，大包长水口氩封保护，中包上水口内装，中包使用碱性覆盖剂和碳化 稻壳双层覆盖，所述结晶器保护渣使用西保专用低碳钢保护渣，碱度为R= 〇. 85~1. 00,熔 点1070~1170°C，粘度为0. 4~0. 6Pa.S/1300°C;每隔3小时测量一次液渣层厚度，确保 液渣层深度为7~10mm。8. 如权利要求3所述的建筑网格用钢盘条的制备方法，其特征在于：步骤（3)中所述 的非正弦振动频率为120 ±40Hz，偏斜率15 %，振幅± 3mm。
【专利摘要】本发明属于钢铁材料制作领域，具体来说涉及一种建筑网格用钢盘条及其生产方法。化学成份按重量百分数计为[C]：0.15～0.20％、[Si]：0.15～0.35％、[Mn]：0.60～0.90％、[Cr]：0.30～0.40％、[P]≤0.040％、[S]≤0.050％，其余为Fe和不可避免的杂质。生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、小方坯连铸和轧机轧制。本发明生产的建筑网格用钢盘条，成本低廉，化学成分合格，屈服强度Rel≥360MPa、抗拉强度Rm≥520MPa、伸长率A≥25％，盘条通条性、焊接性能和冷弯性能良好，能避免加工过程中因母材原因引起的断裂，完全满足国外建筑网格用钢客户的需求。
【IPC分类】C22C33/04, C22C38/60, C21D8/06, C22C38/18
【公开号】CN104894476
【申请号】CN201510324815
【发明人】豆乃远, 万文华
【申请人】常州东大中天钢铁研究院有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月12日
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