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热轧带肋钢筋HRB500E的性能优化

更新时间:2009-03-28

0 前言

唐钢二钢轧厂采用钒氮微合金化工艺成功开发了HRB500E,并已经批量生产,成功开拓了市场。但是性能仍有不足,强屈比边缘炉次偏多、波动大,HRB500E累计强屈比边缘炉次占比高达10%以上,客户多次因HRB500E强屈比不合提出质量抱怨。因此需要进一步改善HRB500E的强屈比,提高客户的满意度。

1 原因分析

为了改善产品的性能,提高HRB500E的强屈比,通过对比HRB335(已经停产,使用的历史数据)、HRB400E与HRB500E的成分、性能对比,重新优化成分设计和冶炼工艺,在节约成本的前提下,提高HRB500E强屈比。

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1.1 工艺路径

二钢轧厂的HRB335、HRB400E、HRB500E均采用如下工艺生产:“转炉→连铸(6机6流,断面165 mm×165 mm)→加热炉→棒材轧机”。

1.2 不同牌号的直条热轧带肋钢筋强屈比比较

HRB335、HRB400E与HRB500E三者的平均强屈比对比如图1所示。

  

1 HRB335、HRB400E、HRB500E的平均强屈比对比

从表4可以看出,二钢轧厂生产的HRB500E轧制规格为12 mm~25 mm,强屈比<1.29的比例占到50%以上,轧制规格为28 mm~32 mm,强屈比<1.29的比例占40%以上。由此可见,轧制规格越小,强屈比越偏低。这说明同一牌号,压缩比和轧后冷却效果有一定的关系。进一步说明了,强屈比总体偏小的比例偏高,需要对HRB500E的产品性能进行进一步的优化。

1.3 不同牌号的化学成分对比

北京市《关于进一步加强本市孤儿保障工作的意见》中提出,“多方扶持促进孤儿成年后就业。人力资源和社会保障部门要鼓励和帮扶有劳动能力和就业愿望的孤儿成年后实现就业,将其作为就业援助的重点对象,纳入本地区再就业工作规划。孤儿成年后失业并进行失业登记后,参加职业培训并就业的,按有关规定,给予职业培训补贴、职业技能鉴定补贴,并免费提供职业介绍和职业指导等服务。要优先安排符合就业困难条件的孤儿到政府开发的公益性岗位就业;对就业困难孤儿自谋职业、自主创业的,给予社会保险补贴。鼓励用人单位吸纳孤儿就业,对吸纳符合就业困难条件孤儿的用人单位,给予岗位补贴、社会保险补贴。”

 

1 HRB335、HRB400EHRB500E化学成分的对比

  

牌号化学成分/%CMnSPSiVHRB3350.18~0.251.20~1.60≤0.045≤0.0450.30~0.80-HRB400E0.19~0.251.20~1.60≤0.045≤0.0450.40~0.800.020~0.050HRB500E0.19~0.251.20~1.60≤0.045≤0.0450.40~0.800.080~0.110

从表1可以看出,HRB335、HRB400E、HRB500E三个牌号的化学成分当中,只有V含量的差别较大,其余化学成分控制基本相当。但是随着V含量的增加,强屈比反而呈现降低的趋势。由此可见,钒氮微合金化工艺对强屈比有较大的影响。

1.4 V、N含量的影响

分别抽取相同规格的HRB400E、HRB500E,取其平均化学成分、以及力学性能作对比, V含量分别与HRB400E、HRB500E的强屈比对应关系见表2。

 

2 HRB400EHRB500E平均化学成分力学性能对比

  

项目C/%Mn/%Si/%V/%Ceq/%Ram/MPaReL/MPaRam/ReLHRB400E0.2101.400.470.0380.466304561.38HRB500E0.2161.420.540.0900.487205621.28

从表2可以看出,对比HRB400E与HRB500E的化学成分范围,二者的C、Mn、Si含量相近,V含量HRB500E是HRB400E的2.37倍,抗拉强度HRB500E比HRB400E提高了90 MPa,屈服强度HRB500E比HRB400E提高了106 MPa,强屈比HRB500E比HRB400E降低了0.1。HRB500E与HRB400E相比,抗拉强度增加较少,而屈服强度相对增加较多,这是导致HRB500E的强屈比下降的原因。

式中:T——钢的实际温度, K。

 

3 HRB400EHRB500E氮含量钒氮比期对比

  

牌号N含量,×10-6最小最大平均[V]/[N]HRB400E761241063.6HRB500E1191611376.6

从表3可以看出,HRB400E中氮平均含量106×10-6,HRB500E中N平均含量137×10-6,HRB500E中平均氮含量仅是HRB400E的1.3倍;HRB400E中钒氮的质量分数比值3.6,远小于HRB500E的钒氮质量分数的比6.6,说明HRB500E中的V大部分固溶在钢中,而仅有少部分以VN或V(NC)的形式析出,而这与钒氮微合金化的成分设计初衷不符。表3中的数据说明,HRB500E中的V利用率偏低,没有充分析出VN或V(NC),起到细化晶粒的作用,是HRB500E的抗拉强度偏低的原因之一。

1.5 HRB500E 不同轧制规格的影响

虽然强屈比与轧制规格相关,但是轧制的压缩比和冷却条件已经固定,再进行调整的难度很大,所以本文主要以优化冶炼工艺和成分设计入手,优化HRB500E的产品性能。

 

4 HRB500E分规格的强屈比分布表

  

规格/mmHRB500E的强屈比分布/%1.25≤Ram/ReL<1.271.27≤Ram/ReL<1.291.29≤Ram/ReL<1.301.30≤Ram/ReL<1.321.32≤Ram/ReL<1.331.33≤Ram/ReL<1.351266.6723.0810.261458.8229.4111.761655.5624.4417.782.222039.0231.7121.957.322214.5540.0034.559.091.822520.3345.5328.464.071.63286.5636.0736.078.208.204.92324.4840.3037.3113.432.991.49

从图1可以看出,通过对比HRB335、HRB400E、HRB500E的平均强屈比,发现HRB335强屈比1.50最高,HRB400E强屈比1.39次之,HRB500E强屈比1.28最低。

2 试验方案

HRB500E不同轧制规格的强屈比分布见表4。

2.1 提高HRB500E中的氮含量

V、N在钢中的固溶平衡如公式(1)[1]所示:

lg[V][N]=3.40-8 330/T

(1)

通过表2的对比发现,HRB400E与HRB500E表观上是V含量不同,但是钢中添加V的强化机制是通过VN或V(CN)化合物的析出起到强化的目的。因此,分别抽样检测HRB400E和HRB500E成品材中的氮含量,并计算其钢中钒氮含量的质量比,二者钢中的氮含量抽测数值,以及钒氮含量的平均比值,并对其进行对比,结果见表3。

HRB335、HRB400E与HRB500E的成分比较见表1。

2.3 提高了作为住院医生的整体素质 我院在2014年和2015年这两年连续开展住院医师系统培训工作,通过培训,住院医师的临床技能动手能力和临床思维分析能力比没参加住院医师系统培训工作的医师明显提高。参加国家统一执业医师考试的成绩:2014年14人参加,13人通过,2015年11人参加,10人通过,两年的通过率达92%;2012年4人参加,2人通过,2013年4人参加,2人通过,2016年9人参加,4人通过,三年的通过率仅47%,见表1。对两组参加考试人员的通过率χ2检验,χ2=10.572,P=0.001,经系统培训后的医生参加国家统一执业医师考试的通过率明显提高。

公式(1)指出钢中氮含量的提高,可以有效促进VN或V(NC)化合物的析出。为此优化HRB500E的冶炼工艺,以达到提高钢中氮含量的目的。转炉冶炼工艺改进前后的对比和钢中氮含量对比,结果见表5。

(1)使用时间序列微观数据来研究中国农村收入不平等得到的结果更为精准与可靠,研究结果表明1986—2003年间中国农村地区收入不平等不断扩大,而2003—2014年呈不断缩小的趋势,但是目前的收入不平等仍然较大。通过基尼系数可知,目前的收入不平等仍处于收入差距较大的区间,并且高于国际警戒线,虽然开始逐渐缩小,但是这个缩小的速率在降低,未来收入不平等下降可能趋于平缓,还需进一步采取措施降低中国农村地区的收入不平等。

 

5 转炉工艺改进前后对比

  

分类终点C/%复吹气体脱氧剂使用量/(kg·t-1)VN合金加入时机钢包在线底吹[N]/×10-6原工艺0.05~0.10氮氩切换0.2无要求Ar137新工艺0.08~0.15氮气0.4其它合金后N2152

从表5可以看出,工艺改进后,转炉复吹气体全程底吹氮气取代了氮氩切换;提高转炉终点碳含量,降低终点钢水的氧化性;脱氧剂使用量由0.2 kg/t提升至0.4 kg/t;钒氮合金禁止在其它合金料加入前加入;钢包底吹气体全程使用氮气,并且在线底吹时间≥3 min ,钢中的平均氮含量提高了15×10-6

2.2 优化HRB500E成分

由于现有HRB500E中V的VN、V(NC)析出率偏低,V的利用率低,大部分V固溶在了钢中,所以在优化转炉冶炼工艺的同时,下调了V含量,同时达到了降低成本的目的。C是钢的强化元素,每增加0.10%,屈服强度和抗拉强度分别增加90 MPa和120 MPa,Mn强化了钢中的固溶效果,并且降低相变温度。每增加0.01%的Mn,屈服强度和抗拉强度分别增加1 MPa和1.3 MPa,V主要析出V(CN)化合物起到强化作用,每增加0.01%的V,屈服强度增加1 MPa。综合考量,适当提高了C、Mn含量,优化前后的成分变化见表6。

[V]/[N]改善后为4.6,比原工艺的6.6降低2.0,接近了理想比值3.64。

3 试验结果验证

通过改进HRB500E的冶炼工艺和优化成分设计,HRB500E试验炉次的性能见表7。

 

6 HRB500E成分优化前后对比

  

分类化学成分/%CMnSPSiV优化前0.19~0.251.20~1.60≤0.045≤0.0450.40~0.800.080~0.110优化后0.21~0.251.30~1.60≤0.045≤0.0450.40~0.800.060~0.085

 

7 HRB500E工艺成分优化后的试验炉次性能

  

批次号成分/%CMnSPSiCeqV性能/MPaRamReLRam/ReL6EG1050CC00.231.460.0350.0300.480.490.0707455751.306B04928EC20.231.460.0350.0300.480.490.0707205551.307EG0418CC00.231.450.0250.0140.460.490.0697205451.327C03017EC00.241.430.0280.0170.500.500.0707055451.297C01980ED00.231.450.0250.0140.460.490.0697355501.347C02973ED00.221.410.0280.0140.490.480.0727255551.31

从表7可以看出,通过改进HRB500E的冶炼工艺和优化成分设计,HRB500E的强屈比得到了大幅的提升,同时抗拉强度和屈服强度符合标准,并且性能稳定。

稳定生产后,各规格的强屈比分布见表8。

从表8可以看出,改进HRB500E的冶炼工艺和优化成分设计后,HRB500E的强屈比边缘比例大幅降低,分规格强屈比边缘比例控制在1%左右,强屈比≤1.27比例累计平均0.97%,强屈比得到了大幅提升,提高了市场的满意率。

因盘山在清代是东陵的必经之地,并且《盘山志》的传播使其在当时人们心中地位极重,智朴虽静净自处,但亦不可避免会有与因公务来此或仰慕山名来此的朝臣文人接触、交流的机会。 如果说智朴与康熙来往,只能是主从之间恭敬的诗歌相和,那么他和朝臣、文人士大夫之间交游则方式多样,更加从容。 主要有以下四种:

 

8 HRB500E工艺成分调整后分规格的强屈比分布

  

规格/mmHRB500E的强屈比分布/%1.25≤Ram/ReL≤1.271.271.29121.2053.5445.26140.7251.5247.76161.1851.0447.78200.8349.2949.88221.1251.1347.75250.9250.6248.46280.7853.2645.96320.9841.7157.31

4 结论

通过提高转炉终点碳,使用氮气转炉复吹和钢包在线底吹,强化脱氧,优化合金料的加入顺序和HRB500E成分控制,稳定了钢中的氮含量,HRB500E中氮含量平均提升15×10-6 ,同时适当提高了钢中C、Mn含量,降低了V含量,减少了钒氮合金的加入量,[V]/[N]改善后4.9,接近了理想的[V]/[N]配比3.64,提高了钢中V的利用率,降低了生产成本的同时,优化了产品性能,累计边缘比例降至1.0%以下,强屈比边缘炉次大幅降低。

选取2016年1月至2016年12月于我院进行手术切除治疗的乳腺浸润性导管癌患者56例, 纳入标准:患者均经术后病理检查确诊为乳腺浸润性导管癌,且术前未经放化疗或内分泌治疗,均为女性,年龄不限;排除标准:排除合并其他肿瘤患者、合并其他严重内外科疾病患者、妊娠期妇女或精神异常者。患者均符合纳入标准,无患者排除最终纳入乳腺浸润性导管癌患者56例,年龄31~75岁,平均年龄(48.25±12.78)岁,身体质量指数16.82~27.44 kg/m2,平均(22.51±3.38)kg/m2,合并糖尿病6例,合并高血压3例。试验经本院伦理学委员会审核批准且所有入选患者均签署了知情同意书。

汤家不愿接受警察的推断,真是溺水的话也得有尸体啊。汤家老老小小连同汤莲的几个好同学都出动了,在县城方圆十里的范围内搜索。一个月之后,还是没有结果。警察的推断是,沙河那么长,漂到下游的可能也是有的。汤家只好接受现实,唯有汤翠不乐意。活生生的一个人,说不见就不见了,总得有个说法啊。到最后,坚持寻找的只有汤翠。好在汤莲的同班同学侯大同也没有放弃,不离不弃地跟着汤翠,听说哪儿发现了尸体,他们总是惊惶不安地赶过去。

5 参考文献

[1] 雍岐龙.钢铁材料中的第二相[M].北京:冶金工业出版社,2006:80.

 
李哲,吕利伟,轩宗宇,吴振刚
《河南冶金》 2018年第01期
《河南冶金》2018年第01期文献

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