1、分类号 学号 学校代码 10488 密级 硕士学位论文HRB400 螺纹钢生产工艺研究学位申请人： 王友华学 科 专 业 ： 冶金工程指 导 教 师 ： 彭其春企 业 导 师 ： 左都伟答 辩 日 期 ： 2015.11.21A Dissertation Submitted in Partial Fulfillment of the Requirementsfor the Professional Degree of Master in EngineeringInvestigation on production process of HRB400 screw steelMaster Cand
2、idate： Wang Youhua Major： Metallurgical EngineeringSupervisor ： Prof. Peng Qichun Wuhan University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430081, P.R.ChinaNovember，2015武汉科技大学研究生学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。除了文中已经注明引用的内容或属合作研究共同完成的工作外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均
3、已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名： 日期： - 研究生学位论文版权使用授权声明本论文的研究成果归武汉科技大学所有，其研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解武汉科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门(按照武汉科技大学关于研究生学位论文收录工作的规定执行)送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将本论文的全部或部分内容编入学校认可的国家相关数据库进行检索和对外服务。论文作者签名： 指导教师签名： 日 期： I摘 要随着建筑行业及钢铁工业的迅猛发展，中高级螺纹钢凭借其优越的性能和高性价比，在国
4、内外建筑行业螺纹钢的需求日益增加，中等螺纹钢 HRB400 的使用已日益普遍，市场庞大，但由于我国钢铁行业的产量巨大，竞争却日益激。因此，如何降低 HRB400 生产的成本，提高其产品的质量及稳定性，成为目前钢铁行业面临的紧迫问题。本文通过分析 HRB400 的化学成分，再根据 HRB400 的力学性能要求分析比较了各生产工艺，制定了 HRB400 螺纹钢最经济高效的生产工艺微合金化工艺，介绍了钒的强化机理，并根据其机理制定了用 VN 合金替代 VFe 的微合金化工艺，以及其他合金化工艺要点，通过工厂工业化试验验证了该工艺的合理性。根据 HRB400 螺纹钢的生产工艺特点及性能要求，为达到钢厂
5、的降本增效的目标，提出了生产该钢种的相关工艺要求及工艺要点：降低终点钢水氧化性、减少下渣量、优化合金加料顺序以及控轧控冷时的温度控制，并重点介绍了使用碳化硅脱氧合金化的原理、优势及操作要点，结合工业试验进一步验证了其使用效果。分析并比较了铸坯、成材的内外表面缺陷，并通过金相组织及晶粒度分析、裂纹夹杂物显微电镜分析及能谱分析、裂纹处夹杂物类型的判定等方法，找出了微合金化工艺对该钢生产的影响因素并提出相应的改进措施，进一步优化了生产工艺，提高了钢水的纯净度，制定出生产 HRB400螺纹钢最佳的生产工艺。关键字：HRB400 螺纹钢；生产工艺；微合金化；碳化硅IIAbstractWith the r
6、apid development of the construction industry and steel industry, the demand for the middle advanced screw-thread steel is increasing in construction industry at home and abroad because of its superior performance and high performance price ratio. The use of HRB400 of medium screw-thread steel has b
7、ecome increasingly common, and the market is huge, while the competition is increasingly fierce because of the huge production of Chinas steel industry. Therefore, the urgent problem for the current iron and steel industry is how to reduce the production cost of HRB400 screw-thread steel and improve
8、 its quality and stability. In this paper, the most economical and efficient technology of producing HRB400 screw-thread steel was developed-micro alloying process by analyzing the chemical composition and the mechanical performance requirements, besides, the strengthening mechanism of vanadium was
9、introduced, and a micro alloying process that using VN alloy instead of VFe alloy was developed, as well as other alloying process requirements, the rationality of the process is verified by the factory industrial test. According to the production process characteristics and the performance requirem
10、ents of HRB400 screw-thread steel, The relevant requirements of the steel production process and key technology was developed to reduce cost and improve efficiency of steel mills: reducing the oxidability of the end of molten steel; reducing the slag quantity; optimizing the order of alloy feeding a
11、nd the temperature control of controlled rolling and controlled cooling, and mainly introduced the principle ,advantage and operation key points of using silicon carbide deoxidation alloying, the effect was further verified with industrial tests. By analyzing the casting blank and the inside and out
12、side surface defects of the steel, and by analyzing the metallurgical structure and the grain size, microscopic analysis of crack inclusion and energy IIIspectrum analysis, and the determination of inclusion types at crack, the influence factors of micro alloying process on producing the steel and t
13、he corresponding improvement measures was developed, to further optimize the production technology and improve the purity of molten steel, finally come up with the best production technology for producing HRB400 screw-thread steel.Keywords: HRB400 Screw-thread Steel; Production Technology; Micro-All
14、oying; Carborundum目 录摘 要 .IAbstract .II目录 .III第一章 文献综述 .11.1 螺纹钢的概述 .11.2 HRB400E 螺纹钢国标 .11.2.1 化学成分标准 .11.2.2 力学性能标准 .21.2.3 国外钢筋的相关标准 .21.3 V 微合金化的机理 .31.3.1 微合金化技术 .31.3.2 强化机理 .31.4 生产工艺 .41.4.1 冶炼工艺流程 .51.4.2 轧制工艺流程 .5IV1.5 钒的合金化 .61.5.1 降低终点钢水氧化性 .71.5.2 减少下渣量 .71.5.3 合金料加料顺序 .71.6 碳化硅脱氧合金化 .7
15、1.6.1 碳化硅的加入方式 .71.6.2 碳化硅的理化指标 .81.7 国内生产 HRB400 低倍组织情况 .81.7.1 铸坯内部缺陷 .91.7.2 铸坯表面缺陷 .91.8 HRB400 螺纹钢缺陷 .101.8.1 表面缺陷 .111.8.2 内部缺陷 .111.8.3 纯净度 .121.8.4 冷弯断裂和反弯断裂 .121.9 研究方案 .131.9.1 研究背景 .131.9.2 研究目的 .131.9.3 研究内容 .131.9.4 研究方法 .13第二章 碳化硅脱氧原理及其在炼钢中的应用 .142.1 碳化硅作为脱氧剂及其原理 .142.2 碳化硅脱氧热力学过程分析 .1
16、42.3 碳化硅与传统硅铁和增碳剂脱氧能力的比较 .15V2.4 碳化硅在钢水中起到的其他作用 .162.5 碳化硅在实际生产的使用方案 .162.5.1 使用基本方法及目标 .162.5.2 各钢种配用碳化硅的合金配比方案 .162.5.3 某厂碳化硅产品的试验试用过程及结论 .172.6 小结 .18第三章 实验部分 .193.1 金相组织与晶粒度 .193.2 夹杂物 .213.3 裂纹微观夹杂物类型 .233.4 分析裂纹产生原因 .273.5 小结 .27第四章 微合金化及生产工艺对 HRB400 螺纹钢的影响分析 .284.1 研究方法和目的 .284.2 VN 合金化试验试用结果 .284.2.1 VN 合金的理化指标 .284.2.2 试验钢合金收得率 .284.2.3 试验钢化学成分和力学性能 .294.3 微 N 合金化试验试用结果 .314.3.1 某新钢铁工艺流程概况 .314.3.2 试验钢组织性能和化学成分 .314.4 HRB400 最佳的生产工艺 .364.4.1 细晶强化 .364.4.2 V-N 复合微合金化 .36
