本发明属于钢铁冶金工业hrb400e高速线材与高速棒材轧制生产，涉及一种直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢。
背景技术：
1、hrb400e是螺纹钢产品的80％以上，是目前市场上的主流产品，其广泛用于民用建筑、桥梁、高铁、城市轨道交通等行业。经过多年发展，hrb400e生产先进技术已日趋成熟。热装热送技术、连铸连轧技术、无头轧制技术、低温轧制技术、穿水冷却技术、高速上钢技术、切分轧制技术等，已在国内外很多螺纹钢生产厂家成熟应用。目前，传统小规格hrb400e线棒材在国内主要采用高速棒材及高速线材轧制方式来进行生产。
2、各线棒材生产企业对hrb400e的生产成本及产品质量控制越来越严格，在降低生产成本的同时提高产品的质量水平，以提高企业的竞争力。部分企业在热装热送基础上，采用“全线低温轧制”工艺，降低坯料的加热成本及轧制成本，并通过低温轧制控制奥氏体晶粒，通过细晶强化的方式降低合金成本。
3、然而，这类全线低温轧制工艺，虽然可以降低生产hrb400e时的合金成本，有效降低生产成本，但存在如下问题：
4、1)轧件头尾温度与中间位置温度差异较大，导致最终组织差异较大，力学性能差异较大，产品通条性不好；
5、2)全线低温轧制，导致轧制功率大幅提高，增加了轧制时的吨钢电耗；
6、3)全线低温轧制，对轧机及轧辊的磨损加大，导致企业运行成本增加；
7、4)由于全线低温轧制，虽然细化了奥氏体晶粒尺寸，但是过低的轧制温度，导致组织中产生了混晶组织及部分魏氏体组织(如图1所示)，该类型组织导致最终产品力学性能不稳定。
8、针对目前直轧工艺下hrb400e工业生产中存在的问题，本发明提供一种直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢，该直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢基于直轧工艺下魏氏组织控制系统及低合金hrb400e生产方法，可有效解决hrb400e显微组织出现异常魏氏体组织，导致力学性能不稳定，产品不合格的问题，可提高hrb400e高速线材及棒材组织均匀性，降低mn合金含量，降低合金成本，同时提高线棒材产线生产hrb400e时的稳定性及轧线作业率，降低运行成本，提高经济效益。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢，该直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢基于直轧工艺，产品组织为均匀的珠光体和铁素体，无魏氏体组织，以解决背景技术中提出的问题。
2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢，该直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢的化学组成及质量百分数为：c：0.18～0.25％、si：≤0.65％、mn：≤1.10％、p：≤0.040％、s：≤0.040％、n：≤0.010％、o：≤28ppm，余量为fe和不可避免的残余元素。
4、进一步地，所述残余元素包括ti、nb以及v。
5、进一步地，所述直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢的显微组织为均匀分布的铁素体+珠光体，珠光体比例≥55％，晶粒度等级≥10级，且无魏氏体组织。
6、进一步地，所述直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢基于直接轧制工艺下的高速线材生产线的生产；
7、所述直接轧制工艺包括以下步骤：
8、s1.连铸坯电磁感应补热：采用电磁感应补热装置对连铸工序直送过来的连铸坯进行补热；
9、s2.粗轧机组、中轧机组轧制：对经电磁感应补热后连铸坯依次进行粗轧和中轧，粗轧机组和中轧机组采用微张力控制，预精轧机组采用无张力轧制，轧制时粗轧机组的孔型系统采用箱型-箱型-变椭圆-圆-椭圆-圆，所述中轧机组的孔型系统为椭圆-圆孔型系统；
10、s3.预精轧机组轧制：对经中轧机组轧制后，并经预精轧前水冷箱控制冷却后的轧件进行预精轧机组轧制，预精轧机组采用无张力轧制，轧制时预精轧机组的孔型系统为椭圆-圆孔型系统；
11、s4.精轧机组轧制：对经预精轧机组轧制后并经预精轧后水冷箱控制冷却的轧件进行2-8道次45°顶交悬臂精轧机组轧制，精轧机组之间采用微张力控制，轧制时精轧机组的孔型系统为椭圆-圆孔型系统；
12、s5.减径机组轧制：对经精轧机组轧制后并经精轧机组后水冷箱控制冷却的轧件进行两道次45°顶交悬臂减径机组轧制，两架减径机之间采用微张力控制，轧制时孔型系统为椭圆-圆孔型系统，轧制过程中道次变形平均压缩比为1.23～1.30，轧制后轧件为螺纹盘条，运行速度为20m/s～110m/s；
13、s6.吐丝成圈：对经减径机组轧制后并经减径机组后水冷箱控制冷却后的轧件，经夹送辊夹送后进入吐丝机进行吐丝成圈，轧件吐丝温度范围700℃～850℃；
14、s7.风冷线冷却：对经吐丝成圈后的盘卷进行风冷线控制冷却，在风冷线上轧件的冷却速度为5℃/s～30℃/s，风冷线辊道运行速度为0.15m/s～1.0m/s。
15、s8.集卷收集：对经风冷线控制冷却后的盘圆通过集卷站进行集卷，经pf线冷却后进行打捆收集。
16、进一步地，所述直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢基于直接轧制工艺下的高速棒材生产线的生产；
17、所述直接轧制工艺包括以下步骤：
18、s1.连铸坯电磁感应补热：采用电磁感应补热装置对连铸工序直送过来的连铸坯进行补热；
19、s2.粗轧机组、中轧机组轧制：对经电磁感应补热后连铸坯依次进行粗轧、中轧及预精轧机组轧制，粗轧机组及中轧机组采用微张力控制，轧制时粗轧机组孔型系统为箱型-箱型-变椭圆-圆-椭圆-圆，中轧机组及预精轧机组孔型系统为椭圆-圆孔型系统；
20、s3.预精轧机组轧制：对经中轧机组轧制后，并经预精轧前水冷箱控制冷却后的轧件进行预精轧机组轧制，预精轧机组采用无张力轧制，轧制时孔型系统为椭圆-圆孔型系统；
21、s4.精轧机组轧制：对经预精轧机组轧制后并经预精轧后水冷箱控制冷却的轧件进行2-4道次45°顶交悬臂精轧机组轧制，精轧机组之间采用微张力控制，轧制时孔型系统为椭圆-圆孔型系统；
22、s5.减径机组轧制：对经精轧机组轧制后并经精轧机组后水冷箱控制冷却的轧件进行两道次45°顶交悬臂减径机组轧制，两架减径机之间采用微张力控制，轧制时孔型系统为椭圆-圆孔型系统，轧制过程中道次变形平均压缩比为1.23～1.30，轧制后轧件为螺纹直条棒材，运行速度为20m/s～55m/s；
23、s6.冷床冷却：对经减径机组轧制变形后的轧件通过减径机组后水冷箱进行控制冷却，经倍尺飞剪剪切后，通过转毂进入冷床进行冷却，轧件上冷床温度范围为750℃～830℃，下冷床温度范围为250℃～350℃；
24、s7.打捆收集：对经冷床冷却的轧件通过冷剪进行定尺剪切后通过收集装置进行计数、打捆并收集。
25、进一步地，所述电磁感应补热装置的电磁感应补热温度范围为50℃～200℃，且补热后连铸坯温度为900℃～1000℃。
26、进一步地，粗轧机组、中轧机组轧制过程中道次变形平均压缩比为1.20～1.40，粗轧及中轧机组轧制温度均处于完全再结晶温度区间，温度范围为900℃～1000℃，中轧机组轧制后轧件运行速度为1m/s～8m/s。
27、进一步地，预精轧机组轧制过程中道次变形平均压缩比为1.15～1.33，预精轧机组轧制温度处于完全再结晶温度区域，温度范围为900℃～950℃，预精轧机组轧制后轧件运行速度为3m/s～25m/s。
28、进一步地，精轧机组轧制过程中道次变形平均压缩比为1.18～1.26，变形温度为850℃～900℃，且精轧机组轧制后轧件运行速度为10m/s～80m/s。
29、进一步地，所述减径机组轧制温度处于部分再结晶或两相区温度区域，减径机的开轧温度范围为750℃～850℃。
30、进一步地，在所述减径机组轧制中，最后一架次减径机的压缩比大于等于倒数第二架次减径机的压缩比，且单道次平均压缩比≥1.25；所述预精轧机组前、精轧机组前及减径机组前均通过水冷箱调整对应机组轧制温度，且单个水冷箱的冷却能力≥150℃。
31、进一步地，所述电磁感应补热装置配备闭环温度控制系统，补热后连铸坯头尾温差≤30℃。
32、进一步地，通过高速线材生产线生产的盘卷产品，其最终产品公称直径为6mm、8mm、10mm、12mm及14mm；通过高速棒材生产线生产的直条产品，其最终产品公称直径为10mm、12mm及14mm。
33、本发明的有益效果在于：
34、本发明提供的一种直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢，基于直接轧制工艺，无需配置加热炉，节省了加热轧制工序加热所需能耗，并实现二氧化碳零排放，实现了低耗生产，其产品组织为均匀的珠光体和铁素体，无魏氏体组织，组织稳定，产品性能稳定、通条性好，有效解决了hrb400e显微组织出现异常魏氏体组织，导致力学性能不稳定，产品不合格的问题；产品合金成本低，较常规工艺生产mn合金含量低约20％，生产成本低，企业竞争力强。
35、其次，在所述直接轧制工艺中粗轧机组前配置电磁感应补热装置，补热后头尾温差≤30℃，最终产品头尾及中间位置组织及性能稳定，产品通条性好，控制粗轧机组、中轧机组、预精轧机组轧制温度，轧制功率相对较低，吨钢电耗较低温轧制低，节省电耗成本，且提高设备稳定性及使用周期；并通过两机架减径机实现大压下量轧制，确保hrb400e产品表面及芯部组织均匀；该直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢在低成本工艺条件下，低合金产品生产规格范围广，可以生产高速线材生产线产品公称直径为6mm、8mm、10mm、12mm及14mm的盘卷产品和高速棒材生产线产品公称直径为10mm、12mm及14mm的棒材产品。
36、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
1.一种直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢，其特征在于：该直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢的化学组成及质量百分数为：c：0.18～0.25％、si：≤0.65％、mn：≤1.10％、p：≤0.040％、s：≤0.040％、n：≤0.010％、o：≤28ppm，余量为fe和不可避免的残余元素。
2.根据权利要求1所述的直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢，其特征在于：所述残余元素包括ti、nb以及v。
3.根据权利要求1所述的直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢，其特征在于：所述直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢的显微组织为均匀分布的铁素体+珠光体，珠光体比例≥55％，晶粒度等级≥10级，且无魏氏体组织。
4.根据权利要求1所述的直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢，其特征在于：所述直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢基于直接轧制工艺下的高速线材生产线的生产；
5.根据权利要求1所述的直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢，其特征在于：所述直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢基于直接轧制工艺下的高速棒材生产线的生产；
6.根据权利要求4-5任一项中所述的直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢，其特征在于：所述电磁感应补热装置的电磁感应补热温度范围为50℃～200℃，且补热后连铸坯温度为900℃～1000℃。
7.根据权利要求6中所述的直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢，其特征在于：粗轧机组、中轧机组轧制过程中道次变形平均压缩比为1.20～1.40，粗轧及中轧机组轧制温度均处于完全再结晶温度区间，温度范围为900℃～1000℃，中轧机组轧制后轧件运行速度为1m/s～8m/s。
8.根据权利要求7中所述的直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢，其特征在于：预精轧机组轧制过程中道次变形平均压缩比为1.15～1.33，预精轧机组轧制温度处于完全再结晶温度区域，温度范围为900℃～950℃，预精轧机组轧制后轧件运行速度为3m/s～25m/s。
9.根据权利要求8中所述的直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢，其特征在于：精轧机组轧制过程中道次变形平均压缩比为1.18～1.26，变形温度为850℃～900℃，且精轧机组轧制后轧件运行速度为10m/s～80m/s。
10.根据权利要求9中所述的直轧工艺下免魏氏组织低合金hrb400e钢，其特征在于：所述减径机组轧制温度处于部分再结晶或两相区温度区域，减径机的开轧温度范围为750℃～850℃。
