[发明专利]一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢及其制造方法

说明书

本发明公开一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢及其制造方法，其中，所述螺纹钢的组分包括C、Si、Mn、P、S、Nb、Ti、N以及余量的Fe和杂质，所述铌钛微合金化HRB400级螺纹钢的制造方法包括如下步骤：转炉冶炼、炉外处理、连铸、铸坯加热及轧制，且所述转炉冶炼步骤中加入硅锰、铌铁等合金进行铌微合金化处理，所述炉外处理步骤包括氩站吹氩和LF炉精炼，所述LF炉精炼工序中喂入钛铁包芯线进行钛微合金化处理；本发明提供的技术方案，通过在出钢前加入硅锰、铌铁等合金进行铌微合金化处理，且在LF炉精炼工序中喂入钛铁包芯线进行钛微合金化处理，钛熔入钢液后，适当的铌、钛微合金化处理，提高了铌钛合金的收得率，实现了螺纹钢低成本的稳定可持续生产。

技术领域

本发明涉及钢的制造技术领域，特别涉及一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢及其制造方法。

背景技术

螺纹钢是热轧带肋钢筋的俗称，其牌号由H（Hotrolled热轧）、R（Ribbed带肋）和B（Bars钢筋）及最小屈服点数值共同组成。目前，中国钢材消费依然具有明显的发展中国家特点，建筑业和工业钢材消费量占总消费量的90%左右，而建筑用钢占比超过50%。所以，螺纹钢一段时期内仍将是国内产销量最大的单一钢种系列，最近几年的产销率均以亿吨计，由于其设备要求、技术难度相对较低，同时也是国内中小型钢厂最主要的生产品种之一。

为了实现螺纹钢的产品升级，螺纹钢新标准 GB/T 1499.2-2018发布，并已于2018年 11月1日强制推行实施。新标准取消335MPa级钢筋，增加了 600MPa级钢筋，实际上适应了绿色化建筑的需求；对重量偏差适当加严，明确了重量偏差不允许复验；增加了钢筋疲劳试验方法的规定，特别增加了金相组织检验的规定；增加了截面维氏硬度、宏观金相、微观组织及检验方法等内容。

螺纹钢新国标的实施而对行业的发展产生了重要影响。特别是增加金相组织和维氏硬度检验方面的规定：组织主要为铁素体加珠光体，基圆不得出现回火马氏体组织，维氏硬度检验两点的硬度差值应小于或等于40Hv。目前国内多数从事螺纹钢生产的中小型钢企采用的是强穿水提高屈服强度的方法以节省合金化成本，其外缘金相组织基本为马氏体组织，新国标的实施，对此类企业和强穿水、控轧控冷工艺是重大打击，回归通过合金提高强度的路径后，合金化成本将明显上升，对企业的成本和工艺稳定性控制来说，都是极大挑战。目前我国螺纹钢普遍采用钒系合金进行合金化，提高成品强度，保证达到目标力学性能。

随着螺纹钢新国标的实施，多数螺纹钢生产企业开始通过加入钒系合金实现合金强化，但钒合金在我国属于紧缺资源，价格一直处于高位且随着新国标的实施大幅上涨。而我国钛资源丰富，生产工艺成熟，市场价格长期稳定，且其合金强化效果已在许多钢中得以验证。国内螺纹钢采用钛微合金化也有一些研究，但存在以下问题：（1）采用氮化钛铁进行钛的微合金化，虽然有利于轧制过程中析出TiN达到强化效果，但是TiN价格过高，对成本控制的贡献有限；（2）含钛合金，如氮化钛铁等均在出钢过程中或氩站投入式加入，收得率不佳且波动严重；（3）铌加入后，连铸过程中的漏钢发生率、连铸坯裂纹缺陷均明显升高。

发明内容

本发明的目的是提出一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢及其制造方法，解决现有螺纹钢强度级别低，生产成本高，钛微合金化钛和氮的收得率不佳的问题，该制造方法采用钛或铌钛复合微合金化替代钒微合金化生产HRB400级螺纹钢，该螺纹钢的直径为12~28mm，所述螺纹钢常温下的屈服强度ReL≥450MPa，抗拉强度Rm≥600MPa，屈强比Rm/Rel≥1.3，具有高强度，重量偏差小、稳定性好等优点，符合新国标性能要求。

为实现上述目的，本发明提出一种铌钛微合金化HRB400级螺纹钢，其组分及重量百分比含量包括：

C：0.22～0.25%，Si：0.30～0.50%，Mn：1.20～1.50%，P≤0.025%，S≤0.025%，Nb：0.012～0.015%、Ti：0.010～0.018、N：0.010～0.012，其余为Fe和不可避免的杂质。