[发明专利]铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋及其制备方法

权利要求书

1.一种铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋的制备方法，其特征在于，包括以下重量份的化学成分：C 0.21~0.25wt%、Si 0.40~0.52wt%、Mn 1.38~1.52wt%、Nb 0.007~0.011wt%、V 0.010~0.015wt%、S≤0.045wt%、P≤0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述制备方法包括钢水冶炼、脱氧合金化、钢水氩站精炼、钢水浇铸、钢坯加热及钢坯控轧控冷工序，具体包括以下步骤：

S1、钢水冶炼：将废钢、生铁及铁水分别按70~100kg/t_钢、50kg/t_钢、930~960kg/t_钢的冷配加入LD转炉，之后进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、轻烧白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为25~30kg/t_钢，轻烧白云石加入量为15~20kg/t钢，菱镁球加入量为1.0~2.5kg/t_钢，控制终点碳含量≥0.06wt%，出钢温度≤1660℃；出钢前钢包按6.0~7.0kg/t_钢的量，加入下列质量比的含钒生铁：成分C 3.5wt%、Si 0.40wt%、Mn 0.65wt%、V 1.05~1.35wt%、P0.205wt%、S 0.075wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，含钒生铁加入钢包后烘烤3~5分钟；出钢前向加入含钒生铁并烘烤过的钢包底部加入活性石灰进行渣洗，石灰加入量为1.0kg/t_钢，出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为10~15NL/min；所述废钢化学成分:C0.20~0.25wt%，Si 0.35~0.60wt%，Mn 1.20~1.40wt%，P 0.028~0.050wt%，S 0.025~0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述生铁化学成分C 3.2~3.5wt%、Si 0.30~0.50wt%、Mn 0.40~0.60wt%、P 0.060~0.080wt%、S 0.020~0.030wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述铁水化学成分C 4.0~4.5wt%、Si 0.15~0.35wt%、Mn 1.00~1.30wt%、P 0.080~0.120wt%、S≤0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，所述铁水温度≥1300℃；

S2、脱氧合金化：将S1步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：硅铝钙钡脱氧剂→碳化硅→硅铁→硅锰合金→高碳锰铁→高硅铌铁，依次向钢包中加入下列物质：按1.0kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅铝钙钡脱氧剂：Si30.5wt%，Ca 15.0wt%，Al 9.5wt%、Ba 8.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.8kg/t_钢的量，加入下列质量比的碳化硅：SiC 82.5wt%，C 26.5wt%，P 0.053wt%，S0.035wt%，其余为不可避免的不纯物；按2.7~4.1kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si 73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按12.9~15.2kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.2wt%，Si 17.3wt%，C 1.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按5.5kg/t_钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 75.2wt%，C 6.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.11~0.18kg/t_钢的量，加入下列质量比的铌铁：Nb 64.5wt%，Si 6.7wt%，C 0.35wt%，P 0.214wt%，S 0.075wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至氩站进行精炼处理；

S3、钢水氩站精炼：将钢水吊至氩站工位接好氮气带，对钢水进行吹氮处理，吹氮时间为4分钟，之后加入钢水覆盖剂，然后将钢水吊至浇铸工位；

S4、钢水浇铸：在中间包温度为1525~1535℃，拉速为2.9~3.1m/min，结晶器冷却水流量为115~125m³/h，二冷比水量为1.5~1.7L/kg的条件下，采用R9m直弧形连续矫直5机5流小方坯铸机将S3步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯；

S5、钢坯加热：将S4步骤钢坯送入均热段炉温为1050~1100℃的加热炉中，加热60~70分钟，钢坯出钢之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制;

S6、钢坯控轧控冷：将S5步骤钢坯在速度为0.5~1.0m/s的轧制条件下粗轧6个道次；之后在速度为3.0~4.0m/s的轧制条件下中轧4~6个道次；之后进入精轧前预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为80~100m³/h，最后在速度为10.0~13.5m/s的轧制条件下精轧3~5个道次；将精轧后钢材通过1个半段长度为2.2米的长管水冷段装置和1个长度4.5米的长管水冷段装置进行控冷，水泵压力为1.5~1.8MPa；控冷后钢筋在冷床自然空冷至室温，即获得400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋。