[发明专利]一种微合金化生产Φ12-25mmHRB500E直条钢筋的冶炼方法

说明书

本发明公开了一种微合金化生产Φ12‑25mmHRB500E直条钢筋的冶炼方法，该钢筋的化学成分为：C：0.19～0.25％，Si：0.60‑0.80％，Mn：1.10～1.4％，S：≤0.04％，P：≤0.04％，N：0.01～0.015％，Ti：0.03～0.05％，V：0.05~0.07%，Cr:0.1～0.3％，Cr+Mn二者的质量百分数总和≤1.55%，Ceq≤0.54%；冶炼方法：在转炉出钢添加预脱氧复合渣洗剂，该渣洗剂质量百分比成分为：萤石5‑10%、电石65‑75%、石灰石15‑25%；转炉出钢加完预脱氧复合渣洗剂，然后按顺序加入硅锰合金、硅铁、高碳铬铁合金，所有合金必须在出钢1/3时开始加入，在出钢3/4时合金全部加完，高氮复合强化剂在转炉合金加完后加入，加入量为0.6‑0.8kg/t，其成分组成：N 12‑20%、Ti 18‑25%，钛铁、钒氮合金加完后进行软吹，软吹效果以破钢渣钢水裸露直径100‑200mm大小即可。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种满足GB/T1499.2-2018标准的要求的含Ti、v、N、Cr微合金化生产Φ12-25mmHRB500E直条钢筋的冶炼方法。

背景技术

HRB500E是GB/T1499.2-2018《钢筋混凝土用钢筋 第2部分：热轧带肋钢筋》规定的一种钢筋牌号,旧称四级螺纹钢筋，是一种高强抗震钢筋，是目前高层建筑和超高层建筑上使用的高强度钢筋。在GB/T1499.2-2018中规定了C、Si、Mn、P、S元素的上限和Ceq（碳当量）上限，根据需要可加入V、Nb、Ti等元素；也规定了钢中N含量应不大于0.012%，钢中如有足够数量的N结合元素，含N量可适当放宽，没有规定N含量放宽的上限。对钢材的组织要求主要应是铁素体加珠光组织，基圆上不应有回火马氏体组织。

热轧带肋钢筋是生产许可证产品，在《建筑用钢筋产品生产许可证实施细则》中规定生产用于500级抗震的热轧带肋钢筋和耐蚀钢筋、600级热轧带肋钢筋和各牌号级别不锈钢钢筋的钢坯时必须使用精炼炉。

HRB500E通常是在HRB400E基础上增加强化元素通过常规热轧或轧后控冷来满足HRB500E的力学性能指标。国内主要以V-N微合金强化技术生产HRB500E，V含量通常需加到0.09%左右，基本上是HRB400E的一倍，企业成本很高。钒氮合金价格较高，而且近几年波动较大，2018年钒氮合金出现持续涨价：从年初的20万元/吨涨到11月的80万元/吨，即使在2021年5月，也保持在15万元/吨左右；这使得HRB500E较HRB400E成本增加很多。钛铁合金价格较低多年来稳定在1万元/吨左右。但采用钛合金强化生产HRB400E的报道很少，用钛合金强化生产HRB500E更是鲜有报道，主要原因是Ti元素的化学性质非常活泼，在冶炼合金化过程中极易与渣、钢中的氧发生化学反应，从而导致在冶炼过程中Ti的收得率较低且不稳定，生产难以控制。通过精炼有助于提高Ti的收得率，在钢中起到细晶和强化作用。HRB500E生产要求必须要有精炼设备，这为Ti微合金化生产HRB500E提供过了便利条件。为此设计一种V\Ti复合微合金强化生产500MPa级热轧带肋钢筋及其生产工艺，对于企业降低成本、提高市场竞争力就具有现实意义。

范银平 李璟 杨陈莉在《河南冶金》2017年2月 第25卷第1期发表的论文“HRB500E抗震钢筋生产工艺及性能优化”提供了一种采用钒氮微合金化化生产Φ12~Φ32mmHRB500E的成分范围，见表1

表1

按照该论文观点，采用V-N合金强化，给出V的上限。根据常规分析V的控制范围与国内生产HRB500E的合金范围相当，成本较高，而且论文提出轧制时需要提高加热炉加热时间，这会影响到轧制效率。

刘艳林在《甘肃冶金》2015年6月 第37卷第3期发表的论文“HRB500E高强抗震钢筋的开发”。该论文提供了不同规格HRB500E的成分范围，见表2，提出提碳、锰、添加Cr元素，适当降低V含量生产 HRB500E的观点。

表2