一种NbV复合微合金化HRB400E钢筋及生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种NbV复合微合金化HRB400E钢筋及生产工艺，所述钢筋化学成分组成及质量百分含量为：C：0.19‑0.21%、Si：0.32‑0.38%、Mn：1.33‑1.38%、P≤0.041%、S≤0.041%、Nb：0.017‑0.019%、V：0.010‑0.014%、N：50‑70ppm、O≤50ppm，余量为Fe和不可避免的杂质；所述生产工艺包括冶炼、连铸、轧制工序。本发明专利技术生产的钢筋，金相组织为F+P+B，晶粒度为8.0‑8.5级，屈服平台明显，钢筋表面是致密的Fe3O4组织，晶粒组织细化，钢筋的焊接性能、冷弯性能、疲劳极限性能、抗氧化性能优于单纯使用Nb或者V一种合金的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种NbV复合微合金化HRB400E钢筋及生产工艺
本专利技术属于冶金
，具体涉及一种NbV复合微合金化HRB400E钢筋及生产工艺。
技术介绍
国标GB-T1499.2-2018规定了HRB400E钢筋的成份控制，但对其生产工艺未做详细的规定，目前成熟的技术采用Nb或者V微合金化工艺生产，由于钒原料价格上涨，单纯钒微合金化成本较高，而单纯用铌微合金化钢筋屈服强度值偏下限且存在屈服平台不明显的问题，铌钒复合微合金化能有效弥补这两方面的不足，既能保证钢筋性能，又可降低成本，为螺纹钢产品生产提供了良好方向。虽然NbV复合微合金化工艺具有成本+质量优势，但是未见任何钢厂进行实质性的生产技术研发工作。宣钢致力于NbV复合微合金化工艺开发生产，实际开发过程因C高0.23-0.25%，出现过钢筋性能屈服平台不明显的现象；N含量控制偏高，出现过导致钢筋时效性能大性能低于标准要求现象，氧含量高导致Nb、V合金吸收率不稳定成份不稳定现象；通过多次试验统计分析最终确定了碳窄成份科学控制范围，硅、锰、铌、钒、氮、氧窄成份生产工艺，产品质量满足标准要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种NbV复合微合金化HRB400E钢筋及生产工艺。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种NbV复合微合金化HRB400E钢筋，所述钢筋化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.19-0.21%、Si：0.32-0.38%、Mn：1.33-1.38%、P≤0.041%、S≤0.041%、Nb：0.017-0.019%、V：0.010-0.014%、N：50-70ppm、O≤50ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。本专利技术所述钢筋化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.20%、Si：0.35%、Mn：1.36%、P≤0.036%、S≤0.036%、Nb：0.018%、V：0.013%、N：60ppm、O≤40ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。本专利技术所述钢筋规格为Φ12-25mm；金相组织为铁素体（F）+珠光体（P）+贝氏体（B），铁素体+珠光体≥90%，贝氏体≤10%，晶粒度为8.0-8.5级。本专利技术所述钢筋屈服强度430-460MPa、抗拉强度590-615MPa、伸长率27-35%、Agt：13-14%、强屈比1.33-1.38、冷弯反弯性能良好。本专利技术还提供了一种NbV复合微合金化HRB400E钢筋的生产工艺，所述生产工艺包括冶炼、连铸、轧制工序；所述冶炼工序，采用顶底复合转炉冶炼，Nb合金化采用0.27-0.30kg/t钢的FeNb60-B、吸收率85%，V合金化采用0.16-0.24kg/t钢的FeV50-A、吸收率90%，终点控制采用高拉碳工艺；所述轧制工序，开轧温度970-1000℃。本专利技术所述冶炼工序，采用顶底复合转炉冶炼，转炉冶炼720秒时，转炉底吹系统自动切换成氩气进行底吹搅拌，单块砖底吹流量为40m3/h，根据转炉的公称容量，底吹透气砖为4、6、8块。必须采取必要的钢包底吹氩气均匀钢水温度和成份，去除夹杂物工艺。本专利技术所述冶炼工序，终点控制采用高拉碳工艺，转炉冶炼终点：C≥0.10%、P≤0.030%、S≤0.035%，N：40-50ppm。本专利技术所述冶炼工序，转炉脱氧合金化，增碳剂使用0.70-0.80kg/t钢的石油焦，硅锰合金化使用19-20kg/t钢的硅锰、0.9-1.1kg/t钢的硅铁；脱氧剂采用0.5-1.0kg/t钢的硅铝钡锶。Nb合金化采用GB/T7737—2007《铌铁》中的FeNb60-B；V合金化采用GB/T4139—2012《钒铁》中的FeV50-A。本专利技术所述连铸工序，连续浇注炉次中包过热度控制在20-30℃，中包前两炉过热度控制在30-50℃。本专利技术所述轧制工序，开轧温度970-1000℃，上冷床温度900-920℃本专利技术设计思路：采用顶底复合转炉冶炼，转炉顶底复吹采用氮氩切换工艺，终点控制采用高拉碳工艺，降低了钢水中氧含量，有效的保证了C、Si、Mn、Nb、V合金较高的稳定的吸收率，从而稳定了成份控制和钢筋的性能。采用Nb铁+50钒铁合金配料方案，NbV复合微合金化生产工艺，Si、Mn、V、Nb采用窄成份控制工艺，Si、Mn、Nb、V吸收率控制稳定，根据Nb和V微合金化工艺特性，测算出最佳的碳、氮含量控制范围，充分发挥了Nb+V微合金化作用。采用窄温度范围的轧制温度和上冷床温度，轧制钢筋规格为Φ12、Φ14、Φ16、Φ18、Φ20、Φ22、Φ25规格直条钢筋，结合有效C、Si、Mn、Nb、V、N科学的窄成份控制范围，保证NbV微合金化钢筋中的贝氏体组织不大于10%，其余全部为铁素体+珠光体组织，从而保证钢筋的屈服平台明显且稳定。钢筋上冷床温度控制在900-920℃，充分发挥了控冷工艺，钢筋表面为致密的Fe304，避开了钢筋表面Fe203转变温度，提高了钢筋的抗氧化能力。本专利技术NbV复合微合金化HRB400E钢筋产品标准参考GB/T1499.2-2018；产品性能检测方法标准参考GB/T228.1-2010。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本专利技术与单纯使用钒微合金化技术方案比较，采用本专利技术生产工艺钢筋的屈服强度性能、抗拉强度性能更稳定，在钒合金持续涨价的因素影响下，成本降低≥20元/吨钢，具有质量、成本双优势。2、本专利技术与单纯使用Nb微合金化技术方案比较，解决了为发挥Nb微合金化作用而采用高开轧温度，屈服平台不明显的问题。3、本专利技术生产的钢筋，金相组织为F+P+B，铁素体+珠光体≥90%，贝氏体≤10%，晶粒度为8.0-8.5级,屈服平台明显，钢筋表面是致密的Fe3O4组织，晶粒组织细化，钢筋的焊接性能、冷弯性能、疲劳极限性能、抗氧化性能优于单纯使用Nb或者V一种合金的性能。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细地说明。实施例1本实施例NbV复合微合金化HRB400E钢筋规格为Φ12mm四切分钢筋，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.21%、Si：0.35%、Mn：1.36%、P：0.028%、S：0.015%、Nb：0.018%、V：0.012%、N：64ppm、O：43ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。本实施例NbV复合微合金化HRB400E钢筋的生产工艺包括冶炼、连铸、轧制工序，具体工艺步骤如下所述：（1）冶炼工序：采用顶底复合转炉冶炼，转炉顶底复吹采用氮氩切换工艺；转炉脱氧合金化，增碳剂使用0.78kg/t钢的石油焦，合金化使用20kg/t钢的硅锰、1.0kg/t钢的硅铁、0.28kg/t钢的FeNb60-B、0.20kg/t钢的FeV50-A，脱氧剂采用0.5kg/t钢的硅铝钡锶；终点控制采用高拉碳工艺，转炉冶炼终点：C：0.13%、P：0.024%、S：0.014%，N：48ppm；（2）连铸工序：连续浇注炉次中包过热度控制在25℃；（3）轧制工序：开轧温度980℃，上冷床温度910℃。本实施例NbV复合微合金化HRB400E钢筋性能指标见表1，金相组织为40%F+52%P+8%B。表1轧制规格Φ12四切分钢筋性能实施例2本实施例NbV复合微合金化HRB400E钢筋规格为Φ14mm三切分钢筋，其化学成分组成及质量百分含量为：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种NbV复合微合金化HRB400E钢筋，其特征在于，所述钢筋化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.19‑0.21%、Si：0.32‑0.38%、Mn：1.33‑1.38%、P≤0.041%、S≤0.041%、Nb：0.017‑0.019%、V：0.010‑0.014%、N：50‑70ppm、O≤50ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种NbV复合微合金化HRB400E钢筋，其特征在于，所述钢筋化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.19-0.21%、Si：0.32-0.38%、Mn：1.33-1.38%、P≤0.041%、S≤0.041%、Nb：0.017-0.019%、V：0.010-0.014%、N：50-70ppm、O≤50ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种NbV复合微合金化HRB400E钢筋，其特征在于，所述钢筋化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.20%、Si：0.35%、Mn：1.36%、P≤0.036%、S≤0.036%、Nb：0.018%、V：0.013%、N：60ppm、O≤40ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的一种NbV复合微合金化HRB400E钢筋，其特征在于，所述钢筋规格为Φ12-25mm；金相组织为铁素体+珠光体+贝氏体，铁素体+珠光体≥90%，贝氏体≤10%，晶粒度为8.0～8.5级。4.根据权利要求1所述的一种NbV复合微合金化HRB400E钢筋，其特征在于，所述钢筋屈服强度430-460MPa、抗拉强度590-615MPa、伸长率27-35%、Agt：13-14%、强屈比1.33-1.38、冷弯反弯性能良好。5.基于权利要求1-4任意一项所述的一种NbV复合微合金化HRB400E钢筋的生产工艺，其特征在于，所述生产工艺包括冶炼、连铸、轧制工序；所述冶炼工序，采用顶底复合转炉冶炼，Nb合金化采用0.27-0.30kg/t钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓建新，贾建平，孙贵平，王建忠，贾明雪，赵晓锋，王晓娣，尹志强，王新路，
申请(专利权)人：宣化钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河北,13