一种含铌氮微合金化HRB400E钢筋及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种铌氮微合金化HRB400E钢筋及其生产方法，本发明专利技术利用铌和氮对钢筋的析出强化作用，部分代替固溶强化元素锰和硅，部分或全部代替微合金化元素钒，同时利用廉价的氮元素对钢筋进行微合金化处理，发挥微量铌和氮析出强化作用。本发明专利技术产品的Rel为435‑490MPa，Rm为590‑650MPa，A为24‑35%，Rm/Rel为1.30‑1.42，A

A microalloyed hrb400e steel bar containing niobium and nitrogen and its production method

【技术实现步骤摘要】
一种含铌氮微合金化HRB400E钢筋及其生产方法
本专利技术涉及一种含铌氮微合金化钢筋及其生产工艺，尤其涉及一种含铌和氮微合金化处理的HRB400E钢筋及其生产工艺。
技术介绍
日前，HRB400MPa级别的钢筋有三大类生产工艺：第一类是主要以20MnSi作为基础成分的碳锰钢系成分设计，采用锰系和硅系铁合金进行锰和硅合金化，钢筋轧后采用空冷工艺，用钒铁或钒氮合金进行钒微合金化，或单独利用铌铁合金进行铌微合金化，或单独采用铌和钒进行复合合金化，一般其主要成分控制[Mn]在1.2wt％-1.6wt％之间，[Si]在0.40wt％-0.80wt％之间，[C]在0.17wt％-0.25wt％之间，[V]控制在0.030wt％-0.05wt％之间或[Nb]控制在0.025wt％-0.05wt％之间，或[V]+[Nb]控制在0.035wt％-0.055wt％，国家标准要求：屈服强度(Rel)≥400MPa，抗拉强度≥550MPa，A≥16％，强屈比(Rm/Rel)≥1.25，总伸长率(Agt)≥9％，超强比(实测屈服强度与标准规定屈服强度之比)≤1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含铌氮微合金化HRB400E钢筋的生产方法，是将高炉铁水，或者高炉铁水与废钢或生铁中的一种或两种加入到转炉内吹氧熔炼，或者加入到电炉内吹氧和喷吹碳粉、送电熔炼，并加入造渣剂；其特征在于，包括以下步骤：/n1)在转炉吹氧冶炼6-12min，或电炉加入生铁或废钢时，加入适量的还原性氧化锰球团；/n2)在转炉出钢前2-6min内，加入适量的还原性氧化铌球团，或者加入适量的还原性氧化钒球团和还原性氧化铌球团的混合物；或电炉出钢时向钢包内加入适量的还原性氧化铌球团，或者加入适量的还原性氧化钒球团和氧化铌球团的混合物；/n3)在转炉出钢开始30-120秒内，根据冶炼终点钢水中的锰含量和HRB400...

【技术特征摘要】
1.一种含铌氮微合金化HRB400E钢筋的生产方法，是将高炉铁水，或者高炉铁水与废钢或生铁中的一种或两种加入到转炉内吹氧熔炼，或者加入到电炉内吹氧和喷吹碳粉、送电熔炼，并加入造渣剂；其特征在于，包括以下步骤：
1)在转炉吹氧冶炼6-12min，或电炉加入生铁或废钢时，加入适量的还原性氧化锰球团；
2)在转炉出钢前2-6min内，加入适量的还原性氧化铌球团，或者加入适量的还原性氧化钒球团和还原性氧化铌球团的混合物；或电炉出钢时向钢包内加入适量的还原性氧化铌球团，或者加入适量的还原性氧化钒球团和氧化铌球团的混合物；
3)在转炉出钢开始30-120秒内，根据冶炼终点钢水中的锰含量和HRB400E钢熔炼成分锰的目标要求范围，加入适量的锰系合金、金属锰中的一种或几种的组合；根据冶炼终点钢水中的硅含量和HRB400E钢熔炼成分硅的目标要求范围，加入适量的硅系合金、金属硅、碳化硅中的一种或几种的组合；根据冶炼终点钢水中的碳含量和HRB400E钢熔炼成分碳的目标要求范围，及考虑其他合金带入碳含量加入适量的増碳剂；
或根据电炉钢水经过LF精炼时钢水中硅与锰的含量和HRB400E钢熔炼成分硅和锰的目标要求范围，在LF精炼炉内加入适量的硅系合金、金属硅、碳化硅中的一种或几种的组合，以及加入适量的锰系合金、金属锰中的一种或几种的组合，进行微调硅和锰的含量，使钢水中硅与锰的质量百分含量比达到HRB400E钢熔炼成份硅和锰的目标要求范围，并根据LF炉钢水的碳含量和考虑合金带入碳含量，加入适量的増碳剂，使钢水中碳的质量百分比含量达到HRB400E钢熔炼成分碳的目标要求范围；
4)在转炉出钢过程中和钢水吹气搅拌站，在微波场条件下，向钢包中的钢水中添加氮元素，使钢水中氮含量达到HRB400E钢熔炼成分氮的目标要求范围，同时考虑上述各类合金中除氮元素以外的其他合金元素在HRB400E钢筋的熔炼目标成分范围之内；
或在电炉的LF精炼站，在微波场条件下，向钢包中的钢水中添加氮元素，使钢水中氮含量达到HRB400E钢熔炼成份氮的目标要求范围，同时考虑上述各类合金中除氮元素以外的其他合金元素在HRB400E钢筋的熔炼目标成分范围之内；
5)在转炉出钢过程中根据转炉终点钢水中钒和铌的含量及HRB400E钢筋熔炼成分钒和铌的目标范围，向钢包中的钢水加入适量的钒元素和/或铌元素；使钢水中钒和铌含量达到HRB400E钢筋熔炼成分钒和铌的目标范围；
或在电炉的LF精炼站根据钢水中钒和铌的含量及HRB400E钢筋熔炼成分钒和铌的目标范围，向钢包中的钢水加入适量的钒元素和/或铌元素；使钢水中钒和铌含量达到HRB400E钢筋熔炼成分钒和铌的目标范围；
经过上述步骤后，最终控制钢水中各种元素质量百分比含量目标范围如下:1.00wt％≤Mn≤1.30wt％、0.30wt％≤Si≤0.80wt％、0.18wt％≤C≤0.25wt％、0.008wt％≤N<0.0150wt％；
当钢水中含Nb不含V时，满足：0.010wt％≤Nb≤0.030wt％；
当钢水中同时含V和Nb时，满足：0.015wt％≤V+Nb≤0.035wt％；
6)钢水经连铸机浇注成不同断面尺寸的钢坯，钢坯热送或钢坯下线冷送至加热炉，钢坯通过加热炉加热，然后被轧制成不同规格的钢筋，经轧制过程及轧后控制冷却，使钢筋上冷床温度在860-950℃，然后经过空冷，定尺剪切，打捆包装，最后得到含铌氮微合金化的HRB400E成品钢筋。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：根据转炉冶炼终点炼钢水中钒及铌含量和HRB400E钢筋的熔炼成分中钒和铌的目标范围含量，出钢时加入适量的钒铁、钒氮合金、氮化钒铁、金属钒、钒的氧化物中的一种或几种组合，或适量的铌铁、金属铌、铌的氧化物中的一种或几种组合，微调钢水中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴光亮，吴昊天，肖业明，刘正贤，
申请(专利权)人：长沙东鑫环保材料有限责任公司，中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43