钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋及其制备方法技术

本发明专利技术公开了钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋及其制备方法，所述钢筋具有以下重量百分比计的化学成分：C 0.21～0.25wt%、Si 0.45～0.55wt%、Mn 1.25～1.40wt%、Cr 0.30～0.35wt%、V 0.065～0.080wt%、S≤0.040wt%、P≤0.045wt%、O≤0.0070wt%、N 0.0165～0.0200wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；其制备方法包括钢水冶炼、脱氧合金化、LF炉精炼、浇铸、钢坯加热及控轧控冷工序。本发明专利技术在出钢钢包加入一定量含钒生铁替代昂贵的钒合金，增加了钢水V含量，降低了钒合金加入量；脱氧合金化过程中加入少量硅氮合金，增加了钢水中氮含量，降低了钢中V/N配比值，促进了轧制过程V从固溶状态向碳氮化物析出相的转移，使钢的析出强化效果明显改善；本发明专利技术制备方法生产成本低、工艺适用性及控制性强。

【技术实现步骤摘要】
钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋及其制备方法
本专利技术属于冶金
，具体涉及一种钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋及其制备方法。
技术介绍
热轧带肋钢筋是钢筋混凝土建筑结构的主要增强材料，在结构中承载着拉、压应力和应变等负载的应力应变。目前我国热轧带肋钢筋年产量约2亿吨，是国民经济建筑工程结构建设使用最多的钢铁材料。随着我国建筑向高层、大跨度及抗震结构方向的不断发展，开发高强韧、综合性能优异的细晶抗震钢筋已是钢铁行业提升技术水平和产品结构调整的重要任务之一。近年来随着建筑结构不断升级，用钢强度持续提高，促进了建筑用钢筋的升级换代和产品标准的修改完善。热轧带肋钢筋国家标准GB/T1499.2-2018于2018年11月1日正式实施，新标准增加了金相组织检验规定及配套的宏观金相、截面维氏硬度、微观组织检验方法，对钢筋性能、质量检验和判定作出了更严格和更明确规定，对生产工艺提出了更高、更严格的要求，对提升热轧带肋钢筋产品质量、促进节能减排、淘汰落后产能产生积极的推进作用。目前国内针对GB/T1499.2-2018标准实施后500MPa高强抗震钢筋的生产技术，主要采用钒氮微合金化工艺，钢中V含量控制≥0.085wt%，通过适当控轧工艺得到宏观金相、截面维氏硬度、微观组织满足GB/T1499.2-2018标准的500MPa高强钢筋，钢筋显微组织铁素体晶粒度控制在9.5～11.0级，但钒合金价格昂贵，导致生产成本较高，不利于钢筋企业生产成本的降低和产品市场竞争力的提升。目前国内尚本无专利技术铬钒微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋制备方法的相关专利和论文研究报道。综上所述，降低生产成本、提高产品质量是目前制备500MPa高强抗震钢筋亟需解决的问题，因此开发一种铬钒微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋制备方法是极其必要的。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋，第二目的在于提供钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋的制备方法。本专利技术的第一目的是这样实现的，钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋，包括以下重量比的化学成分：C0.21～0.25wt%、Si0.45～0.55wt%、Mn1.25～1.40wt%、Cr0.30～0.35wt%、V0.065～0.080wt%、S≤0.040wt%、P≤0.045wt%、O≤0.0070wt%、N0.0165～0.0200wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。本专利技术的第二目的是这样实现的，钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋的制备方法，包括钢水冶炼、脱氧合金化、LF炉精炼、浇铸、钢坯加热及控轧控冷工序，具体包括以下步骤：a、钢水冶炼：将废钢、生铁及铁水分别按160～180kg/t钢、30～40kg/t钢、850～880kg/t钢配比，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20～25kg/t钢，轻烧白云石加入量为15～18kg/t钢，菱镁球加入量为0.5kg/t钢，控制终点碳含量≥0.07wt%，出钢温度≤1625℃；出钢前钢包按4.0kg/t钢的量，加入下列质量比的含钒生铁：成分C3.5wt%、Si0.40wt%、Mn0.65wt%、V1.50wt%、P0.205wt%、S0.075wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；出钢前向加入含钒生铁的钢包底部按1.0kg/t钢的量，加入渣洗料进行渣洗，出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为15～20/NL/min；所述废钢化学成分C0.20～0.25wt%，Si0.35～0.60wt%，Mn1.25～1.50wt%，P0.032～0.050wt%，S0.028～0.050wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述生铁化学成分C3.2～3.4wt%、Si0.20～0.40wt%、Mn0.40～0.60wt%、P0.080～0.100wt%、S0.020～0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述铁水化学成分C4.2～4.6wt%、Si0.25～0.45wt%、Mn0.40～0.70wt%、P0.085～0.110wt%、S≤0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，所述铁水温度≥1290℃；所述渣洗料化学成分Al2O321.5wt%，SiO25.2wt%，CaO46.5wt%，Al9.2wt%，MgO6.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；b、脱氧合金化：将a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：硅铝钙脱氧剂→硅铁→硅锰合金→高碳锰铁→高碳铬铁→硅氮合金→高氮钒合金，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脱氧剂：Si28.5wt%，Ca14.5wt%，Al11.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按5.1～6.7kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按9.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn65.9wt%，Si17.6wt%，C1.9wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按8.9～10.9kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn75.8wt%，C7.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按4.9～5.9kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr54.2wt%，C7.8wt%，P0.085wt%，S0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.25kg/t钢的量，加入下列质量比的硅氮合金：Si46.5wt%，N34.5wt%，C1.75wt%，P0.020wt%，S0.018wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.78～0.98kg/t钢的量，加入下列质量比的高氮钒合金：V77.8wt%，N19.1wt%，C1.25wt%，P0.075wt%，S0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到4/5时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉精炼工位进行精炼处理；c、钢水LF炉精炼：将钢水吊到LF炉精炼工位接好氮气带，开启氮气采用流量为10～20NL/min的氩气对钢水进行吹氩处理，然后下电极采用档位5～7档化渣；通电化渣3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；若渣样偏稀和颜色偏黑，补加石灰3.0～4.0kg/t钢调渣，反之加预熔型精炼渣1.0～2.0kg/t钢调整；根据钢样分析结果，加入合金调整钢液成分，确保成分和温度合格；精炼结束后对钢水进行小流量软吹氮，吹氮时间2分钟，氮气流量控制为15～20NL/min；吹氮结束后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；d、钢水浇铸：在中间包温度为1525～1540℃，拉速为2.9～3.1m/min，结晶器冷却水流量为145～150m3/h，二冷比水量为2.1～2.3L/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c步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋，其特征在于包括以下重量比的化学成分：C 0.21～0.25wt%、Si 0.45～0.55wt%、Mn 1.25～1.40wt%、Cr 0.30～0.35wt%、V0.065～0.080wt%、S≤0.040wt%、P≤0.045wt%、O≤0.0070wt%、N 0.0165～0.0200wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。/n

【技术特征摘要】
1.钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋，其特征在于包括以下重量比的化学成分：C0.21～0.25wt%、Si0.45～0.55wt%、Mn1.25～1.40wt%、Cr0.30～0.35wt%、V0.065～0.080wt%、S≤0.040wt%、P≤0.045wt%、O≤0.0070wt%、N0.0165～0.0200wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。


2.权利要求1所述的钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋的制备方法，包括钢水冶炼、脱氧合金化、LF炉精炼、浇铸、钢坯加热及控轧控冷工序，其特征在于具体包括以下步骤：
a、钢水冶炼：将废钢、生铁及铁水分别按160～180kg/t钢、30～40kg/t钢、850～880kg/t钢配比，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20～25kg/t钢，轻烧白云石加入量为15～18kg/t钢，菱镁球加入量为0.5kg/t钢，控制终点碳含量≥0.07wt%，出钢温度≤1625℃；出钢前钢包按4.0kg/t钢的量，加入下列质量比的含钒生铁：成分C3.5wt%、Si0.40wt%、Mn0.65wt%、V1.50wt%、P0.205wt%、S0.075wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；出钢前向加入含钒生铁的钢包底部按1.0kg/t钢的量，加入渣洗料进行渣洗，出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为15～20/NL/min；所述废钢化学成分C0.20～0.25wt%，Si0.35～0.60wt%，Mn1.25～1.50wt%，P0.032～0.050wt%，S0.028～0.050wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述生铁化学成分C3.2～3.4wt%、Si0.20～0.40wt%、Mn0.40～0.60wt%、P0.080～0.100wt%、S0.020～0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述铁水化学成分C4.2～4.6wt%、Si0.25～0.45wt%、Mn0.40～0.70wt%、P0.085～0.110wt%、S≤0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，所述铁水温度≥1290℃；所述渣洗料化学成分Al2O321.5wt%，SiO25.2wt%，CaO46.5wt%，Al9.2wt%，MgO6.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；
b、脱氧合金化：将a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：硅铝钙脱氧剂→硅铁→硅锰合金→高碳锰铁→高碳铬铁→硅氮合金→高氮钒合金，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脱氧剂：Si28.5wt%，Ca14.5wt%，Al11.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按5.1～6.7kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按9.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn65.9wt%，Si17.6wt%，C1.9wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按8.9～10.9kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn75.8wt%，C7.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按4.9～5.9kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr54.2wt%，C7.8wt%，P...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，赵宇，张卫强，李金柱，吴光耀，曹重，邓家木，苏灿东，刘林刚，刘红兵，赵亮，
申请(专利权)人：武钢集团昆明钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53