專利名稱：一種含鉻氮微合金化hrb500e鋼筋及其生產方法
技術領域：
本發明涉及一種含鉻氮微合金化鋼筋及其生產工藝，尤其涉及一種含鉻和氮微合金化處理的HRB500E鋼筋及其生產工藝。
背景技術：
目前，HRB500MPa級別的鋼筋有三大類生產工藝。一類是主要以20MnSi作為基礎成分的碳錳鋼系成分設計，采用錳系和硅系鐵合金進行錳和硅合金化，用釩鐵或釩氮合金進行釩微合金化，利用鈮鐵合金進行鈮微合金化，其主要成分控制[Mn]在1. 3-1. 6%之間， [Si]在 0. 45-0. 80%之間，[C]在 0. 17-0. 25%之間，[V]控制在 0. 08-0. 12%之間或[Nb] 控制在0.05-0. 12%之間，或采用釩+鈮復合合金化。屈服強度(Rel)彡500MPa，抗拉強度 (Rm)彡630MPa，斷面收縮率㈧彡16%，主要依靠碳、錳和硅固溶強化和釩或鈮以碳氮化物析出強化，該方法為最為傳統和最為成熟的鋼筋生產方法。但該方法存在如下問題①硅錳及碳含量較高，碳當量偏高焊接性能較差，同時合金成本升高；②在凝固和冷卻過程中容易產生元素偏析；③釩或鈮含量高，一方面大量消耗貴重資源，一方面合金成本高；④容易出現屈服不明顯和混晶現象。第二類是將成分按下限控制，且釩或鈮使用量大幅度減少，采用低溫大變形量軋制，生產出超細晶鋼，合金成分可以降低，以晶粒細化作為提高鋼筋強度的主要手段。該方法存在缺點是①需要大幅度增加軋機能力或重新新建軋制生產線，投資巨大，且現有設備無法利用；②生產的鋼筋不能采用常規焊接，否則焊接區因晶粒長大，造成鋼筋強度大幅度下降；③該方法生產HRB500還處于工業探索試驗階段，技術不成熟，不可控因素多，產品質量不穩定。第三類是將成分控制在下限，且極少使用釩或鈮，采用軋后穿水強制冷卻，合金成分也可大幅度降低，該方法僅處于工業試驗階段，并且存在如下明顯缺陷①需增加穿水設備，增加投資；②鋼筋性能波動大，時效現象嚴重，產品質量穩定性極差；③鋼筋容易銹蝕、焊接性能差、抗震性極差等使用性能缺陷，嚴重影響鋼筋使用，市場幾乎不接受采用此方法生產的HRB500鋼筋；④鋼筋表面和芯部組織不一致，表面極易出現回火馬氏體和回火索氏體，超出國家標準鋼筋組織為鐵素體+珠光體的基本要求。

發明內容
本發明的目的在于提供一種低成本生產高強度級別、質量穩定和受市場歡迎的 HRB500E高強度級別鋼筋及其生產方法。為實現上述目的，本發明采用的技術方案是一種含鉻氮微合金化HRB500E鋼筋的生產方法，是將高爐鐵水，或者高爐鐵水與廢鋼或生鐵塊中的一種或兩種加入到轉爐內吹氧熔煉，或者加入到電爐內吹氧和送電熔煉，并加入造渣劑；包括以下步驟1)在轉爐吹氧冶煉3-lOmin時，或電爐加入生鐵或廢鋼時，加入還原性氧化鉻球團，或者還原性氧化鉻球團與還原性氧化錳球團的混合物；2)在轉爐出鋼前3-8min內，加入還原性氧化釩球團和還原性氧化鈮球團中的一種或兩種；或電爐出鋼時向鋼包內加入還原性氧化釩球團和還原性氧化鈮球團中的一種或兩種；3)在轉爐出鋼后30-90秒內，根據冶煉終點鋼水中的Mn含量目標加入錳系合金和金屬錳中的一種或幾種的組合，根據冶煉終點鋼水中的Si含量目標加入硅系合金、金屬硅、碳化硅中的一種或幾種的組合；根據冶煉終點鋼水中的碳含量及考慮其他合金帶入碳含量加入增碳劑；或根據電爐鋼水經過LF精煉后鋼水中硅與錳的含量，在LF精煉爐內加入硅系合金、金屬硅、碳化硅中的一種或幾種的組合，和錳系合金、金屬錳中的一種或幾種的組合進行微調硅和錳的含量，使鋼水中硅與錳的質量百分含量比達到目標，并根據LF爐鋼水的碳含量和考慮合金帶入碳含量，加入增碳劑，使鋼水中碳的質量百分比含量達到目標；所述的錳系合金包括錳鐵合金、硅錳合金、碳化錳等含有金屬錳的合金；所述的硅系合金包括硅鐵合金、硅錳合金等含有硅的合金；4)在轉爐出鋼過程中和鋼水吹氣攪拌站，在微波場條件下向鋼包中的鋼水吹氮氣，或加入硅氮合金(即含有硅氮的合金)、氮化釩、氮化硅、氮化硅錳、氮化錳、氮化鉻中的一種或幾種的組合，使鋼水中氮含量達到目標；或者在電爐的LF精煉站，在微波場條件下，向鋼包中的鋼水吹氮氣或加入硅氮合金、氮化釩、氮化硅、氮化硅錳、氮化錳、氮化鉻中的一種或幾種的組合，使鋼水中氮含量達到目標；經過上述步驟后，最終控制鋼水中各種元素質量百分比含量目標如下0.90Wt% 彡 Mn 彡 1. 3wt %,0. 40wt % ^ Si ^ 0. 80wt %,0. 60wt % ^ Gr ^ 0. 85wt %,0. 17wt % 彡 C 彡 0. 25wt%,0. 012wt%^ N 彡 0. 020wt% ；鋼水中含V不含Nb時滿足0. 045wt%^ V彡0. 080wt%,鋼水中含Nb不含V時滿足0. 045wt%^ Nb彡0. 080wt%,同時含 V 和 Nb 時滿足，0. 040wt%< V+Nb 彡 0. 075wt% ；5)鋼水澆注成鋼坯，通過加熱爐加熱，軋制冷卻。上述生產過程中還可以根據轉爐冶煉終點煉鋼水中鉻、釩及鈮含量，出鋼時加入釩鐵合金、釩氮合金、金屬釩、鈮鐵合金、金屬鈮、鉻鐵合金、金屬鉻、碳化鉻、氮化鉻中的一種或幾種，微調鋼水中的鉻、釩和鈮含量，使上述各元素質量百分含量比均達到目標；或根據電爐出鋼后經LF爐精煉后鋼水中鉻、釩及鈮含量，加入釩鐵合金、釩氮合金、金屬釩、鈮鐵合金、金屬鈮、鉻鐵合金、金屬鉻、碳化鉻、氮化鉻中的一種或幾種，微調鋼水中的鉻、釩和鈮含量，使上述各元素均達到質量百分含量比目標。所述的還原性氧化錳球團為氧化錳礦內配碳后經過低溫燒結而成，還原性氧化鉻球團為氧化鉻礦內配碳后經過低溫燒結而成，還原性氧化釩球團為V2O5經過內配碳后低溫燒結而成，還原性氧化鈮球團為Nb2O5經過內配碳低溫燒結而成。所述的增碳劑為類石墨、石油焦、碳粉、碳化硅、碳化鈣中的一種或幾種的組合。所述鐵水為通用的普通鐵水和含鉻量在0. 10-0. 90%的鐵水中的一種或兩種。步驟4)中所述的吹氮氣強度為0. 02-0. 3m3/min. t鋼，吹氮氣時間控制在 3-10mino步驟幻中鋼水經連鑄機澆注成鋼坯，通過加熱爐加熱，加熱溫度在900-1250°C之
5間，開軋溫度在850-1100°C之間，終軋溫度在850-1050°C之間，軋后進行空冷卻。一種含鉻氮微合金化HRB500E鋼筋，是含有以下質量含量的各種元素的鋼水制備而成的0. 90wt % ^ Mn ^ 1. 3wt %,0. 40wt % ^ Si ^ 0. 80wt %,0. 60wt % ^ Gr ^ 0. 85wt%,0. 17wt%^ C 彡 0. 25wt%,0. 012wt%^ N 彡 0. 020wt% ；鋼水中含V不含Nb時滿足0. 045wt%^ V彡0. 080wt%,鋼水中含Nb不含V時滿足0. 045wt%^ Nb彡0. 080wt%,同時含 V 和 Nb 時滿足，0. 040wt%^ V+Nb 彡 0. 075wt% ；性能滿足Re1 在 520-580MPa 之間，Rm 在 640_730MPa 之間，A 在 22_32 % 之間，Rm/ Rel在1.30-1. 40之間，冷彎合格率為100%，焊接碳當量< 0. 50。本發明充分利用鉻對鋼筋的強化作用和防腐作用，部分代替固溶強化元素錳和硅，部分或全部代替微合金化元素釩或鈮，同時利用廉價的氮元素對鋼筋進行微合金化處理，發揮微量氮析出強化作用，大幅度減少戰略貴重金屬元素如釩、鈮等的用量，實現低成本生產高強度級別、質量穩定和受市場歡迎的HRB500E高強度級別鋼筋。在現有鋼筋生產裝備條件下，以碳錳系成分體系，采用還原性氧化球團直接合金合金化和采用鐵合金微調成分的冶煉工藝，利用微波場電離氮分子通過底吹氮或加入增氮合金對鋼水進行氮微合金化，低成本生產屈服強度(Rel)彡520MPa，抗拉強度彡640MPa，斷面收縮率(A)彡18%,Rm/ Rel ^ 1. 29的高強抗震鋼筋。冷彎合格率達100%，焊接性能良好，3個月自然時效性能波動小于lOMPa。采用上述技術方案生產的高強抗震鋼筋與傳統工藝相比具有如下優點(1)產出 HRB500 級鋼筋其 Rel 在 520_580MPa 之間，Rm 在 640_730MPa 之間，A 在 22-32%之間，Rm/Rel在1. 30-1. 40之間，冷彎合格率為100%，焊接碳當量< 0. 50，綜合成本較傳統方法降低40-100元/噸，三個月時效，Rel和Rm值波動值小于lOMPa，焊接性能良好，具有很好的防腐蝕特性，滿足抗震要求；(2)硅錳合金降低30-50 %，硅鐵降低20-50 %，釩鐵降低30-70 %，鈮鐵降低 30-70%，降低合金消耗，節約成本；(3)利用現有裝備條件，不需要進行新的設備投入。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步的詳細描述，而不會限制本發明。本發明可以采用氧氣轉爐冶煉-連鑄-軋制工藝，也可采用電爐冶煉-連鑄-軋制工藝。本發明采用氧氣轉爐冶煉-連鑄-軋制工藝進行實施。實施例1將高爐鐵水，與廢鋼或生鐵塊分別加入到轉爐內，吹氧熔煉，并加入造渣材料如石灰，在轉爐吹氧冶煉7min時，加入還原性氧化鉻球團與還原性氧化錳球團的混合物， 頂吹氧氣3min，同時底吹;3min，使冶煉終點鋼水中[C] = 0. 08-0. 120 %之間，[Mn]在 0. 12-0. 20%之間，[Gr]在 0. 65-0. 750%之間；在轉爐出鋼前^iin內，加入還原性氧化釩球團；吹氧氣細化，同時底吹氣％iin，使鋼水中[V]在0. 02-0. 04%之間，其他成分如鋼水硫含量小于0. 035%，磷含量小于0. 035% 等滿足標準要求，溫度滿足連鑄工藝要求條件下出鋼；
在出鋼后30秒內，根據冶煉終點鋼水中的Mn含量加入錳鐵合金，使鋼水中錳含量在0. 90-1.0%之間，根據冶煉終點鋼水中的Si含量，加入金屬硅使鋼水硅含量在 0. 40-0. 50%之間，根據目標碳含量及考慮其他合金帶入碳含量添加增碳劑類石墨，使鋼水中[C]在 0. 20-0. 25%之間，在出鋼過程和鋼水吹氣攪拌過程中，通過微波場向鋼包鋼水中吹氮氣，使鋼水中的[N]含量在0.017-0. 020 %之間，吹氮氣強度為0.03m7min. t鋼，吹氮氣時間控制在IOmin ；根據冶煉終點鋼水中的Gr含量，出鋼時加入鉻鐵合金，使鋼水中鉻含量在 0. 75-0. 85%之間；加入釩鐵使鋼水中的[V]進行微調，使鋼水中的[V]在0.045-0. 050% 之間。根據所軋鋼筋直徑與定尺要求，將鋼水澆注成不同斷面尺寸的鋼坯，鋼坯通過熱送或冷卻后進入加熱爐加熱，加熱溫度在900-1050 0C之間，開軋溫度在850-1000 °C之間， 終軋溫度在850-950°C之間，軋后空冷，根據鑄坯尺寸和鋼筋規格設定每個道次的軋制負荷，鋼筋經冷卻后按用戶需求剪切成規定的定尺，檢驗包裝入庫。該鋼筋化學成分為C= 0. 21%，Mn = 0. 93%, Gr = 0. 84%, Si = 0. 43%, N = 0. 0173%, V = 0. 045% ο 性能指標如下；Rel = 550MPa, Rm = 720MPa，A = 22. 5%,Rm/Rel =1. 309，冷彎合格，焊接碳當量小于0. 45。綜合成本降低92. 2元/噸。實施例2將高爐鐵水，與廢鋼或生鐵塊分別加入到轉爐內，吹氧熔煉，并加入造渣材料如石灰，在轉爐吹氧冶煉:3min時加入還原性氧化鉻球團與還原性氧化錳球團的混合物；頂吹氧氣7min,同時底吹7min，使冶煉終點鋼水中[C]在0. 06-0. 10%之間，[Mn]在0. 30-0. 40% 之間，[Gr]在 0. 30-0. 40%之間；在轉爐出鋼前Smin內，加入還原性氧化釩球團和還原性氧化鈮球團；吹氧氣 8min,同時底吹氣8min，使鋼水中[V] + [Nb]在0. 035-0. 050%之間，其他成分滿足標準要求出鋼；在轉爐鋼水硫含量小于0. 035%，磷含量小于0. 035%，溫度滿足連鑄工藝要求條件下出鋼。在出鋼后60秒內，根據冶煉終點鋼水中的Mn含量加入硅錳合金，使鋼水中錳含量在1. 20-1. 30%之間，根據冶煉終點鋼水中的Si含量加入硅鐵合金，使鋼水中硅含量在 0. 60-0. 70 %，根據目標碳含量及考慮其他合金帶入碳含量添加增碳劑石油焦，使鋼中碳含量在0. 17-0. 25%之間；在出鋼過程和鋼水吹氣攪拌過程中，加入氮化硅錳，使鋼水中氮含量在 0. 012-0. 0140%之間；根據轉爐冶煉終點煉鋼水中鉻、釩及鈮含量，出鋼時加入鉻鐵、釩鐵和氮化釩、鈮鐵合金微調鋼水中的鉻、釩和鈮含量，使鋼水中鉻含量在0. 60-0. 70%之間，V+Nb含量在 0. 055-0. 065%之間。根據所軋鋼筋直徑與定尺要求，將鋼水澆注成不同斷面尺寸的鋼坯，鋼坯通過熱送或冷卻后進入加熱爐加熱，加熱溫度在1000-1050°C之間，開軋溫度在950-1050°C之間， 終軋溫度在950-1050°C之間，軋后冷卻采用空冷，根據鑄坯尺寸和鋼筋規格設定每個道次的軋制負荷，鋼筋經冷卻后按用戶需求剪切成規定的定尺，檢驗包裝入庫。該鋼筋化學成分為C= 0. 17%, Mn = 1. 26%, Gr = 0. 66%, Si = 0. 66%, N =0. 0127%,V+Nb = 0. 058% ο 性能指標如下；Rel = 555MPa, Rm = 730MPa，A = 23. 5%, Rm/ Rel = 1.315，冷彎合格，焊接碳當量小于0.42。綜合成本降低42. 67元/噸。實施例3將高爐鐵水，與廢鋼或生鐵塊分別加入到轉爐內，吹氧熔煉，并加入造渣材料如石灰，在轉爐吹氧冶煉IOmin時，加入還原性氧化鉻球團與還原性氧化錳球團的混合物，頂吹氧氣5min，同時底吹5min，使冶煉終點鋼水中[C] = 0. 10-0. 15%之間，[Mn]在 0. 20-0. 30%之間，[Gr]在 0. 45-0. 65%之間；在轉爐出鋼前6min內，加入還原性氧化鈮球團；吹氧氣6min，同時底吹氣6min， 使鋼水中[Nb]在0. 05-0. 07%之間，其他成分如鋼水硫含量小于0. 035%，磷含量小于 0. 035%等滿足標準要求，溫度滿足連鑄工藝要求條件下出鋼；在出鋼后90秒內，根據冶煉終點鋼水中的Mn含量加入硅錳合金，使鋼水中錳含量在1.0-1. 2%之間，根據冶煉終點鋼水中的Si含量加入硅鐵合金，使鋼水中硅含量在 0. 60-0. 80%之間，根據目標碳含量及考慮其他合金帶入碳含量添加增碳劑碳化硅，使鋼水中[C]在 0. 18-0. 25%之間，在出鋼過程和鋼水吹氣攪拌過程中，加入氮化錳和氮化硅錳，使鋼水中的[N]含量在0. 015-0. 020%之間，根據冶煉終點鋼水中的Gr含量，出鋼時加入鉻鐵合金，使鋼水中鉻含量在0.60-0. 70%之間；加入鈮鐵使鋼水中[Nb]進行微調，使鋼水中的[Nb]在 0. 060-0. 080%之間。根據所軋鋼筋直徑與定尺要求，將鋼水澆注成不同斷面尺寸的鋼坯，鋼坯通過熱送或冷卻后進入加熱爐加熱，加熱溫度在1100-1250°C之間，開軋溫度在1000-1050°C之間，終軋溫度在1000-1050°C之間，軋后空冷，根據鑄坯尺寸和鋼筋規格設定每個道次的軋制負荷，鋼筋經冷卻后按用戶需求剪切成規定的定尺，檢驗包裝入庫。該鋼筋化學成分為C= 0. 24%，Mn = 1. 12%，Gr = 0. 65%，Si = 0. 55%，N = 0. 0152%, Nb = 0. 061%。性能指標如下；Rel = 545MPa, Rm = 725MPa, A = 22. 0%, Rm/ Rel = 1.33，冷彎合格，焊接碳當量小于0.48。綜合成本降低52. 6元/噸。實施例4將高爐鐵水，與廢鋼或生鐵塊分別加入到轉爐內，吹氧熔煉，并加入造渣材料如石灰，在轉爐吹氧冶煉5min時，加入還原性氧化鉻球團與還原性氧化錳球團的混合物， 頂吹氧氣4min，同時底吹^iin，使冶煉終點鋼水中[C] = 0. 09-0. 130%之間，[Mn]在 0. 4-0. 60%之間，[Gr]在 0. 60-0. 70%之間；在轉爐出鋼前7min內，加入還原性氧化釩球團；吹氧氣7min，同時底吹氣7min，使鋼水中[V]在0. 03-0. 04%之間，其他成分如鋼水硫含量小于0. 035%，磷含量小于0. 035% 等滿足標準要求，溫度滿足連鑄工藝要求條件下出鋼；在出鋼后60秒內，根據冶煉終點鋼水中的Mn含量加入硅錳合金，使鋼水中錳含量在1. 0-1. 之間，根據冶煉終點鋼水中的Si含量，加入硅鐵合金使鋼水硅含量在 0. 70-0. 80%之間，根據目標碳含量及考慮其他合金帶入碳含量添加增碳劑碳化鈣和碳粉， 使鋼水中[C]在0. 20-0. 25%之間，在出鋼過程和鋼水吹氣攪拌過程中，通過微波場向鋼包鋼水中吹氮氣，使鋼水中的[N]含量在0.017-0. 020%之間，吹氮氣強度為0.03m3/min.t鋼，吹氮氣時間控制在IOmin ；根據冶煉終點鋼水中的Gr含量，出鋼時，加入鉻鐵合金，使鋼水中鉻含量在 0. 6-0. 70%之間；加入釩鐵使鋼水中的[V]進行微調，使鋼水中的[V]在0. 045-0. 050%之間。根據所軋鋼筋直徑與定尺要求，將鋼水澆注成不同斷面尺寸的鋼坯，鋼坯通過熱送或冷卻后進入加熱爐加熱，加熱溫度在950-1000°C之間，開軋溫度在950-1000°C之間， 終軋溫度在900-950°C之間，軋后空冷，根據鑄坯尺寸和鋼筋規格設定每個道次的軋制負荷，鋼筋經冷卻后按用戶需求剪切成規定的定尺，檢驗包裝入庫。該鋼筋化學成分為C= 0. 24%，Mn = 1. 03%，Gr = 0. 63%，Si = 0. 73%，N = 0. 0173%, V = 0. 045% ο 性能指標如下；Rel = 550MPa, Rm = 715MPa，A = 24. 5%,Rm/Rel =1. 30，冷彎合格，焊接碳當量小于0. 47。綜合成本降低66. 3元/噸。實施例5將高爐鐵水，廢鋼和生鐵塊加入到電爐內吹氧和送電熔煉，并加入造渣劑；在電爐加入生鐵或廢鋼時，加入還原性氧化鉻球團與還原性氧化錳球團的混合物；電爐出鋼時向鋼包內加入還原性氧化釩球團；根據電爐鋼水經過LF精煉后鋼水中硅與錳的含量，在LF精煉爐內加入碳化硅和金屬錳進行微調硅和錳的含量，使鋼水中硅與錳的質量百分含量比達到目標，并根據LF爐鋼水的碳含量和考慮合金帶入碳含量，加入增碳劑碳粉，使鋼水中碳的質量百分比含量達到目標；在電爐的LF精煉站，加入氮化釩、氮化硅，使鋼水中氮含量達到目標控制范圍要求；最后根據所軋鋼筋直徑與定尺要求，將鋼水澆注成不同斷面尺寸的鋼坯，鋼坯通過熱送或冷卻后進入加熱爐加熱，加熱溫度在950-1000°C之間，開軋溫度在950-1000°C之間，終軋溫度在900-950°C之間，軋后空冷，根據鑄坯尺寸和鋼筋規格設定每個道次的軋制負荷，鋼筋經冷卻后按用戶需求剪切成規定的定尺，檢驗包裝入庫。該鋼筋化學成分為C= 0. 21%，Mn = 1. 12%，Gr = 0. 61%，Si = 0. 78%，N =
0.018%, V = 0.075%。性能指標如下；Rel = 554MPa, Rm = 720MPa, A = 25%, Rm/Rel =
1.35，冷彎合格，焊接碳當量小于0. 45。綜合成本降低50. 8元/噸。
權利要求
1.一種含鉻氮微合金化HRB500E鋼筋的生產方法，是將高爐鐵水，或者高爐鐵水與廢鋼或生鐵塊中的一種或兩種加入到轉爐內吹氧熔煉，或者加入到電爐內吹氧和送電熔煉， 并加入造渣劑；其特征在于，包括以下步驟1)在轉爐吹氧冶煉3-lOmin時，或電爐加入生鐵或廢鋼時，加入還原性氧化鉻球團，或者還原性氧化鉻球團與還原性氧化錳球團的混合物；2)在轉爐出鋼前3-8min內，加入還原性氧化釩球團和還原性氧化鈮球團中的一種或兩種；或電爐出鋼時向鋼包內加入還原性氧化釩球團和還原性氧化鈮球團中的一種或兩種；3)在轉爐出鋼后30-90秒內，根據冶煉終點鋼水中的Mn含量目標加入錳系合金和金屬錳中的一種或幾種的組合，根據冶煉終點鋼水中的Si含量目標加入硅系合金、金屬硅、碳化硅中的一種或幾種的組合；根據冶煉終點鋼水中的碳含量及考慮其他合金帶入碳含量加入增碳劑；或根據電爐鋼水經過LF精煉后鋼水中硅與錳的含量，在LF精煉爐內加入硅系合金、金屬硅、碳化硅中的一種或幾種的組合，和錳系合金、金屬錳中的一種或幾種的組合進行微調硅和錳的含量，使鋼水中硅與錳的質量百分含量比達到目標，并根據LF爐鋼水的碳含量和考慮合金帶入碳含量，加入增碳劑，使鋼水中碳的質量百分比含量達到目標；4)在轉爐出鋼過程中和鋼水吹氣攪拌站，在微波場條件下，向鋼包中的鋼水吹氮氣或加入硅氮合金、氮化釩、氮化硅、氮化硅錳、氮化錳、氮化鉻中的一種或幾種的組合，使鋼水中氮含量達到目標；或者在電爐的LF精煉站，在微波場條件下，向鋼包中的鋼水吹氮氣或加入硅氮合金、 氮化釩、氮化硅、氮化硅錳、氮化錳、氮化鉻中的一種或幾種的組合，使鋼水中氮含量達到目標；經過上述步驟后，最終控制鋼水中各種元素質量百分比含量目標如下0. 90wt Mn ^ 1. 3wt%, 0. 40wt Si ^ 0. 80wt %，0. 60wt % ^ Gr ^ 0. 85wt %， 0. 17wt%^ C 彡 0. 25wt%,0. 012wt%^ N 彡 0. 020wt% ；鋼水中含V不含Nb時滿足0. 045wt%^ V^O. 080wt%,鋼水中含Nb不含V時滿足0. 045wt%^ Nb彡0. 080wt%,同時含 V 和 Nb 時滿足，0. 040wt%^ V+Nb 彡 0. 075wt% ；5)鋼水澆注成鋼坯，通過加熱爐加熱，軋制冷卻。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據轉爐冶煉終點煉鋼水中鉻、釩及鈮含量，出鋼時加入釩鐵合金、釩氮合金、金屬釩、 鈮鐵合金、金屬鈮、鉻鐵合金、金屬鉻、碳化鉻、氮化鉻中的一種或幾種，微調鋼水中的鉻、釩和鈮含量，使上述各元素質量百分含量比均達到目標；或根據電爐出鋼后經LF爐精煉后鋼水中鉻、釩及鈮含量，加入釩鐵合金、釩氮合金、金屬釩、鈮鐵合金、金屬鈮、鉻鐵合金、金屬鉻、碳化鉻、氮化鉻中的一種或幾種，微調鋼水中的鉻、釩和鈮含量，使上述各元素均達到質量百分含量比目標。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的還原性氧化錳球團為氧化錳礦內配碳后經過低溫燒結而成，還原性氧化鉻球團為氧化鉻礦內配碳后經過低溫燒結而成，還原性氧化釩球團為V2O5經過內配碳后低溫燒結而成，還原性氧化鈮球團為Nb2O5經過內配碳低溫燒結而成。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的增碳劑為類石墨、石油焦、碳粉、碳化硅、碳化鈣中的一種或幾種的組合。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述鐵水為通用的普通鐵水和含鉻量在 0. 10-0. 90%的鐵水中的一種或兩種。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4)中所述的吹氮氣強度為 0. 02-0. 3m3/min. t鋼，吹氮氣時間控制在3-10min。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟5)中鋼水經連鑄機澆注成鋼坯， 通過加熱爐加熱，加熱溫度在900-12500C之間，開軋溫度在850-1100°C之間，終軋溫度在 850-1050°C之間，軋后進行空冷卻。
8.—種含鉻氮微合金化HRB500E鋼筋，其特征在于，是含有以下質量含量的各種元素的鋼水制備而成的:0. 90wt % ^ Mn ( 1. 3wt % ,0. 40wt % ^ Si ( 0. 80wt%,0. 60wt % ^ Gr ^ 0. 85wt%,0. 17wt%^ C 彡 0. 25wt%,0. 012wt%^ N 彡 0. 020wt% ；鋼水中含V不含Nb時滿足0. 045wt%^ V ^ 0. 080wt%,鋼水中含Nb不含V時滿足0. 045wt%^ Nb彡0. 080wt%,同時含 V 和 Nb 時滿足，0. 040wt%^ V+Nb 彡 0. 075wt%。
9.根據權利要求9所述的含鉻氮微合金化HRB500E鋼筋，其特征在于，性能滿足Rel 在 520-580MPa 之間，Rm 在 640_730MPa 之間，A 在 22-32 %之間，Rm/Re 1 在 1. 30_1. 40 之間， 冷彎合格率為100%，焊接碳當量< 0. 50。
全文摘要
本發明公開了一種含鉻氮微合金化HRB500E鋼筋及其生產方法，本發明充分利用鉻對鋼筋的強化作用和防腐作用，部分代替固溶強化元素錳和硅，部分或全部代替微合金化元素釩或鈮，同時利用廉價的氮元素對鋼筋進行微合金化處理，發揮微量氮析出強化作用，用此方法可生產出HRB500級鋼筋其Rel在520-580MPa之間，Rm在640-730MPa之間，A在22-32％之間，Rm/Rel在1.30-1.40之間，冷彎合格率為100％，焊接碳當量≤0.50，綜合成本較傳統方法降低40-100元/噸，三個月時效，Rel和Rm值波動值小于10MPa，焊接性能良好，具有很好的防腐蝕特性。
文檔編號C22C33/06GK102383039SQ201110354368
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月10日 優先權日2011年11月10日
發明者吳光亮 申請人:長沙東鑫環保材料有限責任公司