熱軋帶肋鋼筋HRB400E 降釩增氮生產實踐

陳慶鋒

（凌源鋼鐵股份有限公司第一軋鋼廠，遼寧 朝陽 122500）

2018 年11 月新版螺紋鋼標準GB/T 1499.2-2018 開始實施。凌鋼相關技術人員積極尋求替代（或部分替代） 氮化釩鐵工藝生產螺紋鋼。2018 年11 月開始，在技術人員查閱相關資料、外出考察學習、咨詢國內外專家并經過充分論證后，由開始的小批量試驗后轉入批量試生產。采用降低釩氮合金+增氮生產螺紋鋼新工藝，進一步穩定HRB400E 螺紋鋼產品質量，降低合金成本。

1 新工藝生產HRB400E 鋼筋的研究

1.1 技術條件

HRB400E 成分及性能要求執行標準GB/T 1499.2-2018

1.2 成分設計

微合金化工藝生產鋼筋過程中微合金元素（Nb、V、Ti等） 作用：在鋼中形成細小碳化物或碳氮化物質點對晶界起到釘扎作用，阻止奧氏體在加熱過程中長大；在軋制過程中析出第二相粒子阻止奧氏體再結晶；由于釩在奧氏體中有較高的溶解度，它主要在奧氏體晶界的鐵素體中沉淀析出，細化鐵素體晶粒，提高鋼筋強度。另外，當鋼種氮含量增加時，V（C、N） 析出密度更大，顆粒更細。氮不僅促進釩在鋼中的析出，還改變了V 在相間的分布。增氮后，使鋼中處于固溶狀態的釩轉變成析出狀態的釩，充分發揮釩的沉淀強化作用，降低氮化釩鐵加入量，降低生產成本。

2 生產工藝

2.1 工藝路線

凌鋼采用降礬增氮工藝生產HRB400E 的主要工藝路線：35t 噸轉爐冶煉→喂線、吹氬（氮） →5 機5 流160mm×160mm 方坯連鑄→全連續棒材軋機生產φ16mm~φ25mm 熱軋帶肋鋼筋。

2.2 煉鋼工藝

1） 轉爐終點控制，當鋼液中氧含量大于200~300ppm時，N 在鋼中難以溶解，為確保鋼中具有足夠的N 與V 結合，使V (C，N) 在軋制過程中能夠充分析出，根據凌鋼實際生產條件采用高拉碳低氧活度的轉爐終點控制方法，控制轉爐終點氧含量。

2） 脫氧合金化工藝，受連鑄機裝備條件影響，結合實際生產情況，鋼水氧含量30~60ppm 時方能保證正常澆鑄，因此脫氧工藝采用低含鋁量的硅系脫氧劑，脫氧產物為SiO2易于上浮。微合金化采用氮化釩鐵，加入量0.39~0.43kg/t，其他合金采用硅鐵、硅錳合金、錳鐵按按合金含量及收得率計算配加。

3） 連鑄工藝，鋼水出站溫度1560℃~1595℃。連鑄中包溫度1525℃~1545℃，工作拉速1.7m/min~2.2m/min,。二冷配水采用氣霧冷卻，鑄坯矯直溫度900℃~950℃。

2.3 軋鋼工藝

1） 加熱制度，加熱爐采用蓄熱步進梁式：預熱段850~1000（目標930） ℃，加熱段1080~1190（1130） ℃，均熱段1080~1180（目標1100） ℃。

2） 軋制工藝，2# 棒材機組為全連續平立交替布置（16#、18# 軋機可平立轉換），主軋機18 架，6×6×6 布置。采用160m×160mm×1100mm 鑄坯。

3 試驗結果與分析

降低氮化釩鐵加入量+增氮工藝試驗10 爐φ25mm (牌號HRB400E)，鋼筋力學性能:屈服強度440~470MPa，抗拉強度610~645MPa，最大力總延伸率11.3~13.8%，其它性能符合標準要求。

3.1 統計

時間：2018 年3 月份

正常工藝（爐前加入氮化釩鐵） 2# 棒材機組生產φ25mm（牌號HRB400E） 性能。

新工藝（降釩增氮） 批量生產生產φ25mm（牌號HRB400E） 性能。

表1 性能、化學成分：%

3.2 力學性能、化學成分對比分析

增氮后，屈服強度增加16Mp，考慮重量偏差增加、錳含量增加等因素，增氮后屈服強度增加7Mp（氮含量79ppm~11ppm），但釩含量由0.028%降低到0.024%（降低14.2%）。按當前合金價格測算：噸鋼比較效益月7 元（合金價格按同期測算），但氮化釩鐵加入量還有降低空間。

4 結語

采用降低氮化釩鐵加入量+增氮新（降釩增氮） 工藝生產HRB400E 螺紋鋼，節約合金含量14.2%，每年可產生比較效益1000 萬元（合金價格按同期測算）；螺紋鋼力學性能得到穩定提高，產品質量得到進一步改善，降低了生產成本，增強了凌鋼螺紋鋼市場競爭力。