鈮鈦復(fù)合HRB400鋼筋技術(shù)

1、自 2005 年以來(lái)，HRB400 鋼筋市場(chǎng)需求量不斷增加， 使 HRB400 鋼筋的生產(chǎn)規(guī)模迅速擴(kuò)大，產(chǎn)量大幅度增加，由于在生產(chǎn) HRB400 鋼筋中采用 V 微合金化技術(shù)，造成釩鐵價(jià)格大幅度上升。因釩鐵價(jià)格的提高，企業(yè)生產(chǎn)HRB400 鋼筋的成本增加，利潤(rùn)下降。為降低冶煉的合金成本， 濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司 （簡(jiǎn)稱濟(jì)鋼） 采用了鈮代釩技術(shù)生產(chǎn)。 自應(yīng)用鈮微合金化生產(chǎn) HRB400 以來(lái)，在連鑄生產(chǎn)中連續(xù)發(fā)生鑄坯表面橫裂紋和矯直前后漏鋼事故，直接影響正常生產(chǎn)。為穩(wěn)定 HRB400 鋼筋的生產(chǎn)，根據(jù) V 、 Nb 、 Ti 元素的冶金特性，濟(jì)鋼提出鈮鈦復(fù)合技術(shù)在鋼筋中應(yīng)用，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，研制成功鈮鈦復(fù)

2、合HRB400 鋼筋，并在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。為保證試驗(yàn)的順利實(shí)施，結(jié)合濟(jì)鋼現(xiàn)行生產(chǎn)工藝制度，設(shè)計(jì)并修改了鋼的化學(xué)成分，制定了嚴(yán)格的工藝控制要求。1 工藝流程高爐優(yōu)質(zhì)鐵水（廢鋼）LD 轉(zhuǎn)爐 爐外處理（底吹氬、喂線）方坯連鑄機(jī) 質(zhì)量檢驗(yàn)判定（熔煉成分、 表面） 熱送熱裝 軋鋼加熱 連續(xù)軋制 自然冷卻 定尺剪切 質(zhì)量檢驗(yàn) 打捆包裝 檢驗(yàn)判定 產(chǎn)品出廠。2 成分設(shè)計(jì)試驗(yàn)軋制鋼種20MnSiNbTi ，鋼筋牌號(hào)HRB400 。微合金化采用鈮鈦復(fù)合技術(shù)，熔煉成分 Nb 含量 0.015% 0.040%、Ti 含量 0.005% 0.025%。熔煉成分及力學(xué)性能按 GB1499-1998 執(zhí)行。3 鈮鈦合金技

3、術(shù)要求驗(yàn)鋼按 HRB400 組織冶煉，采用鈮鐵和鈦鐵復(fù)合微合金化技術(shù)，鈮鐵合金（FeNb）要求 Nb64% 67%，鈦鐵合金（ FeTi ）要求 Ti28% 31%。 4 工藝要求（ 1）終點(diǎn)溫度 1640 1670，終點(diǎn)碳含量大于 0.12%。（ 2）按鋼筋的生產(chǎn)規(guī)格，噸鋼加入鈮鐵0.20 0.50kg、鈦鐵 0.20 0.70kg ，硅錳鐵、高碳錳鐵、硅鐵按常規(guī)生產(chǎn)20MnSi配加。（ 3）出鋼后鋼水進(jìn)行爐外底吹氬處理，吹氬時(shí)間大于5min ，吹氬后溫度1570 1600。（ 4）連鑄中間包溫度 1515 1540，連鑄拉速 2.6 3.2m/min 。二冷配水采用弱配水制度，矯直溫度 9

4、00 950。（ 5）鑄坯加熱時(shí)間 45 75min ，加熱溫度 1180 1250，開(kāi)軋溫度1050 1150，終軋溫度小于850。（ 6）直徑 12 20mm鋼筋采用雙切分軋制，直徑 22 32mm鋼筋按常規(guī)軋制，成品軋制速度1017.5m/min 。為檢驗(yàn)鋼筋力學(xué)性能是否達(dá)到HRB400 標(biāo)準(zhǔn)要求，按設(shè)計(jì)方案進(jìn)行冶煉軋制試驗(yàn)和批量生產(chǎn)。前期進(jìn)行了研制試驗(yàn)，經(jīng)對(duì)鋼筋的成分、性能檢驗(yàn)分析，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。按試驗(yàn)結(jié)果對(duì)熔煉成分優(yōu)化后，進(jìn)行批量試驗(yàn)生產(chǎn)。根據(jù)鋼筋的試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)化學(xué)成分和力學(xué)性能做統(tǒng)計(jì)回歸分析，結(jié)合合金元素對(duì)力學(xué)性能的貢獻(xiàn)，制定了化學(xué)成分的控制目標(biāo)，保證力學(xué)性能在中限范圍。生

5、產(chǎn)工序分析1 煉鋼工序轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)溫度1600 1690，平均 1667；出鋼溫度1648 1690，平均 1673； 出鋼時(shí)間大于110s；終點(diǎn)C 含量在0.06% 0.15%，平均C 含量0.09%。C含量集中在0.08%0.12%，該范圍數(shù)據(jù)占總量的93.66%，C含量大于等于0.10%的有67 爐，占總量的47.18%，C 含量大于等于0.12%的只有7 爐，占4.93%。分析認(rèn)為，大批量生產(chǎn)鈮鈦復(fù)合HRB400 ，終點(diǎn) C 含量控制偏低，與設(shè)計(jì)目標(biāo)值C 含量大于等于0.12%差距較大，應(yīng)引起高度重視。提高終點(diǎn) C 含量可有效減少鋼中含氧量，降低鋼水氧化性， 是提高合金元素回收率的措施。冶

6、煉過(guò)程對(duì)Ti 、Nb 加入制度嚴(yán)格控制，使Ti 、Nb 回收率明顯提高。FeNb60 按實(shí)際噸鋼加入量0.4kg 計(jì)算， Nb 元素回收率96.81% ； FeTi30 合金按實(shí)際噸鋼加入量0.55kg 計(jì)算，Ti 元素回收率85.37%。鋼水吹氬時(shí)間不小于5min ，吹氬后溫度1578，溫度比吹氬前降低29，溫降為6/min 。吹氬后溫度符合設(shè)計(jì)參數(shù)，適合連鑄工藝對(duì)鋼水溫度的要求。連鑄拉鋼過(guò)程，中間包溫度1515 1540，平均為1527。四流拉速2.8 3.2m/min ，平均拉速3.15m/min 。試驗(yàn)時(shí)發(fā)生4 次拉矯直機(jī)漏鋼事故，分析漏鋼的原因主要是矯直溫度低，由于矯直外力作用，在鋼

7、坯振痕處矯裂，造成裂紋漏鋼。為解決漏鋼問(wèn)題，對(duì)拉鋼工藝制度進(jìn)行調(diào)整，把矯直溫度由880調(diào)整為930以上，實(shí)踐證明，連續(xù)拉鋼850 爐未發(fā)生漏鋼事故。2 軋鋼工序連鑄坯采用熱送熱裝，熱裝溫度650以上，正常加熱時(shí)間50min 。加熱溫度11501250，平均 1186。開(kāi)軋溫度1050 1180 ，平均1135。按生產(chǎn)規(guī)格， 分別采用雙切分和不切分軋制，12 20mm鋼筋切分軋制， 22 32mm鋼筋常規(guī)不切分軋制。 成品軋制速度按規(guī)格嚴(yán)格控制，不同的軋制規(guī)格采用不同的軋制速度， 12 14mm軋制速度為 17.5m/s， 16 20mm軋制速度為 14 15m/s， 22、 25mm軋制速度為

8、 145m/s， 28、 32mm軋制速度為 10 12m/s。成品鋼筋上冷床溫度小于850， 在自然冷卻10 15min 后進(jìn)行定尺剪切，剪切溫度小于 320。鈮鈦復(fù)合成本分析試驗(yàn)生產(chǎn)過(guò)程， 鋼的熔煉成分按優(yōu)化目標(biāo)控制，固定高碳錳鐵、硅鐵、硅錳鐵合金加入量。按鋼筋的生產(chǎn)規(guī)格調(diào)整鈦鐵、鈮鈦的加入量，小規(guī)格鋼筋鈮鈦加入量按成分下限配加，大規(guī)格鋼筋按上限配加。濟(jì)鋼自推廣應(yīng)用鈮鈦復(fù)合技術(shù)生產(chǎn)HRB400鋼筋以來(lái)，2005 年38 月份累計(jì)冶煉軋制生產(chǎn) 12 32mm鋼筋4255 批，生產(chǎn)合格鋼筋214907.267t，熔煉成分、力學(xué)性能、表面質(zhì)量等綜合合格率為100%，理論成材率101.05%，定尺率99.37%。按HRB400