陈庆锋

（凌源钢铁股份有限公司第一轧钢厂，辽宁 朝阳 122500）

2018 年11 月新版螺纹钢标准GB/T 1499.2-2018 开始实施。凌钢相关技术人员积极寻求替代（或部分替代） 氮化钒铁工艺生产螺纹钢。2018 年11 月开始，在技术人员查阅相关资料、外出考察学习、咨询国内外专家并经过充分论证后，由开始的小批量试验后转入批量试生产。采用降低钒氮合金+增氮生产螺纹钢新工艺，进一步稳定HRB400E 螺纹钢产品质量，降低合金成本。

1 新工艺生产HRB400E 钢筋的研究

1.1 技术条件

HRB400E 成分及性能要求执行标准GB/T 1499.2-2018

1.2 成分设计

微合金化工艺生产钢筋过程中微合金元素（Nb、V、Ti等） 作用：在钢中形成细小碳化物或碳氮化物质点对晶界起到钉扎作用，阻止奥氏体在加热过程中长大；在轧制过程中析出第二相粒子阻止奥氏体再结晶；由于钒在奥氏体中有较高的溶解度，它主要在奥氏体晶界的铁素体中沉淀析出，细化铁素体晶粒，提高钢筋强度。另外，当钢种氮含量增加时，V（C、N） 析出密度更大，颗粒更细。氮不仅促进钒在钢中的析出，还改变了V 在相间的分布。增氮后，使钢中处于固溶状态的钒转变成析出状态的钒，充分发挥钒的沉淀强化作用，降低氮化钒铁加入量，降低生产成本。

2 生产工艺

2.1 工艺路线

凌钢采用降矾增氮工艺生产HRB400E 的主要工艺路线：35t 吨转炉冶炼→喂线、吹氩（氮） →5 机5 流160mm×160mm 方坯连铸→全连续棒材轧机生产φ16mm~φ25mm 热轧带肋钢筋。

2.2 炼钢工艺

1） 转炉终点控制，当钢液中氧含量大于200~300ppm时，N 在钢中难以溶解，为确保钢中具有足够的N 与V 结合，使V (C，N) 在轧制过程中能够充分析出，根据凌钢实际生产条件采用高拉碳低氧活度的转炉终点控制方法，控制转炉终点氧含量。

2） 脱氧合金化工艺，受连铸机装备条件影响，结合实际生产情况，钢水氧含量30~60ppm 时方能保证正常浇铸，因此脱氧工艺采用低含铝量的硅系脱氧剂，脱氧产物为SiO2易于上浮。微合金化采用氮化钒铁，加入量0.39~0.43kg/t，其他合金采用硅铁、硅锰合金、锰铁按按合金含量及收得率计算配加。

3） 连铸工艺，钢水出站温度1560℃~1595℃。连铸中包温度1525℃~1545℃，工作拉速1.7m/min~2.2m/min,。二冷配水采用气雾冷却，铸坯矫直温度900℃~950℃。

2.3 轧钢工艺

1） 加热制度，加热炉采用蓄热步进梁式：预热段850~1000（目标930） ℃，加热段1080~1190（1130） ℃，均热段1080~1180（目标1100） ℃。

2） 轧制工艺，2# 棒材机组为全连续平立交替布置（16#、18# 轧机可平立转换），主轧机18 架，6×6×6 布置。采用160m×160mm×1100mm 铸坯。

3 试验结果与分析

降低氮化钒铁加入量+增氮工艺试验10 炉φ25mm (牌号HRB400E)，钢筋力学性能:屈服强度440~470MPa，抗拉强度610~645MPa，最大力总延伸率11.3~13.8%，其它性能符合标准要求。

3.1 统计

时间：2018 年3 月份

正常工艺（炉前加入氮化钒铁） 2# 棒材机组生产φ25mm（牌号HRB400E） 性能。

新工艺（降钒增氮） 批量生产生产φ25mm（牌号HRB400E） 性能。

表1 性能、化学成分：%

3.2 力学性能、化学成分对比分析

增氮后，屈服强度增加16Mp，考虑重量偏差增加、锰含量增加等因素，增氮后屈服强度增加7Mp（氮含量79ppm~11ppm），但钒含量由0.028%降低到0.024%（降低14.2%）。按当前合金价格测算：吨钢比较效益月7 元（合金价格按同期测算），但氮化钒铁加入量还有降低空间。

4 结语

采用降低氮化钒铁加入量+增氮新（降钒增氮） 工艺生产HRB400E 螺纹钢，节约合金含量14.2%，每年可产生比较效益1000 万元（合金价格按同期测算）；螺纹钢力学性能得到稳定提高，产品质量得到进一步改善，降低了生产成本，增强了凌钢螺纹钢市场竞争力。