專利名稱：一種生產Ⅱ級熱軋螺紋鋼筋的冶煉工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種生產II級熱軋螺紋鋼筋的冶煉工藝，屬于冶金技術領域。
背景技術：
目前，II級熱軋螺紋鋼筋(即HRB335)被廣泛應用于建筑領域，國家標準中對鋼筋的化學成分各元素的重量百分比做了相應規定，為C彡O. 25%、Si ( O. 80%、Mn ( I. 60%、 P彡O. 045%、S彡O. 045%、Ceq ( O. 52%，同時對鋼筋的性能要求做了相應規定，為屈服強度> 335MPa，抗拉強度> 455MPa，即在II級熱軋螺紋鋼筋的生產中既要滿足各主要元素不能高于其上限值，同時要滿足其性能要求。由于II級熱軋螺紋鋼筋性能要求比III級鋼或IV級鋼等其它高級別鋼筋低，行業內生產該類鋼筋時一般采用控制C、Si、Mn、P、S的含量生產該類鋼筋，而不需要添加V、Nb等貴重稀有元素進行性能的強化，在生產公稱直徑為# 6mm- f 28mm規格的II級熱軋螺紋鋼筋的過程中通常采用的成分范圍為C:O.17-0. 25%, Si 0. 40-0. 80%, Mn :1. 20-1. 60%, P 彡 O. 045%、S ( O. 045%。隨著原燃料價格的上漲，市場競爭的日益激烈，II級熱軋螺紋鋼筋的盈利水平逐漸下降，部分企業為降低II 級熱軋螺紋鋼筋生產成本，在鋼筋生產過程中采用重穿水工藝，通過采用該工藝鋼筋Mn含量能夠降低O. 30-0. 40%，能夠大幅度降低生產成本，但采用該工藝存在鋼筋表面銹蝕問題， 嚴重影響鋼筋質量，因此該工藝已被禁止應用。如果不采用穿水工藝，降低鋼中Mn含量，必須添加如V、Nb等貴重稀有元素進行性能的強化，而含有這些元素的合金價格昂貴，成本價高，企業成本受到影響。因此，在II級熱軋螺紋鋼筋的生產過程中在保證鋼筋性能的同時， 進一步降低鋼筋的生產成本，提高產品盈利水平是本領域急需解決的問題。發明內容
本發明目的是提供一種生產II級熱軋螺紋鋼筋的冶煉工藝，通過該工藝生產的II 級熱軋螺紋鋼筋既保證了鋼筋性能，同時大大降低II級熱軋螺紋鋼筋的生產成本，解決背景技術存在的上述問題。
本發明的技術方案是一種生產II級熱軋螺紋鋼筋的冶煉工藝，其特征在于鋼筋的各元素的重量百分比為C 0. 20-0. 25%, Si 0. 20-0. 40%, Mn :0. 90-1. 20%, P 彡 O. 045%、 S彡O. 045%、V :0· 015-0. 030%,當出現成份不符合上述要求，但滿足以下條件之一時能夠軋制相應規格的II級螺紋鋼筋條件一在V符合要求時，當滿足C彡O. 19%、Mn彡O. 95%、C+Mn/6彡O. 37%時可以軋制相應規格的II級螺紋鋼筋；條件二 在O. 010% ^ V < O. 015%時，當滿足Mn彡I. 05%,C+Mn/6彡O. 38%時可以軋制相應規格的II級螺紋鋼筋；條件三在C、Si、Mn、P、S的含量符合要求時，當V > O. 030%時可以軋制相應規格的II 級螺紋鋼筋；所述的II級熱軋螺紋鋼筋，生產過程中包括如下工藝步驟a.含釩鐵水首先經過提釩轉爐進行提釩處理，部分V元素經過氧化進入釩渣中，得到的釩渣送至釩制品廠加工釩產品，將剩余帶有部分余釩的的半鋼兌入煉鋼轉爐內進行煉鋼操作；b.轉爐吹煉結束后，當終點成分重量百分比符合O.04 < C < O. 10%、S^O. 040%、 P彡O. 025%時進行出鋼操作；c.出鋼過程中向鋼包內均勻加入硅錳合金，使鋼種硅[Si]為O.20-0. 40%，錳[Mn]為O.90-1. 20%，不需加入增碳劑增碳；d.出鋼過程中脫氧劑正常加入，出鋼過程中進行在線吹氬氣，保證渣料充分熔化；e.出鋼結束，計算好增釩量后將含釩鐵水將倒入鋼水中；倒入量為35-45kg/噸鋼的鐵水；f.鋼水經LF爐精煉造還原渣處理，保證成份、溫度合格后上連鑄進行澆注，然后進行軋制。
所述的步驟d中，IS氣供氣強度為2-6L/min · t鋼，吹IS時間3_5min。
所述的步驟e中，用于合金化的含釩鐵水成分重量百分比為C彡4. 00%、 V彡O. 260%、P彡O. 120%、S彡O. 080%，其余為Fe及其它元素，溫度不低于1250°C。
本發明的工作原理本發明針對行業內II級熱軋螺紋鋼筋的技術現狀，為降低II級熱軋螺紋鋼筋的生產成本，重新設計了新的II級熱軋螺紋鋼筋的成份控制范圍，降低了鋼筋中的Mn元素含量，同時為保證鋼筋的性能，向鋼筋中添加V元素進行性能的強化，此種成份設計在行業內尚沒有被其他企業所采用，該發明的特別之處在于鋼筋中的Si、Mn元素主要來源于硅錳合金，C 元素主要來源于煉鋼終點C以及液態含釩鐵水帶入的C元素，V元素主要來源于煉鋼終點殘釩、液態含釩鐵水帶入的V元素以及還原轉爐終渣中V2O5中的V元素，而不需要添加固態含釩合金。由于煉鋼用主要原料(即含釩鐵水)經過提釩轉爐提釩后半鋼中的余釩含量重量百分比仍有O. 030-0. 100%，半鋼經煉鋼轉爐吹煉后半鋼中的余釩大部分進入到轉爐終渣中，但煉鋼終點鋼水中的殘余V含量重量百分比仍有O. 002-0. 010%，轉爐出鋼過程中轉爐渣不可避免地隨鋼水進入到鋼包中，在LF爐精煉造還原渣處理過程中轉爐終渣中V2O5中的 V元素大部分被還原到鋼水中，能夠增加鋼水釩含量O. 001-0. 005%，為保證鋼筋成品V含量達到目標要求，剩余V含量主要在出鋼后依靠液態含釩鐵水進行補足，從而實現V的強化作用。
本發明有益效果為II級熱軋螺紋鋼筋的生產中雖然降低Mn元素含量增加V元素含量來保證鋼筋的性能，但用于合金化的V元素主要來源于主要原料(即含釩鐵水)本身以及原料處理后的殘余元素，不需要另外添加固態合金，能夠實現稀有資源的高效利用，減少了資源浪費；按上述方式生產的II級熱軋螺紋鋼筋大幅度降低了生產成本，與行業內通常采用的工藝相比Mn含量降低O. 30-0. 40%, Si含量降低O. 20-0. 40%,同時不需要添加增碳劑，低成本含釩鐵水的加入在增加了 C、V元素的同時，降低了含釩鐵水的熔煉費用，綜合效益在10-30元/噸鋼。
圖I為本發明實施例工藝流程圖。
具體實施方式
以下通過實施例對本發明做進一步說明。
本實施例用于生產公稱直徑為β 6mm- Φ 28mm規格的II級熱軋螺紋鋼筋的生產過程。在提釩-煉鋼雙聯工藝下以含釩鐵水和硅錳合金為主要合金化原料生產II級熱軋螺紋鋼筋，該工藝是在保證II級螺紋鋼筋性能的基礎上，通過增加鋼筋中V含量，適當降低II級螺紋鋼筋鋼筋中Mn、Si元素來降低鋼筋的生產成本，鋼筋中的Si、Mn元素主要來源于硅錳合金，C元素主要來源于煉鋼終點C以及液態含釩鐵水帶入的C元素，V元素主要來源于煉鋼終點殘釩、液態含釩鐵水帶入的V元素以及還原轉爐終渣中V2O5中的V元素，通過該工藝生產的II級熱軋螺紋鋼筋既保證了鋼筋性能，同時大大降低II級熱軋螺紋鋼筋的生產成本，實施例一該爐次冶煉f 6mmHR335鋼筋，將半鋼及廢鋼兌入轉爐內，供氧、造渣操作，轉爐終點C O.04%、P :0. 025%、S :0. 030%，終點殘余V:O. 002%，然后進行出鋼。出鋼過程中均勻加入硅錳合金，控制其加入量使鋼種錳[Μη]=0. 9%、硅[Si]=0. 2%，不加增碳劑，脫氧劑正常加入。 同時，出鋼過程中對鋼水吹氬，供氣強度為4L/min · t鋼；出鋼后根據轉爐終點情況加入含釩鐵水(所用含釩鐵水成分為C 4. 00%、V 0. 260%、P彡O. 120%、S彡O. 080%,其余為Fe及其它元素，溫度1250°C)，按其增釩量O. 012%計算鐵水兌入量，含釩鐵水加入量為45kg/噸鋼，加入含釩鐵水后將鋼水運至LF爐精煉造還原渣處理，連鑄澆注后，鑄坯進行軋制，成品釩[V]含量為O. 015%(包括余釩及還原轉爐終渣中V2O5中的V元素)，按上述方法生產出的鋼筋的成分符合成份要求，鑄坯經軋制后鋼筋各項性能滿足II級熱軋螺紋鋼筋性能要求。
實施例二該爐次冶煉# 16mmHR335鋼筋，將半鋼及廢鋼兌入轉爐內，供氧、造渣操作，轉爐終點 C :0. 08%,P :0. 020%,S :0. 033%，終點殘余V: O. 005%，然后進行出鋼。出鋼過程中均勻加入硅錳合金，控制其加入量使鋼種錳[Mn]=1.05%、硅[Si]=0. 3%，不加增碳劑，脫氧劑正常加入。 同時，出鋼過程中對鋼水吹氬，供氣強度為2L/min · t鋼；出鋼后根據轉爐終點情況加入含釩鐵水(所用含釩鐵水成分為C 4. 10%、V :0. 350%、P < O. 120%、S彡O. 080%，其余為Fe及其它元素，溫度1260°C)，按其增釩量O. 014%計算鐵水兌入量，含釩鐵水加入量為40kg/噸鋼，加入含釩鐵水后將鋼水運至LF爐精煉造還原渣處理，連鑄澆注后，鑄坯進行軋制，成品釩[V]含量為O. 020%(包括余釩及還原轉爐終渣中V2O5中的V元素)，按上述方法生產出的鋼筋的成分符合成份要求，鑄坯經軋制后鋼筋各項性能滿足II級熱軋螺紋鋼筋性能要求。
實施例三該爐次冶煉# 28mmHR335鋼筋，將半鋼及廢鋼兌入轉爐內，供氧、造渣操作，轉爐終點 C :0. 10%、P 0. 021%,S 0. 040%，終點殘余V: O. 010%，然后進行出鋼。出鋼過程中均勻加入硅錳合金，控制其加入量使鋼種錳[Mn]=1.20%、硅[Si]=0.4%，不加增碳劑，脫氧劑正常加入。 同時，出鋼過程中對鋼水吹氬，供氣強度為6L/min · t鋼；出鋼后根據轉爐終點情況加入含釩鐵水(所用含釩鐵水成分為C 4. 20%、V 0. 440%、P彡O. 120%、S彡O. 080%,其余為Fe及其它元素，溫度1270°C)，按其增釩量O. 016%計算鐵水兌入量，含釩鐵水加入量為35kg/噸鋼，加入含釩鐵水后將鋼水運至LF爐精煉造還原渣處理，連鑄澆注后，鑄坯進行軋制，成品釩[V]含量為O. 030%(包括余釩及還原轉爐終渣中V2O5中的V元素)，按上述方法生產出的鋼筋的成分符合成份要求，鑄坯經軋制后鋼筋各項性能滿足II級熱軋螺紋鋼筋性能要求。
權利要求
1.一種生產II級熱軋螺紋鋼筋的冶煉エ藝，其特征是鋼筋的各元素的重量百分比為C 0. 20-0. 25%, Si 0. 20-0. 40%, Mn :0. 90-1. 20%, P 彡 O. 045%、S 彡 O. 045%、V O.015-0. 030%，當出現成份不符合上述要求，但滿足以下條件之一時能夠軋制相應規格的II級螺紋鋼筋 條件一在V符合要求時，當滿足C彡O. 19%、Mn彡O. 95%、C+Mn/6彡O. 37%時可以軋制相應規格的II級螺紋鋼筋； 條件ニ 在O. 010% ^ V < O. 015%時，當滿足Mn彡I. 05%,C+Mn/6彡O. 38%時可以軋制相應規格的II級螺紋鋼筋； 條件三在C、Si、Mn、P、S的含量符合要求時，當V > O. 030%時可以軋制相應規格的II級螺紋鋼筋； 所述的II級熱軋螺紋鋼筋，生產過程中包括如下エ藝步驟 a.含釩鐵水首先經過提釩轉爐進行提釩處理，部分V元素經過氧化進入釩渣中，得到的釩渣送至釩制品廠加工釩產品，將剩余帶有部分余釩的的半鋼兌入煉鋼轉爐內進行煉鋼操作； b.轉爐吹煉結束后，當終點成分重量百分比符合O.04彡C彡O. 10%、S彡O. 040%、P彡O. 025%時進行出鋼操作； c.出鋼過程中向鋼包內均勻加入硅錳合金，使鋼種硅為O.20-0. 40%,錳為O.90-1. 20%，不需加入增碳劑增碳； d.出鋼過程中脫氧劑正常加入，出鋼過程中進行在線吹氬氣，保證渣料充分熔化； e.出鋼結束，計算好增釩量后將含釩鐵水倒入鋼水中；倒入量為35-45kg/噸鋼的鐵水； f.鋼水經LF爐精煉造還原渣處理，連鑄進行澆注，然后進行軋制。
2.根據權利要求I所述的ー種生產II級熱軋螺紋鋼筋的冶煉エ藝，其特征在于所述的步驟d中，氬氣供氣強度為2-6L/min · t鋼，吹氬時間3_5min。
3.根據權利要求2所述的ー種生產II級熱軋螺紋鋼筋的冶煉エ藝，其特征在于所述的步驟e中，用于合金化的含釩鐵水成分重量百分比為C彡4. 00%、V彡O. 260%,P彡O. 120%、S彡O. 080%，其余為Fe及其它元素，溫度不低于1250°C。
全文摘要
本發明涉及一種生產Ⅱ級熱軋螺紋鋼筋的冶煉工藝，屬于冶金技術領域。技術方案是在提釩-煉鋼雙聯工藝下，以含釩鐵水和硅錳合金為主要合金化原料生產Ⅱ級熱軋螺紋鋼筋，該工藝是在保證Ⅱ級螺紋鋼筋性能的基礎上，通過增加鋼筋中V含量，適當降低Ⅱ級螺紋鋼筋鋼筋中Mn、Si元素來降低鋼筋的生產成本，鋼筋中的Si、Mn元素主要來源于硅錳合金，C元素主要來源于煉鋼終點C以及液態含釩鐵水帶入的C元素，V元素主要來源于煉鋼終點殘釩、液態含釩鐵水帶入的V元素以及還原轉爐終渣中V2O5中的V元素，通過該工藝生產的Ⅱ級熱軋螺紋鋼筋既保證了鋼筋性能，大大降低Ⅱ級熱軋螺紋鋼筋的生產成本，同時在不穿水的情況下保證了鋼筋的各項性能，保證了鋼筋的質量。
文檔編號C22C38/12GK102978538SQ201210415909
公開日2013年3月20日 申請日期2012年10月26日 優先權日2012年10月26日
發明者國富興, 韓春良, 翁玉娟, 王金星, 李彥軍, 吳雨晨 申請人:河北鋼鐵股份有限公司承德分公司