[发明专利]一种钒铬微合金化大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋及其制备方法

权利要求书

1.一种钒铬微合金化大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋，其特征在于，包括以下重量份的化学成分：C 0.23~0.26wt%、Si 0.40~0.55wt%、Mn 1.20~1.35wt%、Cr 0.37~0.42wt%、V 0.125~0.135wt%、S≤0.040wt%、P≤0.045wt%、O≤0.0055wt%、N 0.0225~0.0240wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；规格为32-40mm的600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋的ReL 620~645MPa、Rm 780~825MPa、A%≥19.0；铁素体含量为42-47%，形状等轴准多边形；珠光体含量53-58%，形状细片状；铁素体晶粒度12.0-12.5，维氏硬度差3-8；NaCl浓度0.2%试验168小时盐雾腐蚀率0.35~0.45g.m^-2.h-¹、NaCl浓度0.5%试验168小时盐雾腐蚀率0.85~0.95g.m^-2.h-¹。

2.一种根据权利要求1所述钒铬微合金化大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

A、钢水冶炼：将废钢、生铁及铁水分别按80-110kg/t_钢、30kg/t_钢、930-960kg/t_钢的配比加入LD转炉，之后进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、轻烧白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为20-24kg/t_钢，轻烧白云石加入量为15-20kg/t_钢，菱镁球加入量为1.0kg/t_钢，控制终点碳含量≥0.07wt%，出钢温度≤1640℃；出钢前钢包按8.0kg/t_钢的量，加入下列质量比的含钒生铁：成分C 3.5wt%、Si 0.35wt%、Mn 0.60wt%、V 1.05wt%、P 0.235wt%、S 0.070wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，含钒生铁加入钢包后烘烤3分钟；出钢前向加入含钒生铁并烘烤过的钢包底部按2.0kg/t_钢的量，加入下列质量比的渣洗脱硫剂进行渣洗：Al₂O₃ 21.5wt%，SiO₂5.2wt%，CaO 46.5wt%，Al 9.2wt%，MgO 6.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为15~20NL/min；所述废钢化学成分C 0.20-0.25wt%，Si 0.40-0.65wt%，Mn 1.25-1.50wt%，P 0.028-0.045wt%，S 0.020-0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述生铁化学成分C 3.2-3.5wt%、Si 0.25-0.45wt%、Mn0.50-0.75wt%、P 0.075-0.095wt%、S 0.020-0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述铁水化学成分C 4.2-4.8wt%、Si 0.20-0.45wt%、Mn 0.45-0.65wt%、P 0.080-0.110wt%、S≤0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，所述铁水温度≥1280℃；

B、脱氧合金化：将冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：硅铝钙块状脱氧剂→硅铁→硅锰合金→高碳锰铁→高碳铬铁→硅氮合金→钒氮合金，依次向钢包中加入下列物质：按1.0kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅铝钙脱氧剂：Si32.5wt%，Ca 15.5wt%，Al 10.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按4.5~7.0kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si 73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按7.4kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.3wt%，Si 17.2wt%，C1.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按9.5~11.5kg/t_钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 74.6wt%，C 7.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按6.3~7.3kg/t_钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr 54.2wt%，C7.8wt%，P 0.085wt%，S 0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.30-0.40kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅氮合金：Si 46.5wt%，N 35.2wt%，C 0.95wt%，P 0.045wt%，S0.024wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.60~1.75kg/t_钢的量，加入下列质量比的钒氮合金：V 77.8wt%，N 15.7wt%，C 3.45wt%，P 0.085wt%，S 0.067wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到4/5时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉进行精炼处理；

C、钢水LF炉精炼：将钢水吊到LF炉精炼工位接好氮气带，开启氮气采用流量为15~20NL/min的氮气对钢水进行吹氮处理，然后下电极采用档位7~9档化渣；通电化渣3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况；若渣样偏稀和颜色偏黑，补加石灰3.0~4.0kg/t_钢调渣，反之加预熔型精炼渣1.0~2.0kg/t_钢调整；之后测温、取样，根据钢样和温度检测结果，加入合金调整钢液成分和下电极升温，确保成分和温度合格；精炼结束后对钢水进行小流量软吹氮，吹氮时间3分钟，氮气流量控制为15~20NL/min；吹氮结束后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0kg/t_钢，然后将钢水吊至浇铸工位；

D、钢水浇铸：在中间包温度为1528~1543℃，拉速为2.5~2.7m/min，结晶器冷却水流量为130~140m³/h，二冷比水量为1.8~2.0L/kg的条件下，采用R9m直弧形连续矫直5机5流小方坯铸机将C步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯；

E、钢坯加热：将D步骤钢坯送入均热段炉温为1070~1100℃的加热炉中，加热60分钟，钢坯出钢之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制；

F、钢坯控轧控冷：将E步骤钢坯在速度为0.4~0.5m/s的轧制条件下粗轧6个道次；之后在速度为2.5~3.0m/s的轧制条件下中轧4个道次；之后进入精轧前预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为60~80m³/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为950~980℃；最后在速度为8.0~9.0m/s的轧制条件下精轧2个道次；将精轧后钢材通过0.5个长4.0米的长管水冷段装置和1~2个长800mm的短管水冷段装置进行多段分级控冷，长管水冷段和短管水冷段间隔200mm，短管水冷段间隔100mm，长管水冷段水泵压力为1.3~1.5MPa,短管水冷段水泵压力为1.0~1.1MPa；控冷后钢筋在冷床自然空冷至室温，即获得目标物。