[发明专利]钒铬微合金化大规格500MPa超细晶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500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋的制备方法，钢筋包括以下重量比的化学成分：C 0.21~0.25wt%、Si 0.45~0.55wt%、Mn 1.25~1.40wt%、Cr 0.30~0.35wt%、V 0.065~0.080wt%、S≤0.040wt%、P≤0.045wt%、O≤0.0070wt%、N 0.0165~0.0200wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；制备方法包括钢水冶炼、脱氧合金化、LF炉精炼、浇铸、钢坯加热及控轧控冷工序，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160~180kg/t_钢、30~40kg/t_钢、850~880kg/t_钢配比，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20~25kg/t_钢，轻烧白云石加入量为15~18kg/t_钢，菱镁球加入量为0.5kg/t_钢，控制终点碳含量≥0.07wt%，出钢温度≤1625℃；出钢前钢包按4.0kg/t_钢的量，加入下列质量比的含钒生铁：成分C 3.5wt%、Si 0.40wt%、Mn 0.65wt%、V 1.50wt%、P 0.205wt%、S0.075wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；出钢前向加入含钒生铁的钢包底部按1.0kg/t_钢的量，加入渣洗料进行渣洗，出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为15~20/NL/min；所述废钢化学成分C 0.20~0.25wt%，Si 0.35~0.60wt%，Mn 1.25~1.50wt%，P 0.032~0.050wt%，S 0.028~0.050wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述生铁化学成分C 3.2~3.4wt%、Si 0.20~0.40wt%、Mn 0.40~0.60wt%、P 0.080~0.100wt%、S 0.020~0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述铁水化学成分C 4.2~4.6wt%、Si 0.25~0.45wt%、Mn 0.40~0.70wt%、P 0.085~0.110wt%、S≤0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，所述铁水温度≥1290℃；所述渣洗料化学成分Al₂O₃ 21.5wt%，SiO₂ 5.2wt%，CaO 46.5wt%，Al 9.2wt%，MgO6.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；

b、脱氧合金化：将a步骤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：硅铝钙脱氧剂→硅铁→硅锰合金→高碳锰铁→高碳铬铁→硅氮合金→高氮钒合金，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：Si 28.5wt%，Ca 14.5wt%，Al 11.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按5.1~6.7kg/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9.0kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.9wt%，Si 17.6wt%，C 1.9wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按8.9~10.9kg/t_钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 75.8wt%，C 7.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按4.9~5.9kg/t_钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr54.2wt%，C 7.8wt%，P 0.085wt%，S 0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.25kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅氮合金：Si 46.5wt%，N 34.5wt%，C 1.75wt%，P 0.020wt%，S0.018wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.78~0.98kg/t_钢的量，加入下列质量比的高氮钒合金：V 77.8wt%，N 19.1wt%，C 1.25wt%，P 0.075wt%，S 0.045wt%，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炉精炼工位进行精炼处理；

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10~20NL/min的氩气对钢水进行吹氩处理，然后下电极采用档位5~7档化渣；通电化渣3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；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；根据钢样分析结果，加入合金调整钢液成分，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：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60~70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80~100m³/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为940~980℃；最后在速度为8.0~9.0m/s的轧制条件下精轧2~3个道次；将精轧后钢材通过1个长度4.5米的长管水冷段装置和1~2个长度2.0mm的短管水冷段装置进行多段分级控冷，水泵开启数2台，水泵压力为1.0~1.2MPa；控冷后钢筋在冷床自然空冷至室温，即获得公称直径28-40mm大规格500MPa细晶耐蚀抗震钢筋。