专利名称：一种600MPa级的热轧带肋钢筋用钢及其冶炼方法
技术领域：
本发明涉及一种热轧带肋钢筋用钢及其冶炼方法，更具体的说涉及一种屈服强度600MPa级的热轧带肋钢筋用钢及其冶炼方法。
背景技术：
目前国内外高强度钢筋屈服强度一般为400MPa级、500MPa级，屈服强度高于500MPa级的钢筋很少。美国ASTM A615/A615M-07中75级钢筋屈服强度要求彡520MPa,成分只要求P< 0. 060%,其它元素含量未作具体要求；前苏联CTO-ACH M7-93中A600C钢筋屈服强度要求彡600MPa，成分要求为彡O. 28%C、彡I. 0%Si、彡I. 60%Mn、彡O. 045%P、(O. 045%S、彡0·010%Ν、彡O. 65%碳当量;发明专利申请(CN1769510)公开了一种屈服强度要求彡550MPa的抗震钢筋，成分范围为O. 07-0. 16% CU. 2-2. O % SiU. 5-2. 0% Mn, (O. 4% Cr,O. 02-0. 14% V，其余为Fe和杂质元素。长期以来，由于氮与各种脆性现象的不良效果有关，所以一直被炼钢工作者视为不利因素。如对于低碳钢，固溶在钢中的氮会导致时效和蓝脆等现象，氮与钢中钛、铝等元素结合会形成脆性夹杂等。但是近年来由于氮与合金元素相互作用产生一些有益效果而受到极大重视。从而开发出许多高氮的不同钢种。目前在生产400MPa级、500MPa级的热轧带肋钢筋时已普遍采用钒、氮进行微合金化，钒和氮共同加入钢中比单独加入钒进行微合金化具有更好的强化效果，这是由于钒的氮化物比钒的碳化物具有更高的稳定性，析出相更细小弥散，高温区的析出物还有细化钢筋晶粒的作用，使得强化效果明显提高。氮是钒微合金化钢中一种很有效的合金元素，通过充分利用廉价的氮元素，可显著提高钒微合金化钢的强化效果，达到节约合金用量、降低成本的目的。发展高强度钢筋是冶金与建筑领域的发展趋势，屈服强度600MPa级钢筋的研制与应用势在必行。生产600MPa级热轧带肋钢筋也可尝试采用钒、氮进行微合金化，但当钢中钒含量超过O. 10%时，钢中的氮含量就会相对偏低，V/N比> 5，V/N比远高于其理想的化学配比3. 64，钒往往不能充分发挥其强化作用，致使钒的加入量很高，不仅浪费了合金资源,而且增加了生产成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种有效控制V/N比，节约贵金属资源，降低生产成本的600MPa级的热轧带肋钢筋用钢。同时，本发明还提供上述钢的冶炼方法。为了解决以上技术问题，本发明提供一种600MPa级的热轧带肋钢筋用钢，以重量百分比计，含 C 0. 18-0. 28%、Si 0. 40-0. 80%、Mn 1. 35-1. 60%、P 0-0. 045%、S 0-0. 045%、
V:0. 15-0. 25%, N :0. 034-0. 083%，且 V/N 比为 3. 0-4. 5，其余为 Fe 和杂质元素。本发明进一步限定的技术方案是以重量百分比计，含C :0. 21-0. 24%、Si O.50-0. 75%、Mn :1. 45-1. 55%、P :0-0. 045%、S :0-0. 045%、V :0. 18-0. 22%, N :0. 051-0. 063%,且V/N比为3. 49-3. 83，其余为Fe和杂质元素。进一步的，以重量百分比计，含C :0. 23%、Si :0. 68%、Mn :1. 48%、P 0-0. 045%、S 0-0. 045%、V :0. 21%, N :0. 057%，且 V/N 比=3. 68，其余为 Fe 和杂质元素。本发明提供了上述600MPa级的热轧带肋钢筋用钢的冶炼方法，采用冶炼工艺进行冶炼，在转炉冶炼出钢过程中，向钢包中每吨钢水加入含1.5-2. 6kg纯钒的钒氮合金2. 4-3. Okg,并且每吨钢水加入含O. 51-4. 8kg纯氮的增氮剂2. 6-5. 5kg，将钢水的V/N比控制在3. 0-4. 5之间。本发明进一步限定的技术方案是采用冶炼工艺进行冶炼，在转炉冶炼出钢过程中，向钢水加入含I. 8-2. 4kg纯钒的钒氮合金，并且每吨钢水加入含O. 85-1. 85kg纯氮的增 氮剂，将钢水的V/N比控制在3. 49-3. 85。进一步的，采用冶炼工艺进行冶炼，在转炉冶炼出钢过程中，向钢水中加入含
2.16kg纯钒的钒氮合金，并且每吨钢水加入含I. 35kg纯氮的增氮剂，将钢水的V/N比控制在 3. 68。进一步的，所述的增氮剂主要成分为氮化硅铁或氮化硅锰或氮化锰铁。本发明的有益效果是本发明所述的一种600MPa级的热轧带肋钢筋用钢及其冶炼方法，通过添加含钒氮的合金和增氮剂，可以将钢水的V/N比控制在3. 0-4. 5，利用廉价的氮元素充分发挥钒的强化效果，明显地减少钒的用量，并且采用较少的钒含量就可以保证600MPa级大规格钢筋的力学性能，从而节约贵重金属资源，降低生产成本。
具体实施例方式实施例1-11本实施例提供的一种热轧带肋钢筋用钢，以重量百分比计，含C :0. 18-0. 28%、Si
0.40-0. 80%、Mn 1. 35-1. 60%、P :0-0. 045%、S :0-0. 045%、V :0. 15-0. 25%, N 0. 034-0. 083%,且V/N比为3. 0-4. 5，其余为Fe和杂质元素。其冶炼方法为采用冶炼工艺进行冶炼，在转炉冶炼出钢过程中，向钢包中每吨钢水加入含I. 5-2. 6kg纯钒的钒氮合金2. 4-3. Okg,并且每吨钢水加入含0. 51-4. 8kg纯氮的增氮剂2. 6-5. 5kg，将钢水的V/N比控制在3. 0-4. 5之间。所述的增氮剂主要成分为氮化硅铁或氮化娃猛或氮化猛铁。实施例1-11的主要成分和屈服强度、抗拉强度和伸长率如表I和表2所不表I :
权利要求
1.一种600MPa级的热轧带肋钢筋用钢，其特征在于，以重量百分比计，含C:O.18-0. 28%、Si 0. 40-0. 80%、Mn 1. 35-1. 60%、P 0-0. 045%、S 0-0. 045%、V O. 15-0. 25%,N :0. 034-0. 083%,且V/N比为3. 0-4. 5，其余为Fe和杂质元素。
2.根据权利要求I所述的600MPa级的热轧带肋钢筋用钢，其特征在于，以重量百分比计，含 C 0. 21-0. 24%、Si 0. 50-0. 75%、Mn 1. 45-1. 55%、P 0-0. 045%、S 0-0. 045%、V O.18-0. 22%, N :0. 051-0. 063%，且 V/N 比为 3. 49-3. 83，其余为 Fe 和杂质元素。
3.根据权利要求I所述的600MPa级的热轧带肋钢筋用钢，其特征在于，以重量百分比计，含 C 0. 23%、Si 0. 68%,Mn 1. 48%,P 0-0. 045%、S 0-0. 045%、V 0. 21%,N 0. 057%，且 V/N比=3. 68，其余为Fe和杂质元素。
4.根据权利要求I所述的600MPa级的热轧带肋钢筋用钢的冶炼方法，其特征在于，采用冶炼工艺进行冶炼，在转炉冶炼出钢过程中，向钢包中每吨钢水加入含I. 5-2. 6kg纯钒的钒氮合金，并且每吨钢水加入含0. 51-4. 8kg纯氮的增氮剂，将钢水的V/N比控制在3.0-4. 5 之间。
5.根据权利要求4所述的600MPa级的热轧带肋钢筋用钢的冶炼方法，其特征在于，采用冶炼工艺进行冶炼，在转炉冶炼出钢过程中，向钢水加入含I. 8-2. 4kg纯钒的钒氮合金，并且每吨钢水加入含0. 85-1. 85kg纯氮的增氮剂，将钢水的V/N比控制在3. 49-3. 85。
6.根据权利要求4所述的一种600MPa级的热轧带肋钢筋用钢的冶炼方法，其特征在于，采用冶炼工艺进行冶炼，在转炉冶炼出钢过程中，向钢水中加入含2. 16kg纯钒的钒氮合金，并且每吨钢水加入含I. 35kg纯氮的增氮剂，将钢水的V/N比控制在3. 68。
7.根据权利要求4-6任一权利要求所述的一种600MPa级的热扎带肋钢筋用钢的冶炼方法，其特征在于，所述的增氮剂主要成分为氮化硅铁或氮化硅锰或氮化锰铁。
全文摘要
本发明公开了一种600MPa级的热轧带肋钢筋用钢，以重量百分比计，含C0.18-0.28%、Si0.40-0.80%、Mn1.35-1.60%、P0-0.045%、S0-0.045%、V0.15-0.25%，N0.034-0.083%，且V/N比为3.0-4.5，其余为Fe和杂质元素。其冶炼方法为在转炉冶炼出钢过程中，向钢包中每吨钢水加入含1.5-2.6kg纯钒的钒氮合金，并且每吨钢水加入含0.51-4.8kg纯氮的增氮剂，将钢水的V/N比控制在3.0-4.5之间。本发明利用廉价的氮元素充分发挥钒的强化效果，明显地减少钒的用量，从而节约贵重金属资源，降低生产成本。
文档编号C21C5/28GK102839334SQ20121031358
公开日2012年12月26日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者完颜卫国, 张先轶, 眭志松 申请人:江苏永钢集团有限公司