专利名称：一种生产Ⅱ级热轧螺纹钢筋的冶炼工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种生产II级热轧螺纹钢筋的冶炼工艺，属于冶金技术领域。
背景技术：
目前，II级热轧螺纹钢筋(即HRB335)被广泛应用于建筑领域，国家标准中对钢筋的化学成分各元素的重量百分比做了相应规定，为C彡O. 25%、Si ( O. 80%、Mn ( I. 60%、 P彡O. 045%、S彡O. 045%、Ceq ( O. 52%，同时对钢筋的性能要求做了相应规定，为屈服强度> 335MPa，抗拉强度> 455MPa，即在II级热轧螺纹钢筋的生产中既要满足各主要元素不能高于其上限值，同时要满足其性能要求。由于II级热轧螺纹钢筋性能要求比III级钢或IV级钢等其它高级别钢筋低，行业内生产该类钢筋时一般采用控制C、Si、Mn、P、S的含量生产该类钢筋，而不需要添加V、Nb等贵重稀有元素进行性能的强化，在生产公称直径为# 6mm- f 28mm规格的II级热轧螺纹钢筋的过程中通常采用的成分范围为C:O.17-0. 25%, Si 0. 40-0. 80%, Mn :1. 20-1. 60%, P 彡 O. 045%、S ( O. 045%。随着原燃料价格的上涨，市场竞争的日益激烈，II级热轧螺纹钢筋的盈利水平逐渐下降，部分企业为降低II 级热轧螺纹钢筋生产成本，在钢筋生产过程中采用重穿水工艺，通过采用该工艺钢筋Mn含量能够降低O. 30-0. 40%，能够大幅度降低生产成本，但采用该工艺存在钢筋表面锈蚀问题， 严重影响钢筋质量，因此该工艺已被禁止应用。如果不采用穿水工艺，降低钢中Mn含量，必须添加如V、Nb等贵重稀有元素进行性能的强化，而含有这些元素的合金价格昂贵，成本价高，企业成本受到影响。因此，在II级热轧螺纹钢筋的生产过程中在保证钢筋性能的同时， 进一步降低钢筋的生产成本，提高产品盈利水平是本领域急需解决的问题。发明内容
本发明目的是提供一种生产II级热轧螺纹钢筋的冶炼工艺，通过该工艺生产的II 级热轧螺纹钢筋既保证了钢筋性能，同时大大降低II级热轧螺纹钢筋的生产成本，解决背景技术存在的上述问题。
本发明的技术方案是一种生产II级热轧螺纹钢筋的冶炼工艺，其特征在于钢筋的各元素的重量百分比为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%,当出现成份不符合上述要求，但满足以下条件之一时能够轧制相应规格的II级螺纹钢筋条件一在V符合要求时，当满足C彡O. 19%、Mn彡O. 95%、C+Mn/6彡O. 37%时可以轧制相应规格的II级螺纹钢筋；条件二 在O. 010% ^ V < O. 015%时，当满足Mn彡I. 05%,C+Mn/6彡O. 38%时可以轧制相应规格的II级螺纹钢筋；条件三在C、Si、Mn、P、S的含量符合要求时，当V > O. 030%时可以轧制相应规格的II 级螺纹钢筋；所述的II级热轧螺纹钢筋，生产过程中包括如下工艺步骤a.含钒铁水首先经过提钒转炉进行提钒处理，部分V元素经过氧化进入钒渣中，得到的钒渣送至钒制品厂加工钒产品，将剩余带有部分余钒的的半钢兑入炼钢转炉内进行炼钢操作；b.转炉吹炼结束后，当终点成分重量百分比符合O.04 < C < O. 10%、S^O. 040%、 P彡O. 025%时进行出钢操作；c.出钢过程中向钢包内均匀加入硅锰合金，使钢种硅[Si]为O.20-0. 40%，锰[Mn]为O.90-1. 20%，不需加入增碳剂增碳；d.出钢过程中脱氧剂正常加入，出钢过程中进行在线吹氩气，保证渣料充分熔化；e.出钢结束，计算好增钒量后将含钒铁水将倒入钢水中；倒入量为35-45kg/吨钢的铁水；f.钢水经LF炉精炼造还原渣处理，保证成份、温度合格后上连铸进行浇注，然后进行轧制。
所述的步骤d中，IS气供气强度为2-6L/min · t钢，吹IS时间3_5min。
所述的步骤e中，用于合金化的含钒铁水成分重量百分比为C彡4. 00%、 V彡O. 260%、P彡O. 120%、S彡O. 080%，其余为Fe及其它元素，温度不低于1250°C。
本发明的工作原理本发明针对行业内II级热轧螺纹钢筋的技术现状，为降低II级热轧螺纹钢筋的生产成本，重新设计了新的II级热轧螺纹钢筋的成份控制范围，降低了钢筋中的Mn元素含量，同时为保证钢筋的性能，向钢筋中添加V元素进行性能的强化，此种成份设计在行业内尚没有被其他企业所采用，该发明的特别之处在于钢筋中的Si、Mn元素主要来源于硅锰合金，C 元素主要来源于炼钢终点C以及液态含钒铁水带入的C元素，V元素主要来源于炼钢终点残钒、液态含钒铁水带入的V元素以及还原转炉终渣中V2O5中的V元素，而不需要添加固态含钒合金。由于炼钢用主要原料(即含钒铁水)经过提钒转炉提钒后半钢中的余钒含量重量百分比仍有O. 030-0. 100%，半钢经炼钢转炉吹炼后半钢中的余钒大部分进入到转炉终渣中，但炼钢终点钢水中的残余V含量重量百分比仍有O. 002-0. 010%，转炉出钢过程中转炉渣不可避免地随钢水进入到钢包中，在LF炉精炼造还原渣处理过程中转炉终渣中V2O5中的 V元素大部分被还原到钢水中，能够增加钢水钒含量O. 001-0. 005%，为保证钢筋成品V含量达到目标要求，剩余V含量主要在出钢后依靠液态含钒铁水进行补足，从而实现V的强化作用。
本发明有益效果为II级热轧螺纹钢筋的生产中虽然降低Mn元素含量增加V元素含量来保证钢筋的性能，但用于合金化的V元素主要来源于主要原料(即含钒铁水)本身以及原料处理后的残余元素，不需要另外添加固态合金，能够实现稀有资源的高效利用，减少了资源浪费；按上述方式生产的II级热轧螺纹钢筋大幅度降低了生产成本，与行业内通常采用的工艺相比Mn含量降低O. 30-0. 40%, Si含量降低O. 20-0. 40%,同时不需要添加增碳剂，低成本含钒铁水的加入在增加了 C、V元素的同时，降低了含钒铁水的熔炼费用，综合效益在10-30元/吨钢。
图I为本发明实施例工艺流程图。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明做进一步说明。
本实施例用于生产公称直径为β 6mm- Φ 28mm规格的II级热轧螺纹钢筋的生产过程。在提钒-炼钢双联工艺下以含钒铁水和硅锰合金为主要合金化原料生产II级热轧螺纹钢筋，该工艺是在保证II级螺纹钢筋性能的基础上，通过增加钢筋中V含量，适当降低II级螺纹钢筋钢筋中Mn、Si元素来降低钢筋的生产成本，钢筋中的Si、Mn元素主要来源于硅锰合金，C元素主要来源于炼钢终点C以及液态含钒铁水带入的C元素，V元素主要来源于炼钢终点残钒、液态含钒铁水带入的V元素以及还原转炉终渣中V2O5中的V元素，通过该工艺生产的II级热轧螺纹钢筋既保证了钢筋性能，同时大大降低II级热轧螺纹钢筋的生产成本，实施例一该炉次冶炼f 6mmHR335钢筋，将半钢及废钢兑入转炉内，供氧、造渣操作，转炉终点C O.04%、P :0. 025%、S :0. 030%，终点残余V:O. 002%，然后进行出钢。出钢过程中均匀加入硅锰合金，控制其加入量使钢种锰[Μη]=0. 9%、硅[Si]=0. 2%，不加增碳剂，脱氧剂正常加入。 同时，出钢过程中对钢水吹氩，供气强度为4L/min · t钢；出钢后根据转炉终点情况加入含钒铁水(所用含钒铁水成分为C 4. 00%、V 0. 260%、P彡O. 120%、S彡O. 080%,其余为Fe及其它元素，温度1250°C)，按其增钒量O. 012%计算铁水兑入量，含钒铁水加入量为45kg/吨钢，加入含钒铁水后将钢水运至LF炉精炼造还原渣处理，连铸浇注后，铸坯进行轧制，成品钒[V]含量为O. 015%(包括余钒及还原转炉终渣中V2O5中的V元素)，按上述方法生产出的钢筋的成分符合成份要求，铸坯经轧制后钢筋各项性能满足II级热轧螺纹钢筋性能要求。
实施例二该炉次冶炼# 16mmHR335钢筋，将半钢及废钢兑入转炉内，供氧、造渣操作，转炉终点 C :0. 08%,P :0. 020%,S :0. 033%，终点残余V: O. 005%，然后进行出钢。出钢过程中均匀加入硅锰合金，控制其加入量使钢种锰[Mn]=1.05%、硅[Si]=0. 3%，不加增碳剂，脱氧剂正常加入。 同时，出钢过程中对钢水吹氩，供气强度为2L/min · t钢；出钢后根据转炉终点情况加入含钒铁水(所用含钒铁水成分为C 4. 10%、V :0. 350%、P < O. 120%、S彡O. 080%，其余为Fe及其它元素，温度1260°C)，按其增钒量O. 014%计算铁水兑入量，含钒铁水加入量为40kg/吨钢，加入含钒铁水后将钢水运至LF炉精炼造还原渣处理，连铸浇注后，铸坯进行轧制，成品钒[V]含量为O. 020%(包括余钒及还原转炉终渣中V2O5中的V元素)，按上述方法生产出的钢筋的成分符合成份要求，铸坯经轧制后钢筋各项性能满足II级热轧螺纹钢筋性能要求。
实施例三该炉次冶炼# 28mmHR335钢筋，将半钢及废钢兑入转炉内，供氧、造渣操作，转炉终点 C :0. 10%、P 0. 021%,S 0. 040%，终点残余V: O. 010%，然后进行出钢。出钢过程中均匀加入硅锰合金，控制其加入量使钢种锰[Mn]=1.20%、硅[Si]=0.4%，不加增碳剂，脱氧剂正常加入。 同时，出钢过程中对钢水吹氩，供气强度为6L/min · t钢；出钢后根据转炉终点情况加入含钒铁水(所用含钒铁水成分为C 4. 20%、V 0. 440%、P彡O. 120%、S彡O. 080%,其余为Fe及其它元素，温度1270°C)，按其增钒量O. 016%计算铁水兑入量，含钒铁水加入量为35kg/吨钢，加入含钒铁水后将钢水运至LF炉精炼造还原渣处理，连铸浇注后，铸坯进行轧制，成品钒[V]含量为O. 030%(包括余钒及还原转炉终渣中V2O5中的V元素)，按上述方法生产出的钢筋的成分符合成份要求，铸坯经轧制后钢筋各项性能满足II级热轧螺纹钢筋性能要求。
权利要求
1.一种生产II级热轧螺纹钢筋的冶炼エ艺，其特征是钢筋的各元素的重量百分比为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%，当出现成份不符合上述要求，但满足以下条件之一时能够轧制相应规格的II级螺纹钢筋 条件一在V符合要求时，当满足C彡O. 19%、Mn彡O. 95%、C+Mn/6彡O. 37%时可以轧制相应规格的II级螺纹钢筋； 条件ニ 在O. 010% ^ V < O. 015%时，当满足Mn彡I. 05%,C+Mn/6彡O. 38%时可以轧制相应规格的II级螺纹钢筋； 条件三在C、Si、Mn、P、S的含量符合要求时，当V > O. 030%时可以轧制相应规格的II级螺纹钢筋； 所述的II级热轧螺纹钢筋，生产过程中包括如下エ艺步骤 a.含钒铁水首先经过提钒转炉进行提钒处理，部分V元素经过氧化进入钒渣中，得到的钒渣送至钒制品厂加工钒产品，将剩余带有部分余钒的的半钢兑入炼钢转炉内进行炼钢操作； b.转炉吹炼结束后，当终点成分重量百分比符合O.04彡C彡O. 10%、S彡O. 040%、P彡O. 025%时进行出钢操作； c.出钢过程中向钢包内均匀加入硅锰合金，使钢种硅为O.20-0. 40%,锰为O.90-1. 20%，不需加入增碳剂增碳； d.出钢过程中脱氧剂正常加入，出钢过程中进行在线吹氩气，保证渣料充分熔化； e.出钢结束，计算好增钒量后将含钒铁水倒入钢水中；倒入量为35-45kg/吨钢的铁水； f.钢水经LF炉精炼造还原渣处理，连铸进行浇注，然后进行轧制。
2.根据权利要求I所述的ー种生产II级热轧螺纹钢筋的冶炼エ艺，其特征在于所述的步骤d中，氩气供气强度为2-6L/min · t钢，吹氩时间3_5min。
3.根据权利要求2所述的ー种生产II级热轧螺纹钢筋的冶炼エ艺，其特征在于所述的步骤e中，用于合金化的含钒铁水成分重量百分比为C彡4. 00%、V彡O. 260%,P彡O. 120%、S彡O. 080%，其余为Fe及其它元素，温度不低于1250°C。
全文摘要
本发明涉及一种生产Ⅱ级热轧螺纹钢筋的冶炼工艺，属于冶金技术领域。技术方案是在提钒-炼钢双联工艺下，以含钒铁水和硅锰合金为主要合金化原料生产Ⅱ级热轧螺纹钢筋，该工艺是在保证Ⅱ级螺纹钢筋性能的基础上，通过增加钢筋中V含量，适当降低Ⅱ级螺纹钢筋钢筋中Mn、Si元素来降低钢筋的生产成本，钢筋中的Si、Mn元素主要来源于硅锰合金，C元素主要来源于炼钢终点C以及液态含钒铁水带入的C元素，V元素主要来源于炼钢终点残钒、液态含钒铁水带入的V元素以及还原转炉终渣中V2O5中的V元素，通过该工艺生产的Ⅱ级热轧螺纹钢筋既保证了钢筋性能，大大降低Ⅱ级热轧螺纹钢筋的生产成本，同时在不穿水的情况下保证了钢筋的各项性能，保证了钢筋的质量。
文档编号C22C38/12GK102978538SQ201210415909
公开日2013年3月20日 申请日期2012年10月26日 优先权日2012年10月26日
发明者国富兴, 韩春良, 翁玉娟, 王金星, 李彦军, 吴雨晨 申请人:河北钢铁股份有限公司承德分公司