本发明是申请号为：201610711126.9，申请日为：2016年8月23日，名称为“一种微合金增强剂及其应用和应用方法”的发明专利申请的分案申请。
本发明属于钢铁冶金功能性添加剂领域，更具体地说，涉及一种冶炼微合金钢的方法。
背景技术：
广义的微合金钢被定义为添加了微量合金元素而使其一种或多种性能发生明显变化的钢。微合金钢中添加的合金元素的质量分数一般均小于0.1％，有些微合金钢因其性能改善的需要，而适当提高微合金元素的含量，但一般仍低于0.25％。因此这样的合金元素被称为微量合金元素。目前广泛采用的微量合金元素有属于元素周期表第ivb、vb副族的元素nb、v和ti，第ⅲ主族的元素b等。在微合金化钢中，钒的微合金化占有重要地位。随着国内外对钒氮合金(vn)研究工作的不断深入，人们充分认识到钒氮合金的有益作用，据近代材料学的研究发现，钢中增氮后，原来处于固熔状态的钒转变成析出状态的钒，充分发挥了钒的沉淀强化作用；氮在钢中具有明显的细化晶粒的作用；钒氮微合金化通过优化钒的析出和细化铁素体晶粒，充分发挥了晶粒细化强化和沉淀强化两种强化方式的作用，大大改善了钢的强韧性配合，充分体现了微合金化在技术经济方面的优势。
在实际应用中，为了提高和改善钢材的性能，有时提高微量合金元素的含量，但其结果，一是其含量值超出了微合金钢的定义范围，二是微量合金元素含量提高到一定值后对其钢的性能改善并不明显，而其应用成本却大幅升高。因此，后续出现了一些合金添加剂的研究报道，例如，中国专利申请号为201310304034.5，申请公布日为2013年11月13日的专利申请文件公开了一种钒氮微合金添加剂及制备方法，包括：1)将钒化合物经磨粉机研磨；2)将复合还原剂与研磨后的钒化合物混合，再加入密度强化剂和粘结剂和水，混合均匀；3)将混合物压制成型，经自然常态晾干及添加剂固化反应过程，经全自动一步法氮气氛保护双推板窑进行干燥、还原、碳化、氮化、烧结、冷却一体连续烧结工艺制备出钒氮微合金添加剂。该专利申请文件所述的用还原剂还原钒的化合物，而形成的钒氮合金添加剂，其产品实物是部分氮化钒加上还原产物和少量钒化合物、还原剂。该产品用于钢水微合金化，仍是产品中的氮化钒起作用，相当于单一钒氮合金微合金化，而其还原产物和残留物带入钢中形成夹杂物有害而无益。又如，中国专利申请号为201310200028.5，申请公布日为2014年12月03日的专利申请文件公开了铁基钒氮微合金添加剂，按重量计，50钒铁97.95份，助燃剂2.00份，渗氮催化剂0.05份。制备方法：将50钒铁放入颚式破碎机中，破碎至10毫米以下；放入对辊破碎机中进行粉碎；再放入球磨机中进行研磨；放入振动筛中筛选；筛选出120-180微米、小于120微米两种粒径等级；装到行星强制混合机中均匀混合；装入石墨盘中放入干燥机中进行干燥；利用真空机对反应釜抽真空，从氮气瓶中充入氮气，点火烧结；对装有不同粒径物料的反应釜，采取不同压力。该专利申请所述过程机理是用50钒铁通过渗氮方式生产出氮化钒铁。氮化钒铁也是一种单一的用于钢水微合金化的氮化合金，而其vn含量比钒氮合金更低，其微合金化强化效果相应要差些，并没有对微合金化效果起到增强作用。
大量研究表明，钢中氮含量对微量合金元素作用的发挥具有显著影响，而且氮在钢中的存在形式又至关重要。
但是现行冶炼微合金钢工艺明显的缺陷有，一是微合金钢性能的改善不能完全依靠提高微量合金元素的含量来达到；二是微量合金元素的作用的发挥，随着钢水的相关成分和冶炼工艺的变化而显著不同，也就是强化效果波动性很大，工艺稳定性差；三是微量合金元素都是贵重合金元素，其作用的发挥不充分、不稳定致使应用成本升高；四是微合金钢的性能，如强度、韧性、冲击性和焊接性等不能得到理想匹配。
技术实现要素：
1.要解决的问题
针对现有的钢铁冶炼过程中添加的微量合金元素作用不能充分发挥，改善钢质性能的效果波动性很大，工艺稳定性不好，应用成本偏高，微合金钢的性能匹配不佳等问题，本发明提供一种微合金增强剂及其应用和应用方法，本发明的微合金增强剂尤其对氮化钒和氮化钒铁的增强效果好，可以适用于不同微合金钢钢种的需求，所述的微合金增强剂可以与适量的氮化钒制成粒径为5～30mm的球，便于在出钢过程中加入钢水中，提高微合金元素的有效利用率；还可以将微合金增强剂与氮化钒或氮化钒铁颗粒及相关的微合金元素nb、ti、b等合金一起包覆成包芯线，在精炼工序中喂入钢水，便于某些微合金钢工艺、性能目标的精准控制。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种微合金增强剂，其组成成分为：si：23～66％，mn：0.1～17.5％，n：11～37％，ti：0～9.6％，cr：0～7.3％，al：0.03～5.6％，c：0.1～1.9％，p≤0.1％，s≤0.15％，余量为fe和杂质；以上均为质量分数计。
进一步地，所述的微合金增强剂由硅铁、金属硅、锰铁、硅锰、钛铁、铬铁、铝铁中两种以上材料进行氮化处理制备得到。
上述的微合金增强剂在冶炼微合金钢中的应用。
上述的微合金增强剂在冶炼微合金钢中的应用方法，在应用时，所述的微合金增强剂包括以下几种使用状态：a.微合金增强剂与氮化钒和氮化钒铁制成球块，直径为5～45mm；b.微合金增强剂与氮化钒和氮化钒铁颗粒制成包芯线；c.微合金增强剂与氮化钒和氮化硼、铬铁颗粒制成包芯线；d.微合金增强剂与钒氮合金、铌铁、钛铁和氮化铬铁合金颗粒制成包芯线；e.微合金增强剂与氮化钛铁、氮化钒铁和硼铁颗粒制成包芯线。
进一步地，微合金增强剂与氮化钒和氮化钒铁制成球块时，球块的组成成分为：si：8.2～44.5％，mn：0.8～2.9％，n：16.1～27.9％，v：14.2～60.1％，ti：0～5.1％，cr：0～4.2％，al：0.1～0.8％，c：0.4～2.3％，p≤0.10％，s≤0.15％，余量为fe和杂质。
进一步地，微合金增强剂与氮化钒和氮化钒铁颗粒制成包芯线时，线芯的组成成分为：v：7.9～56.2％，si：13～52.7％，n：16.9～29.2％，mn：0.1～2.3％，ti：0～5.4％，cr：0～4.2％，al：0.1～0.42％，c：0.15～1.8％，p≤0.10％，s≤0.15％，余量为fe和杂质。
进一步地，微合金增强剂与氮化钒和氮化硼、铬铁颗粒制成包芯线时，线芯的组成成分为：v：42.3％，b：6.2％，si：15.2％，n：23.1％，cr：2.1％，mn：3.1％，al：0.1％，c：0.7％，p≤0.15％，s≤0.15％，余量为fe和杂质。
进一步地，微合金增强剂与钒氮合金、铌铁、钛铁和氮化铬铁合金颗粒制成包芯线时，线芯的组成成分为：v：27.2％，nb：5.3％，si：24.1％，n：24.7％，mn：0.4％，ti：4.5％，cr：5.1％，al：0.26％，c：1.3％，p≤0.15％，s≤0.15％，余量为fe和杂质。
进一步地，微合金增强剂与氮化钛铁、钒氮合金、氮化钒铁和硼铁颗粒制成包芯线时，线芯的组成成分为：v：53.9％，ti：4.7％，si：11.3％，n：17.1％，cr：0.2％，b：2.37％，mn：0.31％，al：0.2％，c：0.45％，p≤0.15％，s≤0.15％，余量为fe和杂质。
进一步地，所述的包芯线的直径为
(1)微合金钢生产过程中需要重视的工艺特点。
由于微合金钢的使用性能比普通低合金钢明显提高，为了保证钢材在高强度情况下，仍具有足够高的韧性和塑性，因此要求严格控制钢中的有害杂质含量和杂质物的性质、尺寸和分布状态，以及钢材的典型缺陷，微合金钢冶炼的主要步骤及操作要点为：
(a)转炉冶炼：铁水预脱硫、脱磷、复合造渣工艺冶炼、供氧制度优选。
(b)终点钢水控制：终点钢水成分、温度、终渣成分、挡渣出钢。
(c)钢水脱氧、合金化：加入上述微合金增强剂压块或加入微合金增强剂与氮化钒颗粒的压块。
(d)钢水采取钢包底吹氩处理：喂入上述微合金增强剂球块或包芯线。
(e)钢水精炼：调整钢水成分和温度，钢中脱气、除杂净化，往钢水中喂入上述的微合金增强剂与氮化钒和氮化钒铁颗粒制成的包芯线；或喂入微合金增强剂与氮化钒和氮化硼、铬铁颗粒制成包芯线；或喂入微合金增强剂与钒氮合金、铌铁、钛铁和氮化铬铁合金颗粒制成包芯线；或喂入微合金增强剂与氮化钛铁、钒氮合金和硼铁颗粒制成包芯线。
(f)钢水保护浇注：钢包钢水到中间包用铝碳套管或石英套管进行保护，中间包钢水到连铸结晶器用铝碳水口或熔融石英水口保护，隔离钢水与空气的直接接触。
(g)连铸：将钢水铸成铸坯。
(h)钢坯轧制：炉温控制在1230～1270℃，加热保温时间为3～4h，采用控轧控冷工艺，开轧温度1020～1070℃，二次轧制温度890～930℃，终轧温度790～830℃。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明针对现有技术存在的问题，优化筛选成分最合适的微合金增强剂，应用于不同的微合金钢钢种使其微合金元素，如v、ti、nb、b等在冶炼微合金钢过程中的强化作用得到充分发挥；
(2)本发明采用不同于现行的工艺方法，而是一种新的工艺方法冶炼微合金钢，如用氮化钒或氮化钒铁合金与微合金增强剂共同作用的方式实现微合金钢的强化效果；如添加有利于提高v元素的强化作用，同时对钢材性能强化起正相关作用的氮化物如氮化钛、氮化硼等；
(3)本发明灵活选取微合金增强剂的使用方式，便于工艺技术的实现，有效地平缓氮化钒或氮化钒铁对钢水强化作用与炼钢工艺的敏感性；如将微合金增强剂包覆成包芯线或将其与氮化钒或氮化钒铁合金包覆成包芯线，用喂线机可以精准地将其加入到钢水深部而快速熔化，很好地验证了对钢质性能强化效果影响程度最小的微合金钢生产工艺；
(4)本发明提供的微合金增强剂在冶炼微合金钢中的应用方法与其相应钢种微合金化强化工艺相匹配，使其工艺稳定性和钢水强化效果稳定性得到突出体现；
(5)本发明使微合金元素的利用率大幅度提高，使其综合使用成本比原工艺降低24％以上；
(6)本发明的转炉冶炼工艺和钢水精炼工艺，保证了钢水成分均匀稳定，并在合理的量值范围，钢中有害杂质降到低限，创造了最优的微量合金元素强化工艺所需要的热力学和动力学条件。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
(1)选择氮化钒和氮化钒铁合金增强剂(即微合金增强剂)，其成分为(均以质量分数计，下同)：n：37％，si：23％，mn：17.5％，al：5.6％，cr：7.3％，c：0.1％，p：0.07％，s：0.06％，余量为fe和微量杂质，破碎成0.01～4.5mm小颗粒；
(2)选择光亮钢带，其成分c：0.07％，si：0.09％，mn：0.032％，p：0.018％，s：0.021％，al：0.08％，余量为fe，厚度为0.55mm，以上分数为质量分数；
(3)将步骤(1)中破碎加工得到的小颗粒和步骤(2)中的钢带用包芯线机组包覆成
(4)选择氮化钒合金，其组成成分为：v：76％，n：17％，c：5.5％，p：0.04％，s：0.10％，其粒径：5～40mm。
(5)将步骤(3)中加工成型的微合金增强剂包芯线和步骤(4)所选氮化钒合金用于转炉炼钢钢水吹氩精炼过程中。
选择公称容量180吨的转炉，冶炼钢种为hrb400e，其工艺为：(a)转炉冶炼：铁水预脱硫，将铁水中s脱至0.03％以下，用石灰和球团矿熔炼造渣，一次倒炉除渣后再造新渣；(b)转炉终点出钢(钢水温度控制在1670～1680℃；钢水成分：c：0.06～0.10％，p≤0.025％，s≤0.025％，o≤0.012％；在终点出钢过程中，用耐火材料制成的挡渣塞将钢水和渣子分离，使其熔渣不要随钢水流入钢包中；(c)钢水脱氧合金化用硅铝铁合金作为脱氧剂，钢中氧脱至55ppm以下；用硅铁(75si)和硅锰合金(65mn17si)进行钢水合金化，用石油焦增碳剂(c≥98％)对钢水增碳；加入氮化钒合金，加入量为0.35kg/ts。(d)钢水吹氩精炼，钢水基本成分调整，使其c：0.17～0.23％，si：0.25～0.40％，mn：1.10～1.40％，p≤0.035％，s≤0.035％，al≤0.005％，钢水温度调整，使其温度控制在1575～1590℃；(e)在钢水吹氩平台喂入微合金增强剂包芯线1.3kg/ts(即1.3千克包芯线每吨钢)，喂线速度120m/min；(f)钢水处理实行全过程吹氩，流量控制在4m3/min(使其钢水温度和成分均匀化，并进行钢水测温和成分微调：c：0.21％、si：0.37％、mn：1.43％、v：0.026％、cr：0.002％、al：0.006％、p：0.030％、s：0.018％，温度：1580℃)；(g)喂线后钢水进入连铸工段铸成铸坯(120mm*120mm方坯)。钢包钢水到中间包采用石英套管保护浇注，中间包钢水到连铸结晶器采用铝碳水口保护浇注。
(6)铸坯轧制
炉温控制在1240±10℃，加热保温时间为3.0h，采用控轧控冷工艺，开轧温度1050±10℃，二次轧制温度900～930℃，终轧温度810～830℃。
(7)轧制钢材(
取实验钢样进行光谱分析和电镜扫描分析，钢中以金属状态固溶的钒比原工艺减少27.9％，相应v(n)析出质点数量增加，尺寸更细微，分布均匀，显示沉淀强化趋势稳定增强。取实验钢制金相试样用化学侵蚀法进行组织显微分析，其基体组织为铁素体+细珠光体，晶粒数平均13197个/mm2(晶粒度10级余)(原工艺晶粒度一般为8～10级)这种组织结构对提高钢的强韧性十分有利。
对本实施例冶炼的hrb400型钢种进行焊接性能测试，焊接后，再进行拉伸测试。强度基本不变。试样拉伸断口均在远离焊接头的母材上为延性断口。时效性能：自然时效1个月后rel下降8mpa，3个月后rel下降10mpa，趋势变平。rm自然时效一周后下降1.5mpa，1个月后下降5mpa，其后基本不变。伸长率自然时效后上升3.7％，时效后屈强比更趋合理。本实施例的综合使用成本比原工艺成本降低26.3％。
本实施例中的微合金增强剂采用下述方法制备得到：
(1)选择原材料：硅铁、锰铁、铬铁、铝铁合金等物料，其中，硅铁的组成成分和各组分的质量分数为：si：70％，mn：0.7％，al：0.9％，c：0.3％，p≤0.10％，s≤0.12％，余量为fe和不可避免的杂质；锰铁的组成成分和各组分的质量分数为：mn：67％，c：6.5％，si：4.1％，p≤0.4％，s≤0.3％，al≤0.2％，余量为fe和不可避免的杂质；铬铁组成成分和各组分的质量分数为：cr：50％，si：0.5％，c：1.2％，p≤0.05％，s≤0.05％，余量为fe；铝铁组成成分和各组分质量分数为：al：75％，fe：24％，si：0.2％，mn：0.5％，c：0.18％，s≤0.2％，p≤0.2％；
(2)将步骤(1)中选定的物料分别破碎、磨细，其粒度≤0.35mm；
(3)将步骤(2)中得到的细料进行调配并添加1.2％结合剂(聚碳硅烷33％，硅酸溶胶60％，羚甲基纤维素7％)充分混匀后造粒，其粒度≤4.5mm；
(4)将步骤(3)中制得的颗粒料放到干燥炉内进行干燥，炉膛内充入氮气或氩气，温度控制在350℃，然后保温6小时；
(5)将干燥后的颗粒料放入流态化氮化炉里进行氮化处理，氮化过程中，细料处于流态化状态(效率可大幅提高)，同时通入氮气。氮气压力0.23mpa，炉膛内温度先升温至750℃，保温3小时，再升温至1000℃，保温4小时，然后炉膛升温至1300℃，保温11小时；
(6)氮化处理结束后，仍然密封炉膛，缓冷至120℃以下，即得到微合金增强剂细料，通过测定，得知其组成成分及各组分的质量分数为；n：37％，si：23％，mn：17.5％，al：5.6％，cr：7.3％，c：0.1％，p：0.07％，s：0.06％，余量为fe和微量杂质。
实施例2
(1)选择微合金增强剂，其成分为(均以质量分数计，下同)：n：11％，si：66％，mn：0.1％，ti：9.6％，al：0.03％，c：1.9％，p：0.10％，s：0.15％，余量为fe和微量杂质，粒径3～25mm；
(2)选择氮钒合金，其成分v：79％，n：15.5％，c：4.1％，p：0.03％，s：0.07％，粒径5～30mm；
(3)将步骤(1)中所选的微合金增强剂和步骤(2)中所选的氮化钒合金用于转炉炼钢钢水脱氧合金化过程中。
(4)选择公称容量120吨的转炉，冶炼钢种为20mnsi，其工艺为：(a)转炉冶炼：铁水预脱硫，将铁水中s脱至0.035％以下，用石灰和烧结矿熔炼造渣，一次倒炉除渣后再造新渣。(b)转炉终点出钢(钢水温度控制在1670～1680℃；钢水成分：c：0.07～0.10％，p≤0.025％，s≤0.025％，o≤0.012％；在终点出钢过程中，用耐火材料制成的挡渣塞将钢水和渣子分离，使其熔渣不要随钢水流入钢包中；(c)钢水脱氧合金化用铝铁合金作为脱氧剂，钢中氧脱至70ppm以下；用锰铁(65mn)、硅铁(75si)和硅锰合金(65mn17si)进行钢水合金化，用石油焦增碳剂(c≥98％)对钢水增碳；加入微合金增强剂0.48kg/ts，加入氮化钒合金0.30kg/ts，(d)钢水吹氩精炼，钢水基本成分调整，使其c：0.17～0.24％，si：0.35～0.55％，mn：1.2～1.5％，p≤0.035％，s≤0.035％，钢水温度调整，使其温度控制在1580～1600℃；(e)钢水处理实行全过程吹氩，流量控制在4.5m3/min(使其钢水温度和成分均匀化，并进行钢水测温和成分微调：c：0.21％、si：0.52％、mn：1.49％、v：0.022％、al：0.006％、n：0.0016％，p：0.027％、s：0.022％，温度：1590℃)；(g)钢水进入连铸工段铸成铸坯(150mm*150mm方坯)。钢包钢水到中间包采用石英套管保护浇注，中间包钢水到连铸结晶器采用铝碳水口保护浇注。
(5)铸坯轧制
炉温控制在1240±10℃，加热保温时间为3.5h，采用控轧控冷工艺，开轧温度1040±10℃，二次轧制温度900～930℃，终轧温度810～830℃。
(6)轧制钢材(
对本实施例冶炼的20mnsi型钢种进行焊接性能测试，焊接后，再进行拉伸测试。强度基本不变。试样拉伸断口均在远离焊接头的母材上为延性断口。时效性能：自然时效1个月后rel下降9mpa，3个月后rel下降11mpa，rm自然时效一周后下降2mpa，一个月后下降6mpa。本实施例的综合使用成本比原工艺成本降低24.1％。
本实施例中的微合金增强剂采用下述方法制备得到：
(1)选择原材料：金属硅、钛铁合金等物料；其中，金属硅的组成成分和各组分的质量分数为：si：96％，fe：1.8％，al：0.3％，c：0.05％，p：0.05％，s≤0.06％，余量为不可避免的杂质；钛铁组成成分和各组分的质量分数为：ti：71％，si：1.2％，mn：1.5％，al：5.0％，c：0.4％，p：0.05％，s：0.04％，余量为fe；
(2)将步骤(1)中选定的物料分别破碎、磨细，其粒度≤0.35mm；
(3)将步骤(2)中得到的细料进行调配并添加2％结合剂(聚碳硅烷42％，硅酸溶胶48％，羚甲基纤维素10％)充分混匀后造粒，其粒度≤4.5mm。
(4)将步骤(3)中制得的颗粒料放到干燥炉内进行干燥，炉膛内充入氮气或氩气，温度控制在300℃，然后保温8小时。
(5)将干燥后的颗粒料放入流态化氮化炉里进行氮化处理，氮化过程中，细料处于流态化状态(效率可大幅提高)，同时通入氮气。氮气压力0.22mpa，炉膛内温度先升温至850℃，保温2.5小时，再升温至1050℃，保温3小时，然后炉膛升温至1200℃，保温13小时。
(6)氮化处理结束后，仍然密封炉膛，缓冷至120℃以下，即得到微合金增强剂细料。通过测定，得知其组成成分及各组分的质量分数为；n：11％，si：66％，mn：0.1％，ti：9.6％，al：0.03％，c：1.9％，p：0.10％，s：0.15％，余量为fe和微量杂质。
实施例3
(1)选择微合金增强剂，其成分为(均以质量分数计，下同)：n：26.5％，si：43.2％，mn：3.8％，al：0.4％，c：0.3％，ti：9.5％，p：0.040％，s：0.036％，余量为fe和微量杂质，破碎成0.01～3.5mm小颗粒；
(2)选择氮化钒合金，其成分v：77.2％，n：14％，c：3.3％，p：0.04％，s：0.06％，粒径为0.01～3mm。
(3)将步骤(1)和步骤(2)所选的微合金增强剂颗粒与氮化钒颗粒料一起混匀制球压块，其组成成分为：si：8.2％，mn：0.8％，n：16.1％，al：0.1％，c：2.3％，ti：5.1％，v：60.1％，p：0.041％，s：0.010％，余量为fe和少量杂质，其粒径5～45mm。
(4)将步骤(3)中加工成型的微合金增强剂与氮化钒球块料用于转炉炼钢钢水脱氧合金化过程中。
(5)选择公称容量220吨的转炉，冶炼钢种为hrb500，其工艺为：(a)转炉冶炼：钢水预脱硫，将钢水中s脱至0.025％以下，用石灰+复合造渣剂熔炼造渣。(b)转炉终点出钢(钢水温度控制在1670～1680℃；钢水成分：c：0.08～0.11％，p≤0.022％，s≤0.025％，o≤0.010％；在终点出钢过程中，用耐火材料制成的挡渣塞将钢水和渣子分离，使其熔渣不要随钢水流入钢包中；(c)钢水脱氧合金化用硅铝锰铁合金作为脱氧剂，钢中氧脱至50ppm以下；用硅铁(75si)和硅锰合金(65mn17si)进行钢水合金化，用石油焦增碳剂(c≥98％)对钢水增碳；加入微合金增强剂与氮化钒球块料1.26kg/ts。(d)钢水吹氩精炼，钢水基本成分调整，使其c：0.17～0.24％，si：0.30～0.55％，mn：1.20～1.50％，p≤0.030％，s≤0.030％，al≤0.008％，钢水温度调整，使其温度控制在1575～1590℃；(e)钢水处理实行全过程吹氩，流量控制在5.5m3/min(使其钢水温度和成分均匀化，并进行钢水测温和成分微调：c：0.24％、si：0.41％、mn：1.43％、v：0.046％、al：0.006％、p：0.030％、s：0.018％，温度：1590℃)；(g)钢水进入连铸工段铸成铸坯(200mm*200mm方坯)。钢包钢水到中间包采用铝碳套管保护浇注，中间包钢水到连铸结晶器采用铝碳水口保护浇注。
(6)铸坯轧制
炉温控制在1250±10℃，加热保温时间为4.0h，采用控轧控冷工艺，开轧温度1030±10℃，二次轧制温度890～920℃，终轧温度800～820℃。
(7)轧制钢材(
对本实施例冶炼的hrb500型钢种进行焊接性能测试，焊接后，再进行拉伸测试。强度基本不变。试样拉伸断口均在远离焊接头的母材上为延性断口。时效性能：自然时效1个月后rel下降7mpa，3个月后rel下降10mpa，趋势变平。rm自然时效一周后下降1mpa，1个月后下降5.5mpa，其后基本不变。伸长率自然时效后上升4.3％，时效后屈强比更趋合理。本实施例的微合金使用成本比原工艺成本降低28.3％。
本实施例中的微合金增强剂采用下述方法制备得到：
(1)选择原材料：硅铁、硅锰、钛铁合金等物料；其中，硅铁的组成成分和各组分的质量分数为：si：72％，mn：0.5％，al：0.3％，c：0.1％，p≤0.10％，s≤0.12％，余量为fe和不可避免的杂质；硅锰的组成成分和各组分的质量分数为：mn：66％，si：15％，c：4.0％，p≤0.15％，s≤0.20％，余量为fe、al和不可避免的杂质；钛铁组成成分和各组分质量分数为：ti：70％，si：0.91％，mn：1.2％，al：3.8％，c：0.3％，s≤0.04％，p≤0.05％，余量为fe。
(2)将步骤(1)中选定的物料分别破碎、磨细，其粒度≤0.35mm。
(3)将步骤(2)中得到的细料进行调配并添加1.5％结合剂(聚碳硅烷42％，硅酸溶胶46％，羚甲基纤维素12％)充分混匀后造粒，其粒度≤4.5mm。
(4)将步骤(3)中制得的颗粒料放到干燥炉内进行干燥，炉膛内充入氮气或氩气，温度控制在320℃，然后保温6.5小时。
(5)将干燥后的颗粒料放入流态化氮化炉里进行氮化处理，氮化过程中，细料处于流态化状态(效率可大幅提高)，同时通入氮气。氮气压力0.2mpa，炉膛内温度先升温至800℃，保温3小时，再升温至1030℃，保温3.5小时，然后炉膛升温至1250℃，保温12小时。
(6)氮化处理结束后，仍然密封炉膛，缓冷至120℃以下，即得到微合金增强剂细料。
实施例4
(1)选择微合金增强剂，其成分为(均以质量分数计，下同)：n：30.7％，si：49.6％，mn：5.2％，cr：7.2％，al：0.6％，c：0.2％，p：0.043％，s：0.035％，余量为fe和微量杂质，破碎成0.01～3.5mm小颗粒；
(2)选择氮化钒铁合金，其成分v：52％，n：14％，c：0.3％，si：2.3％，al：1.8％，p：0.08％，s：0.05％，余量为fe和少量杂质，氮化钒合金，其成分v：76％，n：15％，c：1.4％，p：0.04％，s：0.05％，余量为少量杂质，粒径为0.01～3mm。
(3)将步骤(1)和步骤(2)所选的微合金增强剂颗粒与氮化钒铁、氮化钒颗粒料一起混匀制球压块，其组成成分为：si：44.5％，mn：2.9％，n：27.9％，al：0.8％，cr：4.2％，c：0.4％，v：14.2％，p：0.10％，s：0.047％，余量为fe和少量杂质，其粒径5～45mm。
(4)将步骤(3)中加工成型的微合金增强剂与氮化钒铁块料用于转炉炼钢钢水脱氧合金化过程中。
(5)选择公称容量220吨的转炉，冶炼钢种为hrb400，其工艺为：(a)转炉冶炼：铁水预脱硫，将铁水中s脱至0.025％以下，用石灰+复合造渣剂熔炼造渣。(b)转炉终点出钢(钢水温度控制在1670～1680℃；钢水成分：c：0.07～0.10％，p≤0.030％，s≤0.030％，o≤0.012％；在终点出钢过程中，用耐火材料制成的挡渣塞将钢水和渣子分离，使其熔渣不要随钢水流入钢包中；(c)钢水脱氧合金化用硅铝锰铁合金作为脱氧剂，钢中氧脱至60ppm以下；用硅铁(75si)和硅锰合金(65mn17si)进行钢水合金化，用石油焦增碳剂(c≥98％)对钢水增碳；加入微合金增强剂与氮化钒球块料1.83kg/ts。(d)钢水吹氩精炼，钢水基本成分调整，使其c：0.17～0.24％，si：0.30～0.55％，mn：1.20～1.50％，p≤0.030％，s≤0.030％，al≤0.008％，钢水温度调整，使其温度控制在1575～1590℃；(e)钢水处理实行全过程吹氩，流量控制在5.5m3/min(使其钢水温度和成分均匀化，并进行钢水测温和成分微调：c：0.24％、si：0.41％、mn：1.43％、v：0.026％、al：0.006％、p：0.030％、s：0.018％，温度：1590℃；(g)钢水进入连铸工段铸成铸坯(150mm*150mm方坯)。钢包钢水到中间包采用铝碳套管保护浇注，中间包钢水到连铸结晶器采用铝碳水口保护浇注。
(6)铸坯轧制
炉温控制在1240±10℃，加热保温时间为4.0h，采用控轧控冷工艺，开轧温度1040±10℃，二次轧制温度890～920℃，终轧温度800～820℃。
(7)轧制钢材(
对本实施例冶炼的hrb400型钢种进行焊接性能测试，焊接后，再进行拉伸测试。强度基本不变。试样拉伸断口均在远离焊接头的母材上为延性断口。时效性能：自然时效1个月后rel下降9mpa，3个月后rel下降11mpa，趋势变平。rm自然时效一周后下降2mpa，1个月后下降6mpa，其后基本不变。伸长率自然时效后上升3.4％，时效后屈强比更趋合理。本实施例的综合使用成本比原工艺成本降低25.2％。
本实施例中的微合金增强剂采用下述方法制备得到：
(1)选择原材料：硅铁、硅锰、铬铁合金等物料；硅铁的组成成分和各组分的质量分数为：si：71％，mn：0.6％，al：0.5％，c：0.2％，p≤0.10％，s≤0.10％，余量为fe和不可避免的杂质；硅锰的组成成分和各组分的质量分数为：mn：64％，si：18％，c：3.6％，p≤0.15％，s≤0.20％，余量为fe、al和不可避免的杂质；铬铁组成成分和各组分质量分数为：cr：55％，si：2.1％，c：1.2％，s≤0.05％，p≤0.06％，余量为fe。
(2)将步骤(1)中选定的物料分别破碎、磨细，其粒度≤0.35mm。
(3)将步骤(2)中得到的细料进行调配并添加1.5％结合剂(聚碳硅烷31％，硅酸溶胶59％，羚甲基纤维素10％)充分混匀后造粒，其粒度≤4.5mm。
(4)将步骤(3)中制得的颗粒料放到干燥炉内进行干燥，炉膛内充入氮气或氩气，温度控制在320℃，然后保温6.5小时。
(5)将干燥后的颗粒料放入流态化氮化炉里进行氮化处理，氮化过程中，细料处于流态化状态(效率可大幅提高)，同时通入氮气。氮气压力0.2mpa，炉膛内温度先升温至800℃，保温3小时，再升温至1030℃，保温3.5小时，然后炉膛升温至1250℃，保温12小时。
(6)氮化处理结束后，仍然密封炉膛，缓冷至120℃以下，即得到微合金增强剂细料。
实施例5
(1)选择微合金增强剂，其成分为(均以质量分数计，下同)：n：28.1％，si：50.7％，mn：0.2％，ti：9.6％，al：0.1％，c：0.3％，p：0.047％，s：0.038％，余量为fe和微量杂质，破碎成0.01～4.5mm小颗粒；
(2)选择氮化钒，各组分质量分数为：v：77.1％，n：18％，c：3.1％，p：0.035％，s：0.057％；氮化钒铁，其各组分质量分数为：v：57％，n：10％，c：0.6％，si：2.5％，al：2％，s：0.05％，p：0.10％，余量为fe和少量杂质。粒径0.01～3mm。
(3)选择光亮钢带，其成分：c：0.06％，si：0.08％，mn：0.036％，p：0.020％，s：0.019％，al：0.07％，余量为fe，厚度为0.60mm；以上分数为质量分数。
(4)将步骤(1)、(2)的加工料和步骤(3)中的钢带用包芯线机组包覆成
(5)将步骤(4)中加工成型的微合金增强剂与氮化钒和氮化钒铁包芯线用于转炉炼钢钢水精炼过程中。
(6)选择公称容量70吨的转炉，冶炼钢种为45simnv，其工艺为：(a)转炉冶炼：铁水预脱硫、脱磷，将铁水中s脱至0.030％以下，p脱至0.045％以下，用石灰加化渣剂熔炼造渣。(b)终点出钢(钢水温度控制在1660～1670℃；钢水成分：c：0.010～0.15％，p≤0.020％，s≤0.020％，o≤0.007％；在终点出钢过程中，用耐火材料制成的挡渣塞将钢水和渣子分离，使其熔渣不要随钢水流入钢包中；(c)钢水脱氧合金化用ca-al合金作为脱氧剂，钢中氧脱至50ppm以下；用硅铁(75si)、锰铁(65mn)和硅锰合金(65mn17si)进行钢水合金化，用石墨化增碳剂(c≥98％)对钢水增碳；(d)钢水精炼，钢水基本成分调整，使其c：0.41～0.50％，si：1.10～1.40％，mn：1.10～1.40％，p≤0.030％，s≤0.030％，钢水温度调整，使其温度控制在1570～1585℃，并对钢水实行脱气、除夹杂等钢水净化精炼工艺；(e)精炼钢水中喂入微合金增强剂与氮化钒和氮化钒铁包芯线1.79kg/ts(即1.79千克包芯线每吨钢)，喂线速度260m/min；(f)精炼钢水实行全过程吹氩，流量控制在5m3/min(使其钢水温度和成分均匀化，并进行钢水测温和成分微调：c：0.47％、si：1.27％、mn：1.33％、v：0.056％、al：0.006％、n：0.0016％，p：0.023％、s：0.019％，温度：1590℃)；(g)精炼钢水进入连铸工段铸成铸坯(80mm*260mm矩形坯)。钢包钢水到中间包采用铝碳套管保护浇注，中间包钢水到连铸结晶器采用铝碳水口保护浇注。
(7)铸坯轧制
炉温控制在1260±10℃，加热保温时间为3.0h，采用控轧控冷工艺，开轧温度1060±10℃，二次轧制温度890～910℃，终轧温度790～820℃。
(8)轧制钢材(板24mm)性能检测，屈服强度(rel)为610mpa，抗拉强度(rm)为905mpa，伸长率(a)为17.2％，收缩率41％。
取实验钢样进行光谱分析和电镜扫描分析，钢中以金属状态固溶的钒比原工艺减少29.7％，相应v(n)析出质点数量增加，尺寸更细微，分布均匀，显示沉淀强化趋势稳定增强。取实验钢制金相试样用化学侵蚀法进行组织显微分析，其基体组织为铁素体+细珠光体，晶粒数平均17281个/mm2(晶粒度11级余)(原工艺晶粒度一般为8～10级)这种组织结构对提高钢的强韧性十分有利。
对本实施例冶炼的45simnv型钢种进行焊接性能测试，焊接后，再进行拉伸测试。强度基本不变。试样拉伸断口均在远离焊接头的母材上为延性断口。其夹杂物级别为0.5～1.0级。本实施例的综合使用成本比原工艺成本降低29％。
本实施例中的微合金增强剂采用下述方法制备得到：
(1)选择原材料：硅铁、金属硅、钛铁合金等物料；其中，硅铁的组成成分和各组分的质量分数为：si：70.5％，mn：0.51％，al：0.45％，c：0.22％，p≤0.10％，s.≤0.10％，余量为fe和不可避免的杂质；金属硅的组成成分和各组分的质量分数为：si：97.2％，fe：1.5％，al：0.2％，c：0.04％，p≤0.05％，sl≤0.06％，余量为不可避免的杂质；钛铁的组成成分：ti：71％，si：1.1％，mn：1.3％，al：2.1％，c：0.3％，p≤0.05％，s≤0.04％，余量为fe。
(2)将步骤(1)中选定的物料分别破碎、磨细，其粒度≤0.35mm。
(3)将步骤(2)中得到的细料进行调配并添加1.7％结合剂(聚碳硅烷34％，硅酸溶胶58％，羚甲基纤维素8％)充分混匀后造粒，其粒度≤4.5mm。
(4)将步骤(3)中制得的颗粒料放到干燥炉内进行干燥，炉膛内充入氮气或氩气，温度控制在340℃，然后保温7小时。
(5)将干燥后的颗粒料放入流态化氮化炉里进行氮化处理，氮化过程中，细料处于流态化状态(效率可大幅提高)，同时通入氮气。氮气压力0.21mpa，炉膛内温度先升温至820℃，保温3小时，再升温至1030℃，保温4小时，然后炉膛升温至1220℃，保温13小时。
(6)氮化处理结束后，仍然密封炉膛，缓冷至120℃以下，即得到微合金增强剂细料。
实施例6
(1)选择微合金增强剂，其成分为(均以质量分数计，下同)：n：30.8％，si：55.2％，mn：3.6％，cr：7.3％，al：0.15％，c：0.10％，p：0.042％，s：0.031％，余量为fe和微量杂质，破碎成0.01～4.5mm小颗粒；
(2)选择氮化钒，各组分质量分数为：v：78.3％，n：16.4％，c：1.9％，p：0.035％，s：0.057％，氮化钒铁，其各组分质量分数为：v：52％，n：14％，c：0.4％，si：2.2％，al：1.3％，s：0.05％，p：0.10％，余量为fe和少量杂质。粒径0.01～3mm。
(3)选择光亮钢带，其成分：c：0.06％，si：0.08％，mn：0.036％，p：0.020％，s：0.019％，al：0.07％，余量为fe，厚度为0.45mm；以上分数为质量分数。
(4)将步骤(1)、(2)的加工料和步骤(3)中的钢带用包芯线机组包覆成
(5)将步骤(4)中加工成型的微合金增强剂与氮化钒和氮化钒铁包芯线用于转炉炼钢钢水精炼过程中。
(6)选择公称容量200吨的转炉，冶炼钢种为hrb500e，其工艺为：(a)转炉冶炼：铁水预脱硫，将铁水中s脱至0.030％以下，用石灰加化渣剂熔炼造渣。(b)终点出钢(钢水温度控制在1680～1690℃；钢水成分：c：0.070～0.10％，p≤0.025％，s≤0.025％，o≤0.010％；在终点出钢过程中，用耐火材料制成的挡渣塞将钢水和渣子分离，使其熔渣不要随钢水流入钢包中；(c)钢水脱氧合金化用ca-al合金作为脱氧剂，钢中氧脱至50ppm以下；用硅铁(75si)、锰铁(65mn)和硅锰合金(65mn17si)进行钢水合金化，用石墨化增碳剂(c≥98％)对钢水增碳，同时加入适量的氮化钒合金块；(d)钢水精炼，钢水基本成分调整，使其c：0.18～0.24％，si：0.35～0.55％，mn：1.25～1.45％，p≤0.025％，s≤0.030％，钢水温度调整，使其温度控制在1580～1595℃，并对钢水实行脱气、除夹杂等钢水净化精炼工艺；(e)精炼钢水中喂入微合金增强剂与氮化钒和氮化钒铁包芯线3.2kg/ts(即3.2千克包芯线每吨钢)，喂线速度240m/min；(f)精炼钢水实行全过程吹氩，流量控制在5m3/min(使其钢水温度和成分均匀化，并进行钢水测温和成分微调：c：0.23％、si：0.43％、mn：1.36％、v：0.051％、al：0.007％、n：0.013％，p：0.023％、s：0.019％，温度：1590℃)；(g)精炼钢水进入连铸工段铸成铸坯(220mm*220mm方形坯)。钢包钢水到中间包采用铝碳套管保护浇注，中间包钢水到连铸结晶器采用铝碳水口保护浇注。
(7)铸坯轧制
炉温控制在1250±10℃，加热保温时间为3.0h，采用控轧控冷工艺，开轧温度1030±10℃，二次轧制温度890～910℃，终轧温度790～820℃。
(8)轧制钢材(
对本实施例冶炼的hrb500e型钢种进行焊接性能测试，焊接后，再进行拉伸测试。强度基本不变。试样拉伸断口均在远离焊接头的母材上为延性断口。时效性能：1个月后rel下降8mpa，3个月后下降10mpa，一周后rm下降1.5mpa，1个月后下降5mpa，其后基本不变。其夹杂物级别为0.5～1.0级。金相组织为铁素体+珠光体，其铁素体晶粒度为11级。本实施例的综合使用成本比原工艺成本降低27％。
本实施例中的微合金增强剂采用下述方法制备得到：
(1)选择原材料：锰铁、金属硅、铬铁合金等物料；锰铁的组成成分和各组分的质量分数为：mn：65％，si：1.7％，al：0.18％，c：1.3％，p≤0.20％，s≤0.03％，余量为fe和不可避免的杂质；金属硅的组成成分和各组分的质量分数为：si：98.1％，fe：1.1％，al：0.15％，c：0.03％，p≤0.05％，sl≤0.06％，余量为不可避免的杂质；铬铁的组成成分和各组分的质量分数：cr：53％，si：1.6％，c：0.7％，p≤0.06％，s≤0.05％，余量为fe。
(2)将步骤(1)中选定的物料分别破碎、磨细，其粒度≤0.35mm。
(3)将步骤(2)中得到的细料进行调配并添加1.7％结合剂(聚碳硅烷39％，硅酸溶胶54％，羚甲基纤维素7％)充分混匀后造粒，其粒度≤4.5mm。
(4)将步骤(3)中制得的颗粒料放到干燥炉内进行干燥，炉膛内充入氮气或氩气，温度控制在340℃，然后保温7小时。
(5)将干燥后的颗粒料放入流态化氮化炉里进行氮化处理，氮化过程中，细料处于流态化状态(效率可大幅提高)，同时通入氮气。氮气压力0.21mpa，炉膛内温度先升温至820℃，保温3小时，再升温至1030℃，保温4小时，然后炉膛升温至1220℃，保温13小时。
(6)氮化处理结束后，仍然密封炉膛，缓冷至120℃以下，即得到微合金增强剂细料。
实施例7
(1)选择微合金增强剂，其成分为(均以质量分数计，下同)：n：25.3％，si：47.3％，mn：9.7％，al：0.2％，c：0.3％，p：0.07％，s：0.06％，余量为fe和微量杂质，破碎成0.01～4.5mm小颗粒；
(2)选择氮化钒，各组分质量分数为：v：79.1％，n：16.3％，c：2.7％，p：0.026％，s：0.031％，余量为少量杂质，氮化硼，其各组分质量分数为：b：45％，n：52％，余量为硼酸和氯化钠等杂质，铬铁，其各组分质量分数为：cr：60％，si：2.5％，c：3.8％，p：0.04％，s：0.03％，余量为fe和少量杂质，粒径0.01～3mm。
(3)选择光亮钢带，其成分：c：0.08％，si：0.07％，mn：0.034％，p：0.023％，s：0.021％，al：0.08％，余量为fe，厚度为0.30mm；以上分数为质量分数。
(4)将步骤(1)、(2)的加工料和步骤(3)中的钢带用包芯线机组包覆成
(5)将步骤(4)中加工成型的微合金增强剂与氮化钒和氮化硼和铬铁包芯线用于转炉炼钢钢水精炼过程中。
(6)选择公称容量90吨的转炉，冶炼钢种为40mnvb，其工艺为：(a)转炉冶炼：铁水预脱硫、脱磷，将铁水中s脱至0.030％以下，p脱至0.045％以下，用石灰加化渣剂熔炼造渣。(b)终点出钢(钢水温度控制在1685～1695℃；钢水成分：c：0.010～0.13％，p≤0.020％，s≤0.020％，o≤0.008％；在终点出钢过程中，用耐火材料制成的挡渣塞将钢水和渣子分离，使其熔渣不要随钢水流入钢包中；(c)钢水脱氧合金化用ca-al-ba合金作为脱氧剂，钢中氧脱至45ppm以下；用硅铁(75si)、锰铁(65mn)和硅锰合金(65mn17si)进行钢水合金化，用石墨化增碳剂(c≥98％)对钢水增碳；(d)钢水精炼，钢水基本成分调整，使其c：0.37～0.42％，si：0.17～0.32％，mn：1.10～1.35％，p≤0.030％，s≤0.030％，钢水温度调整，使其温度控制在1580～1600℃，并对钢水实行脱气、除夹杂等钢水净化精炼工艺；(e)精炼钢水中喂入微合金增强剂与氮化钒和氮化硼和铬铁包芯线2.82kg/ts(即2.82千克包芯线每吨钢)，喂线速度240m/min；(f)精炼钢水实行全过程吹氩，流量控制在6m3/min(使其钢水温度和成分均匀化，并进行钢水测温和成分微调：c：0.42％、si：0.29％、mn：1.26％、v：0.07％、ti：0.002％，b：0.0012％，al：0.006％、n：0.0016％，p：0.026％、s：0.021％，温度：1590℃)；(g)精炼钢水进入连铸工段铸成铸坯(110mm*400mm矩形坯)。钢包钢水到中间包采用铝碳套管保护浇注，中间包钢水到连铸结晶器采用铝碳水口保护浇注。
(7)铸坯轧制
炉温控制在1250±10℃，加热保温时间为3.5h，采用控轧控冷工艺，开轧温度1050±10℃，二次轧制温度900～920℃，终轧温度790～820℃。本实施例的轧制工艺主要体现在特定的加热温度和控轧控冷工艺条件，使其每次轧制变形后，从而产生强烈的沉淀强化作用。
(8)轧制钢材(板28mm)性能检测，屈服强度(rel)为847mpa，抗拉强度(rm)为1070mpa，伸长率(a)为16.5％，纵向冲击值ak51j。取实验钢样进行光谱分析和电镜扫描分析，钢中以金属状态固溶的钒比原工艺减少28.3％，相应v(n)析出质点数量增加，尺寸更细微，分布均匀，显示沉淀强化趋势稳定增强。b元素几乎全部以氮化物形成沉淀于晶界，cr元素，钢中固溶约为27％，其余以氮化物形式存在。取实验钢制金相试样用化学侵蚀法进行组织显微分析，其基体组织为铁素体+细珠光体，晶粒数平均15369个/mm2(晶粒度近11级)(原工艺晶粒度一般为8～10级)这种组织结构对提高钢的强韧性十分有利。
对本实施例冶炼的45mnvb型钢种进行焊接性能测试，焊接后，再进行拉伸测试。强度基本不变。试样拉伸断口均在远离焊接头的母材上为延性断口。其夹杂去级别为0.5～1.0级。本实施例的综合使用成本比原工艺成本降低26.4％。
本实施例中的微合金增强剂采用下述方法制备得到：
(1)选择原材料：金属硅、硅锰等物料；其中，金属硅的组成成分和各组分的质量分数为：si：98.4％，fe：0.7％，al：0.11％，c：0.02％，，p≤0.05％，s≤0.06％，余量为不可避免的杂质；硅锰的组成成分和各组分的质量分数为：mn：65％，si：17％，c：2.6％，p≤0.15％，s≤0.20％，余量为fe和不可避免的杂质。
(2)将步骤(1)中选定的物料分别破碎、磨细，其粒度≤0.35mm。
(3)将步骤(2)中得到的细料进行调配并添加1.6％结合剂(聚碳硅烷36％，硅酸溶胶55％，羚甲基纤维素9％)充分混匀后造粒，其粒度≤4.5mm。
(4)将步骤(3)中制得的颗粒料放到干燥炉内进行干燥，炉膛内充入氮气或氩气，温度控制在300℃，然后保温8小时。
(5)将干燥后的颗粒料放入流态化氮化炉里进行氮化处理，氮化过程中，细料处于流态化状态(效率可大幅提高)，同时通入氮气。氮气压力0.24mpa，炉膛内温度先升温至750℃，保温3小时，再升温至1050℃，保温3小时，然后炉膛升温至1200℃，保温13小时。
(6)氮化处理结束后，仍然密封炉膛，缓冷至120℃以下，即得到微合金增强剂细料。
实施例8
(1)选择微合金增强剂，其成分为(均以质量分数计，下同)：n：30.6％，si：49.7％，mn：1.3％，al：0.4％，c：0.6％，p：0.055％，s：0.063％，余量为fe和微量杂质，破碎成0.01～4.5mm小颗粒；
(2)选择氮化钒，各组分质量分数为：v：78.3％，n：15.9％，c：3.2％，p：0.033％，s：0.041％，余量为少量杂质；铌铁，其各组分质量分数为：nb：71％，al：6.4％，si：2.5％，ti：1.9％，c：0.18％，s：0.05％，p：0.06％，余量为fe和少量杂质；氮化铬铁，其各组分质量分数为：cr：61％，n：5.2％，c：0.06％，si：2.1％，p：0.03％，s：0.04％，余量为fe和少量杂质；钛铁，其各组分质量分数为：ti：70.6％，si：0.28％，mn：0.25％，c：0.1％，p：0.02％，s：0.02％，余量为fe和少量杂质；粒径0.01～3mm。
(3)选择光亮钢带，其成分：c：0.07％，si：0.09％，mn：0.039％，p：0.017％，s：0.023％，al：0.08％，余量为fe，厚度为0.65mm；以上分数为质量分数。
(4)将步骤(1)和(2)选中的加工料和步骤(3)中的钢带用包芯线机组包覆成
(5)将步骤(4)中加工成型的微合金增强剂与氮化钒和铌铁、氮化铬铁、钛铁包芯线用于转炉炼钢钢水精炼过程中。
(6)选择公称容量300吨的转炉，冶炼钢种为q550d，其工艺为：(a)转炉冶炼：铁水预脱硫、脱磷，将铁水中s脱至0.035％以下，p脱至0.040％以下，用石灰加化渣剂熔炼造渣。(b)终点出钢(钢水温度控制在1685～1695℃；钢水成分：c：0.006～0.08％，p≤0.020％，s≤0.020％，o≤0.010％；在终点出钢过程中，用耐火材料制成的挡渣塞将钢水和渣子分离，使其熔渣不要随钢水流入钢包中；(c)钢水脱氧合金化用铝锰铁合金作为脱氧剂，钢中氧脱至60ppm以下；用锰铁(65mn)和硅锰合金(65mn17si)进行钢水合金化，用石油焦增碳剂(c≥98％)对钢水增碳；(d)钢水精炼，钢水基本成分调整，使其c：0.10～0.17％，si：0.30～0.50％，mn：1.60～1.85％，p≤0.025％，s≤0.02％，钢水温度调整，使其温度控制在1580～1600℃，并对钢水实行脱气、除夹杂等钢水净化精炼工艺；(e)精炼钢水中喂入步骤(4)中加工成型的包芯线3.76kg/ts(即3.76千克包芯线每吨钢)，喂线速度220m/min；(f)精炼钢水实行全过程吹氩，流量控制在5m3/min(使其钢水温度和成分均匀化，并进行钢水测温和成分微调：c：0.15％、si：0.40％、mn：1.72％、v：0.056％、ti：0.04％，nb：0.03％，cr：0.08％，al：0.006％、n：0.008％，p：0.023％、s：0.016％，温度：1590℃)；(g)精炼钢水进入连铸工段铸成铸坯(100mm*1200mm矩形坯)。钢包钢水到中间包采用铝碳套管保护浇注，中间包钢水到连铸结晶器采用熔融石英水口保护浇注。
(7)铸坯轧制
炉温控制在1250±10℃，加热保温时间为3.5h，采用控轧控冷工艺，开轧温度1030±10℃，二次轧制温度900～930℃，终轧温度800～820℃。本实施例的轧制工艺主要体现在特定的加热温度和控轧控冷工艺条件，使其每次轧制变形后，奥氏体发生重复再结晶而得到充分细化，钒、铌元素氮化物非常弥散地、均匀地在奥氏体转变的相界面上析出和有效地阻碍奥氏体晶界的迁移，并有效地阻止铁素体晶粒长大细化晶粒，从而产生强烈的沉淀强化作用。同时改善了钢的韧塑性。
(8)轧制钢材(板30mm)性能检测，屈服强度(rel)为597mpa，抗拉强度(rm)为729mpa，伸长率(a)为21.4％。取实验钢样进行光谱分析和电镜扫描分析，钢中以金属状态固溶的钒比原工艺减少24.6％，相应v(n)析出质点数量增加，尺寸更细微，分布均匀，显示沉淀强化趋势稳定增强。nb元素固溶于钢中量约为7％，cr元素固溶量约为9％，ti元素固溶量约21％，其余均以氮化物形式沉淀于晶界。取实验钢制金相试样用化学侵蚀法进行组织显微分析，其基体组织为铁素体+细珠光体，晶粒数平均10287个/mm2(晶粒度10级余)(原工艺晶粒度一般为8～10级)这种组织结构对提高钢的强韧性十分有利。
对本实施例冶炼的q550d型钢种进行焊接性能测试，焊接后，再进行拉伸测试。强度基本不变。试样拉伸断口均在远离焊接头的母材上为延性断口。本实施例的微合金使用成本比原工艺成本降低24％。
本实施例中的微合金增强剂采用下述方法制备得到：
(1)选择原材料：金属硅、锰铁等物料；其中，金属硅的组成成分和各组分的质量分数为：si：98.5％，fe：0.61％，al：0.09％，c：0.01％，p≤0.05％，s≤0.06％，余量为不可避免的杂质；锰铁的组成成分和各组分的质量分数为：mn：65％，c：5.7％，si：3.9％，p≤0.4％，s≤0.3％，al≤0.20％，余量为fe和不可避免的杂质。
(2)将步骤(1)中选定的物料分别破碎、磨细，其粒度≤0.35mm。
(3)将步骤(2)中得到的细料进行调配并添加2％结合剂(聚碳硅烷38％，硅酸溶胶50％，羚甲基纤维素12％)充分混匀后造粒，其粒度≤4.5mm。
(4)将步骤(3)中制得的颗粒料放到干燥炉内进行干燥，炉膛内充入氮气或氩气，温度控制在350℃，然后保温6小时。
(5)将干燥后的颗粒料放入流态化氮化炉里进行氮化处理，氮化过程中，细料处于流态化状态(效率可大幅提高)，同时通入氮气。氮气压力0.21mpa，炉膛内温度先升温至850℃，保温2.5小时，再升温至1000℃，保温4小时，然后炉膛升温至1200℃，保温13小时。
(6)氮化处理结束后，仍然密封炉膛，缓冷至120℃以下，即得到微合金增强剂细料。
实施例9
(1)选择微合金增强剂，其成分为(均以质量分数计，下同)：n：28.6％，si：48.3％，mn：0.7％，ti：2.7％，cr：1.2％，c：0.8％，al：0.29％，p：0.06％，s：0.04％，余量为fe和微量杂质，破碎成0.01～4.5mm小颗粒；
(2)选择氮化钒铁，其各组分质量分数为：v：57％，n：10％，c：0.36％，si：1.1％，p≤0.06％，s≤0.10％，余量为少量fe和杂质，钒氮合金，其各组分质量分数为：v：77％，n：15％，c：2.3％，p：0.028％，s：0.030％，余量为少量杂质；氮化钛铁，其各组分质量分数为：ti：51％，n：12％，al：3.1％，si：0.3％，mn：0.7％，c≤0.3％，s≤0.05％，p≤0.04％，余量为fe和少量杂质，硼铁，各组分质量分数为：b：20％，si：3.7％，al：2.8％，c：0.1％，s：0.01％，p：0.03％，余量为fe和少量杂质，粒径0.01～3mm。
(3)选择光亮钢带，其成分：c：0.06％，si：0.09％，mn：0.032％，p：0.018％，s：0.021％，al：0.08％，余量为fe，厚度为0.4mm；以上分数为质量分数。
(4)将步骤(1)和(2)选中的加工料和步骤(3)中的钢带用包芯线机组包覆成
(5)将步骤(4)中加工成型的微合金增强剂与氮化钒铁和氮化钛铁和硼铁包芯线用于转炉炼钢钢水精炼过程中。
(6)选择公称容量150吨的转炉，冶炼钢种为20crmnti，其工艺为：(a)转炉冶炼：铁水预脱硫、脱磷，将铁水中s脱至0.035％以下，p脱至0.040％以下，用石灰加化渣剂熔炼造渣。(b)终点出钢(钢水温度控制在1680～1690℃；钢水成分：c：0.06～0.10％，p≤0.020％，s≤0.020％，o≤0.010％；在终点出钢过程中，用耐火材料制成的挡渣塞将钢水和渣子分离，使其熔渣不要随钢水流入钢包中；(c)钢水脱氧合金化用硅锰铝合金作为脱氧剂，钢中氧脱至65ppm以下；用硅铁(75si)、硅锰合金(65mn17si)和铬铁(cr50)进行钢水合金化，用石墨化增碳剂(c≥98％)对钢水增碳；(d)钢水精炼，钢水基本成分调整，使其c：0.17～0.22％，si：0.17～0.33％，mn：0.8～1.0％，cr：1.10％，p≤0.030％，s≤0.030％，钢水温度调整，使其温度控制在1580～1695℃，并对钢水实行脱气、除夹杂等钢水净化精炼工艺；(e)精炼钢水中喂入步骤(4)中加工成型的包芯线1.75kg/ts(即1.75千克包芯线每吨钢)，喂线速度200m/min；(f)精炼钢水实行全过程吹氩，流量控制在4.5m3/min(使其钢水温度和成分均匀化，并进行钢水测温和成分微调：c：0.20％、si：0.26％、mn：0.95％、v：0.06％、cr：1.16％，ti：0.072％、b：0.0012％、al：0.006％、n：0.0016％、p：0.025％、s：0.020％，温度：1590℃)；(g)精炼钢水进入连铸工段铸成铸坯(
(7)铸坯轧制
炉温控制在1240±10℃，加热保温时间为4.0h，采用控轧控冷工艺，开轧温度1040±10℃，二次轧制温度890～920℃，终轧温度810～830℃。
(8)轧制钢材(
取实验钢样进行光谱分析和电镜扫描分析，钢中以金属状态固溶的钒比原工艺减少26.8％，相应v(n)析出质点数量增加，尺寸更细微，分布均匀，显示沉淀强化趋势稳定增强。ti元素约97％以氮化物形式存在，b元素约94％以氮化物形式存在。取实验钢制金相试样用化学侵蚀法进行组织显微分析，其基体组织为铁素体+细珠光体，晶粒数平均12128个/mm2(晶粒度10级余)，原工艺晶粒度一般为8～10级，这种组织结构对提高钢的强韧性十分有利。
对本实施例冶炼的20crmnti型钢种进行焊接性能测试，焊接后，再进行拉伸测试。强度基本不变。试样拉伸断口均在远离焊接头的母材上为延性断口。其夹杂物级别为0.5～1.0级。本实施例的微合金使用成本比原工艺成本降低26.2％。
本实施例中的微合金增强剂采用下述方法制备得到：
(1)选择原材料：硅铁、钛铁、铬铁合金等物料；其中，硅铁的组成成分和各组分的质量分数为：si：70.6％，mn：0.4％，al：0.34％，c：0.17％，p≤0.10％，s≤0.10％，余量为fe和不可避免的杂质；钛铁的组成成分和各组分的质量分数为：ti：68％，si：0.9％，mn：1.2％，al：3.8％，c：0.32％，p≤0.05％，s≤0.04％，余量为fe；铬铁组成成分和各组分的质量分数为：cr：57％，si：0.31％，c：0.83％，p≤0.05％，si≤0.05％，余量为fe。
(2)将步骤(1)中选定的物料分别破碎、磨细，其粒度≤0.35mm。
(3)将步骤(2)中得到的细料进行调配并添加1.2％结合剂(聚碳硅烷37％，硅酸溶胶52％，羚甲基纤维素11％)充分混匀后造粒，其粒度≤4.5mm。
(4)将步骤(3)中制得的颗粒料放到干燥炉内进行干燥，炉膛内充入氮气或氩气，温度控制在330℃，然后保温7小时。
(5)将干燥后的颗粒料放入流态化氮化炉里进行氮化处理，氮化过程中，细料处于流态化状态(效率可大幅提高)，同时通入氮气。氮气压力0.2mpa，炉膛内温度先升温至800℃，保温3小时，再升温至1020℃，保温4小时，然后炉膛升温至1250℃，保温12小时。
(6)氮化处理结束后，仍然密封炉膛，缓冷至120℃以下，即得到微合金增强剂细料。