本发明涉及一种含铌氮微合金化钢筋及其生产工艺,尤其涉及一种含铌和氮微合金化处理的hrb500e钢筋及其生产工艺。
背景技术：
目前，hrb500mpa级别的钢筋有三大类生产工艺。
第一类是主要以20mnsi作为基础成分的碳锰钢系成分设计，采用锰系和硅系铁合金进行锰和硅合金化，用钒铁或钒氮合金进行钒微合金化，或单独利用铌铁合金进行铌微合金化，或单独采用铌和钒进行复合合金化，采用常规非控轧控冷轧制工艺，一般其主要成分控制[mn]在1.2-1.6％之间，[si]在0.40-0.80％之间，[c]在0.17-0.25％之间，[v]控制在0.085-0.12％之间或[nb]控制在0.080-0.10％之间,或铌+钒控制在0.090-0.13％之间，gb/t1499.2-2018国家标准要求：rel≥500mpa，rm≥630mpa，a≥15％，rm/rel≥1.25，agt≥9％，主要依靠碳、锰和硅固溶强化和钒或铌固溶或以碳氮化物析出强化，该方法是最为传统和最为成熟的hrb500e钢筋生产方法，其产品质量稳定，使用性能良好。但该方法存在如下问题：①硅锰及碳含量较高，需添加较高的钒或铌或钒铌复合，合金成本升高；②在凝固和冷却过程中容易产生元素偏析；③碳当量偏高焊接性能较差；④容易出现屈服不明显和混晶现象；⑤单独使用铌微合金化时容易出现无屈服平台、脆性断裂；连铸拉速超过3米/分钟时极易出现铸坯裂纹、脱方等质量缺陷，甚至出现漏钢事故；⑥钢筋rm/rel≥1.25，agt≥9％的合格率在95％以下。
第二类是将成分按下限控制甚至低于成分下限，且钒或铌使用量大幅度减少，采用低温大变形量轧制，生产出超细晶钢，合金成分可以降低，以晶粒细化作为提高钢筋强度的主要手段。该方法目前还处于工业试验推广阶段，同时该方法存在缺点是：①需要大幅度增加轧机能力,大幅度增加设备投资和改造旧轧机带来固定资产投资大幅度增加；②生产的钢筋不能采用常规焊接，否则焊接区因晶粒长大，造成钢筋强度大幅度下降；③钢筋强屈比降低，rm/rel≥1.25的比例在95％以下,抗震性指标合格率低。④总延伸率agt≥9％的比例不足96％。
第三类是将成分控制在下限甚至低于成分下限，且极少使用钒和铌或不用钒和铌，在中轧和精轧之间采用预穿水冷却和轧后穿水强制冷却，合金成分也可大幅度降低，该方法目前使用较为普遍，但如穿水冷却强度过小，钢筋性能难以达到国标规定值，或客户的要求值；若穿水冷却强度过大，将与国家标准，尤其是2018年实施的国家新标准相抵触，如表层金相组织、表层硬度和心部硬度差等难以满足新国标要求，对钢筋使用性能存在不利影响，同时存在如下不足：①需增加穿水设备，增加投资和运行成本；②钢筋性能波动大，自然时效时，钢筋性能波动现象严重；③焊接性能差；④钢筋容易锈蚀，rm/rel≥1.25的比例在90％以下，抗震性指标合格率很低；⑤钢筋表面和芯部组织不一致，表面极易出现回火马氏体和回火索氏体，与国家标准钢筋规定的金相组织铁素体+珠光体的基本要求不相符合；⑥总延伸率agt≥9％的比例不足92％。
基于上述情况，本发明在于提供一种以微量的纯铌含量和微量氮作为微合金化元素，或以铌加微量钒复合和微量氮作为微合金化元素的hrb500e成分设计及其生产工艺，以实现用低铌和微量钒加氮微合金化或微量的纯铌加氮微合金化生产hrb500e钢筋之目的，同时钢筋组织符合国标要求，性能指标远远超过国标要求，且成本较传统工艺低。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种以低纯铌含量和微量氮作为微合金化元素，或以铌加微量钒复合和微量氮作为微合金化元素的hrb500e成分设计及其生产工艺。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是将高炉铁水，或者高炉铁水与废钢或生铁块中的一种或两种，加入到转炉内吹氧熔炼，或者加入到电炉内吹氧和送电熔炼，并加入造渣剂；该方案具体包括以下步骤：
1)在转炉吹氧冶炼5-12min时，或电炉加入生铁或废钢时，加入适量的还原性氧化锰球团；
2)在转炉出钢前3-5min内，加入适量的还原性氧化铌球团，或者加入适量的还原性氧化钒球团和还原性氧化铌球团的混合物；或电炉出钢时向钢包内加入适量的还原性氧化铌球团，或者加入适量的还原性氧化钒球团和氧化铌球团的混合物；
3)在转炉出钢开始20-130秒内，根据冶炼终点钢水中的锰含量和hrb500e钢熔炼成分锰的目标要求范围，加入适量的锰系合金、金属锰中的一种或几种的组合，根据冶炼终点钢水中的硅含量和hrb500e钢熔炼成分硅的目标要求范围，加入适量的硅系合金、金属硅中的一种或几种的组合；根据冶炼终点钢水中的碳含量及考虑其他合金带入碳含量加入适量的增碳剂，使钢水中碳的质量百分比含量达到hrb500e钢熔炼成分的目标要求范围；
或根据电炉钢水经过lf精炼后钢水中硅与锰的含量和hrb500e钢熔炼成分硅和锰的目标要求范围，在lf精炼炉内加入适量的硅系合金、金属硅中的一种或几种的组合，及适量的锰系合金、金属锰中的一种或几种的组合进行微调硅和锰的含量，使钢水中硅与锰的质量百分含量比达到hrb500e钢熔炼成分的目标要求范围，并根据lf炉钢水的碳含量和考虑合金带入碳含量，加入适量的增碳剂，使钢水中碳的质量百分比含量达到hrb500e钢熔炼成分的目标要求范围；
4)在转炉出钢过程中和钢水吹气搅拌站，在微波场条件下，向钢包中的钢水吹适量的氮气或加入适量的氮系合金，使钢水中氮含量达到hrb500e钢熔炼成分的目标要求范围；
或者在电炉的lf精炼站，在微波场条件下，向钢包中的钢水吹适量的氮气或加入适量的氮系合金，使钢水中氮含量达到hrb500e钢熔炼成分的目标要求范围；
5)在转炉出钢过程中根据转炉终点钢水中钒和铌的含量及hrb500e钢筋熔炼成分目标范围，向钢包中的钢水加入适量的钒系合金、金属钒、钒的氧化物中的一种或几种的组合，和/或适量的铌铁、金属铌、铌的氧化物中的一种或几种的组合，使钢水中钒和/或铌含量达到hrb500e钢筋熔炼成分目标要求范围；
或在电炉的lf精炼站钢水中钒和铌的含量及hrb500e钢筋熔炼成分目标值，向钢包中的钢水加入适量的钒系合金、金属钒、钒的氧化物中的一种或几种的组合，和/或适量的铌铁、金属铌、铌的氧化物中的一种或几种的组合，使钢水中钒和/或铌含量达到hrb500e钢筋熔炼成分目标要求范围；
经过上述步骤后，最终控制钢水中各种元素质量百分比含量目标如下：1.10wt％≤mn≤1.50wt％，0.30wt％≤si≤0.70wt％，0.18wt％≤c≤0.25wt％，0.0130wt％≤n<0.0190wt％；
当钢水中含nb不含v时满足：0.040wt％≤nb<0.060wt％；
当钢水同时含v和nb时满足：0.045wt％≤v+nb<0.065wt％；
6)钢水经过连铸机浇注成不同断面尺寸的钢坯，钢坯热送或下线后冷送至加热炉，钢坯通过加热炉加热，然后被轧制成不同规格的钢筋，然后经轧制过程和轧后控制冷却，使钢筋上冷床温度在870-960℃，然后经过空冷，定尺剪切，打捆包装，最后得到含铌氮微合金化的hrb500e成品钢筋。
本发明一种含铌氮微合金化hrb500e钢筋的制备方法；根据转炉冶炼终点炼钢水中钒及铌含量和钢的熔炼目标成分含量范围，出钢时加入适量的钒铁合金、钒氮合金、金属钒、铌铁合金、金属铌中的一种或几种，微调钢水中的钒和铌含量，使上述各元素质量百分含量均达到目标范围；或根据电炉出钢后经lf炉精炼后钢水中钒及铌含量和钢的熔炼目标成分含量范围，加入适量的钒铁合金、钒氮合金、金属钒、铌铁合金、金属铌中的一种或几种，微调钢水中的钒和铌含量，使上述各元素质量百分含量均达到目标范围；在转炉出钢过程中和钢水吹气搅拌站，或在电炉lf炉工序，在微波场条件下，向钢包中的钢水吹适量的氮气或加入适量的微氮合金、稀土氮合金、硅氮合金、氮化硅、氮化硅铁、氮化硅锰、氮化锰、氮化钛、氮化铬中的一种或几种的组合，使氮元素质量百分含量达到hrb500e钢筋熔炼成分目标要求范围。
本发明一种含铌氮微合金化hrb500e钢筋的制备方法；所述的还原性氧化钒球团为氧化钒经过内配碳后低温烧结而成，还原性氧化铌球团为氧化铌经过内配碳低温烧结而成，还原性氧化锰球团为氧化锰经过内配碳低温烧结而成。
本发明一种含铌氮微合金化hrb500e钢筋的制备方法；所述的增碳剂为类石墨、石油焦、碳粉、碳化硅、碳化钙中的一种或几种的组合；所述锰系合金为锰铁合金、硅锰合金中的一种或几种的组合；所述硅系合金为硅铁合金、硅钙合金、硅碳合金、碳化硅中的一种或几种的组合；所述钒系合金为钒铁、钒氮合金、氮化钒铁、硅钒合金；所述氮系合金为微氮合金、稀土氮合金、硅氮合金、氮化硅、氮化硅铁、氮化硅锰、氮化锰、氮化钛、氮化铬中的一种或几种的组合。
本发明一种含铌氮微合金化hrb500e钢筋的制备方法；所述铁水为符合国家标准的炼钢铁水，或钒钛铁水经过提钒后的半钢钢水。
本发明一种含铌氮微合金化hrb500e钢筋的制备方法；步骤4)中所述的吹氮气强度为0.07-0.6m3/min.t钢，吹氮气时间控制在2-6min。
本发明一种含铌氮微合金化hrb500e钢筋的制备方法；步骤6)中钢水经连铸机浇注成不同断面尺寸的钢坯，钢坯通过加热炉加热，加热温度在1000-1250℃之间，开轧温度在930-1180℃之间，中轧机组与精轧机组之间采用预穿水冷却或不预穿水，终轧温度在950-1100℃之间，轧后进行控制冷却或空冷，使钢筋上冷床温度控制在870-960℃之间。
本发明一种含铌氮微合金化hrb500e钢筋，是由以下质量含量的各种元素的钢水制备而成的：1.10wt％≤mn≤1.50wt％，0.30wt％≤si≤0.70wt％，0.18wt％≤c≤0.25wt％，0.0130wt％≤n<0.0190wt％；
当钢水中含nb不含v时，满足：0.040wt％≤nb<0.060wt％；
当钢水中同时含v和nb时，满足，0.045wt％≤v+nb<0.065wt％。
本发明一种含铌氮微合金化hrb500e钢筋，所述含铌氮微合金化hrb500e钢筋的性能满足：rel在530-580mpa之间，rm在700-780mpa之间，a在22-33％之间，agt在11-18％之间，rm/rel在1.30-1.42之间，冷弯合格率为100％，ceq≤0.48％。
作为优选方案，根据铌合金和钒合金市场价格变动，本发明可采用铌氮微合金化，或铌钒氮微合金化；当v、nb比例和用量控制得当后，本发明所设计工艺的钢筋生产成本的下降幅度远远大于其他方案；另外，在转炉吹炼后期加入还原性氧化锰球团以及氧化铌球团或氧化钒和氧化铌球团，或在电炉利用冶炼的lf工序中还原性氧化锰球团以及氧化铌球团或氧化钒和氧化铌球团，利用转炉冶炼或lf冶炼过程将上述氧化物还原成单质进行合金化，大幅度减少锰合金、铌铁合金或钒铁合金的用量，同时可实现hrb500e成分窄范围控制，在提高钢材性能前提下，降低其生产成本。
本发明生产的hrb500e钢筋组织符合gb/t1499.2-2018标准要求，钢筋性能指标远远超过gb/t1499.2-2018标准要求。
本发明充分利用铌和氮对钢筋的析出强化和相变作用，部分代替固溶强化元素锰和硅，同时利用廉价的氮元素对钢筋进行微合金化处理，充分利用微量氮析出强化作用，大幅度减少战略贵重金属元素如钒、铌等的用量，实现低成本生产高强度级别、质量稳定和受市场容欢迎的hrb500e高强度级别钢筋。在现有钢筋生产装备条件下，以碳锰系成分体系，采用还原性氧化球团直接合金合金化和采用铁合金微调成分的冶炼工艺，利用微波场电离氮分子，通过底吹氮或加入增氮合金对钢水进行氮微合金化，用此方法生产出的hrb500e级钢筋其rm在700-780mpa之间，a在22-33％之间，agt在11-18％之间，rm/rel在1.30-1.42之间，冷弯合格率为100％，ceq≤0.48％。三个月时效，rel和rm值波动值小于10mpa，焊接性能良好；综合成本较传统方法降低30-100元/吨；利用现有装备条件，不需要进行新的设备投入。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，而不会限制本发明。
本发明可以采用氧气转炉冶炼—连铸—轧制工艺，也可采用电炉冶炼—连铸—轧制工艺。本发明具体实施例采用氧气转炉冶炼—连铸—轧制工艺进行实施。
实施例1
将高炉铁水，与废钢或生铁块分别加入到公称容量为80吨转炉内，吹氧熔炼，并加入造渣材料如石灰，在转炉吹炼5min时加入适量的还原性氧化锰球团，在转炉吹出钢前3min时，加入适量的还原性氧化铌球团，使冶炼终点钢水中[c]＝0.12-0.15％之间，[mn]在0.15-0.25％之间，[nb]在0.005-0.010％之间；在转炉出钢前2min内，加入适量的还原性氧化钒球团，使钢水中[v]在0.005-0.010％之间，其他成分如钢水硫含量小于0.035％,磷含量小于0.035％等满足标准要求，温度满足连铸工艺要求条件下出钢；在出钢后20秒时，根据冶炼终点钢水中的锰含量加入适量的锰铁合金和金属锰，使钢水中锰含量在1.10-1.15％之间，根据冶炼终点钢水中的硅含量加入适量的硅铁合金和碳化硅和硅钙合金，使钢水中硅含量在0.65-0.70％之间，根据目标碳含量及考虑其他合金带入碳含量，添加适量的增碳剂碳粉和类石墨和石油焦,使钢水中[c]在0.22-0.25％之间，在出钢过程和钢水吹气搅拌过程中，通过微波场向钢包钢水中吹适量的氮气和加入适量的稀土氮合金和氮化钛和氮化铬，使钢水中的[n]含量在0.013-0.0140％之间，吹氮气强度为0.07m3/min.t钢，吹氮气时间控制在6min；在出钢中期加入适量的铌铁合金和金属铌使钢水中的[nb]进行微调，使钢水中的[nb]在0.020-0.025％之间，加入适量的钒铁和金属钒和钒氮合金使钢水中的[v]进行微调，使钢水中的[v]在0.020-0.025％之间。
钢水经过连铸机浇注成断面为150x150mm的钢坯，钢坯热送至加热炉并经过加热炉加热，然后三切分轧制成直径为18mm的钢材，加热温度在1040±20℃之间，开轧温度在970±20℃之间，中轧机组和精轧机组之间无预穿水冷却，终轧温度在970±20℃之间，轧后进行空冷，使钢筋上冷床回火温度控制在950±10℃之间，根据用户要求定尺剪切包装入库。
该钢筋熔炼化学成分为：c＝0.25％,mn＝1.13％,si＝0.68％,n＝0.0133％，nb＝0.024％,v＝0.022％。性能指标如下：共取四组拉伸和二组冷弯试验样，四组拉伸试验结果为:rel＝530mpa，rm＝700mpa，a＝32.8，agt＝17.6％，rm/rel＝1.32；rel＝540mpa，rm＝730mpa，a＝31.2,agt＝17.2％，rm/rel＝1.35；rel＝545mpa，rm＝725mpa，a＝32.5，agt＝17.8％，rm/rel＝1.33；rel＝540mpa，rm＝740mpa，a＝31.6，agt＝17.4％，rm/rel＝1.37；二组冷弯试样经1800冷弯试验均合格，ceq小于0.43％。综合成本降低84.6元/吨。三个月时效，rel和rm值波动值为5mpa，焊接性能良好，钢筋组织均匀，为铁素体+珠光体组织，表层与心部硬度差符合新国标要求。
实施例2
将高炉铁水，与废钢或生铁块分别加入到公称容量为100吨转炉内，吹氧熔炼，并加入造渣材料如石灰，在转炉吹炼11min时加入还原性氧化锰球团，在转炉出钢前4min时加入还原性氧化铌球团；使冶炼终点钢水中[c]在0.08-0.15％之间，[mn]在0.15-0.20％之间，[nb]在0.005-0.010％之间；温度和其他成分满足标准要求出钢；在出钢后60秒时，根据冶炼终点钢水中的mn含量加入硅锰合金和锰铁，使钢中锰含量在1.10-1.15％之间，根据冶炼终点钢水中的si含量加入硅铁合金和金属硅，使钢中硅含量在0.30-0.40％，根据目标碳含量及考虑其他合金带入碳含量添加增碳剂碳化硅和碳粉,使钢中碳含量在0.22-0.25％之间；
在出钢过程和钢水吹气搅拌过程中加入微氮合金和氮化硅锰合金和硅氮合金和氮化锰，使钢水中氮含量在0.0155-0.0165％之间，吹氮气强度为0.10m3/min.t钢，吹氮气时间控制在5min；
根据转炉冶炼终点炼钢水中铌含量，出钢时加入铌铁合金微调钢水中的铌含量，使钢水中铌含量在0.040-0.045％之间。
钢水经过连铸机浇注成断面为160x160mm的钢坯，钢坯热送至加热炉并经过加热炉加热，然后二切分轧制成直径为20mm的钢材，加热温度在1230±20℃之间，开轧温度在1160±20℃之间，在中轧和精轧之间采取穿水预穿水冷却，终轧温度在1090±10℃之间，轧后进行穿水冷却，钢筋上冷床温度控制在进行880±10℃，根据用户要求定尺剪切包装入库。
该钢筋化学成分为：c＝0.25％,mn＝1.13％,si＝0.31％,n＝0.0158％，nb＝0.043％。性能指标如下：共取二组拉伸和一组冷弯试验样，二组拉伸试验结果为:rel＝560mpa，rm＝780mpa，a＝28.4，agt＝14.1％，rm/rel＝1.39；rel＝555mpa，rm＝780mpa，a＝28.5,agt＝14.6％，rm/rel＝1.41；一组冷弯试样经1800冷弯试验合格，ceq小于0.42％。综合成本降低98.9元/吨。三个月时效，rel和rm值波动值小于10mpa，焊接性能良好。钢筋组织均匀，为铁素体+珠光体组织，表层与心部硬度差符合新国标要求。
实施例3
将高炉铁水，与废钢或生铁块分别加入到公称容量为120吨转炉内，吹氧熔炼，并加入造渣材料如石灰等，在转炉吹炼8min时加入适量的还原性氧化锰球团，在转炉出钢前5min时，加入适量的还原性氧化铌球团与还原性氧化钒球团的混合物，使冶炼终点钢水中[c]＝0.10-0.15％之间，[mn]在0.12-0.20％之间，[v]在0.005-0.010％之间,[nb]在0.005-0.010％之间；其他成分如钢水硫含量小于0.035％,磷含量小于0.035％等满足标准要求，温度满足连铸工艺要求条件下出钢；在出钢后100秒时，根据冶炼终点钢水中的mn含量加入适量的硅锰合金和锰铁合金,使钢水中锰含量在1.40-1.50％之间，根据冶炼终点钢水中的si含量加入适量的硅铁合金，使钢水中硅含量在0.45-0.50％之间，根据目标碳含量及考虑其他合金带入碳含量添加适量的增碳剂碳化钙和焦炭，使钢水中[c]在0.18-0.23％之间，
在出钢过程和钢水吹气搅拌过程中，向钢包钢水中加入适量的微氮合金和稀土氮合金和氮化锰增氮，使钢水中的[n]含量在0.0165-0.0185％之间，吹氮气强度为0.6m3/min.t钢，吹氮气时间控制在2min；
在出钢中期加入铌铁和氧化铌对钢水中[nb]进行微调，使钢水中的[nb]在0.025-0.030％之间，同时加入氮化钒铁、硅钒合金及氧化钒使钢水中的[v]在0.035-0.040％之间。
钢水经过连铸机浇注成断面为165x165mm的钢坯，钢坯热送至加热炉并经过加热炉加热，然后四切分轧制成直径为14mm的钢材，加热温度在1130±20℃之间，开轧温度在1060±20℃之间，在中轧和精轧之间无穿水预穿水冷却，终轧温度在1060±10℃之间，轧后进行穿水冷却，钢筋上冷床温度控制在进行950±10℃，根据用户要求定尺剪切包装入库。
该钢筋化学成分为：c＝0.18％,mn＝1.48％,si＝0.47％,n＝0.0175％，nb＝0.028％，v＝0.036％。性能指标如下：共取二组拉伸和一组冷弯试验样，二组拉伸试验结果为:rel＝580mpa，rm＝765mpa，a＝22.5，agt＝11.6％，rm/rel＝1.31；rel＝580mpa，rm＝770mpa，a＝22.3,agt＝12.1％，rm/rel＝1.32；一组冷弯试样1800冷弯试验合格，ceq小于0.43％。综合成本降低32.2元/吨。三个月时效，rel和rm值波动值为10mpa，焊接性能良好。钢筋组织均匀，为铁素体+珠光体组织，表层与心部硬度差符合新国标要求。
实施例4
将高炉铁水，与废钢或生铁块分别加入到公称容量为120吨转炉内，吹氧冶炼，并加入造渣材料如石灰等，在转炉吹炼12min时加入适量的还原性氧化锰球团，在转炉出钢前5min时加入适量的还原性氧化铌球团，使冶炼终点钢水中[c]在0.10-0.15％之间，[mn]在0.10-0.20％之间，[nb]在0.008-0.012％之间；其他成分满足标准要求，在转炉钢水硫含量小于0.035％,磷含量小于0.035％,温度满足连铸工艺要求条件下出钢。
在出钢后70秒时，根据冶炼终点钢水中的mn含量加入适量的硅锰合金和金属锰，使钢中锰含量在1.10-1.15％之间，根据冶炼终点钢水中的si含量加入适量的硅铁合金和金属和碳化硅，使钢中硅含量在0.65-0.70％，根据目标碳含量及考虑其他合金带入碳含量添加适量的增碳剂碳粉和类石墨,使钢中碳含量在0.23-0.25％之间；
在钢水吹气搅拌站，在微波场条件下吹适量的氮气，同时加入适量的微氮合金和氮化硅铁和氮化硅锰微调氮含量，使钢水中氮含量在0.0160-0.0170％之间，吹氮气强度为0.3m3/min.t钢，吹氮气时间控制在4min；
根据转炉冶炼终点炼钢水中铌含量，出钢时加入适量的铌铁合金和铌的氧化物微调钢水中的铌含量，使钢水中铌含量在0.04-0.05％之间。
钢水经过连铸机浇注成断面为160x160mm的钢坯，钢坯下线冷却后再送至加热炉并经过加热炉加热，然后轧制成直径为28mm的钢材，加热温度在1180±20℃之间，开轧温度在1110±20℃之间，在中轧和精轧之间开启预穿水冷却，终轧温度在1050±10℃之间，轧后进行穿水冷却，钢筋上冷床温度控制在进行940±10℃，根据用户要求定尺剪切包装入库。
该钢筋化学成分为：c＝0.25％,mn＝1.12％,si＝0.70％,n＝0.0163％，nb＝0.049％。性能指标如下：共取二组拉伸和一组冷弯试验样，二组拉伸试验结果为:rel＝565mpa，rm＝755mpa，a＝26.5，agt＝16.6％，rm/rel＝1.35；rel＝565mpa，rm＝760mpa，a＝27.3,agt＝16.1％，rm/rel＝1.35；一组冷弯试样1800冷弯试验合格，ceq小于0.44％。综合成本降低77.6元/吨。三个月时效，rel和rm值波动值小于6mpa，焊接性能良好。钢筋组织均匀，为铁素体+珠光体组织，表层与心部硬度差符合新国标要求。
实施例5
将高炉铁水和废钢和生铁块，或废钢和生铁块加入到工程容量为80吨的电炉内吹氧和送电熔炼，并加入造渣剂，在电炉加入生铁或废钢时，加入石灰、焦炭粒或其他增碳剂、还原性氧化锰球团等炉料；送电，同时向炉内喷吹碳粉和氧气助熔；待熔清后脱碳并造氧化渣脱磷，倒渣；待钢水磷和碳达到钢种要求后，出钢。
电炉出钢时向钢包内加入适量还原性氧化铌球团；电炉钢水经过lf精炼后，根据钢水中硅与锰的含量，在80吨lf精炼炉内加入适量的碳化硅、金属锰、硅锰合金、硅铁合金和金属硅等进行微调硅和锰的含量，使钢水中硅与锰的质量百分含量比达到目标，锰1.15-1.20％，硅0.55-0.65％，并根据lf炉钢水的碳含量和考虑合金带入碳含量，加入适量的增碳剂碳粉，使钢水中碳的质量百分比含量达到目标0.20-0.24％；在电炉的lf精炼站，加入适量微氮合金、稀土氮合金和氮化硅铁，使钢水中氮含量达到目标控制范围要求，使钢水中氮含量在0.0185-0.0190％之间。
在lf精炼后期，根据钢包中钢水中铌的含量和hrb500e铌的目标含量加入适量的铌铁合金和铌的氧化物微调钢水中的铌含量，使钢水中铌含量在0.055-0.06％之间。
钢水经过连铸机浇注成断面为150x150mm的钢坯，钢坯热送至加热炉并经过加热炉加热，然后经过连轧机组轧制成直径为32mm的钢材，加热温度在1210±20℃之间，开轧温度在1130±20℃之间，在中轧和精轧之间采用预穿水冷却，终轧温度在1060±10℃之间，轧后进行穿水冷却，钢筋上冷床温度控制在进行880±10℃，根据用户要求定尺剪切包装入库。
该钢筋化学成分为：c＝0.22％,mn＝1.19％,si＝0.61％,n＝0.0188％，nb＝0.059％。性能指标如下：共取四组拉伸和二组冷弯试验样，四组拉伸试验结果为:rel＝560mpa，rm＝750mpa，a＝27.8，agt＝15.2％，rm/rel＝1.34；rel＝565mpa，rm＝750mpa，a＝27.5,agt＝15.2％，rm/rel＝1.33；rel＝560mpa，rm＝750mpa，a＝27.5，agt＝15.8％，rm/rel＝1.34；rel＝565mpa，rm＝755mpa，a＝27.6，agt＝15.4％，rm/rel＝1.34；二组冷弯试样经1800冷弯试验均合格，综合成本降低57.2元/吨。三个月时效，rel和rm值波动值为5mpa，焊接性能良好。钢筋组织均匀，为铁素体+珠光体组织，表层与心部硬度差符合新国标要求。
发明人还尝试了不按照本发明所设计工序进行操作的方案，但效果不理想。同时，本发明所设计和制备的hrb500e钢筋与现有的单独加钒或铌的hrb500e钢筋相比较，本发明所设计和制备的hrb500e钢筋在性能上具有明显优势。