一种低成本生产高强度钢筋的微合金化技术—钒氮合金复合

1、一、N在钢中作用二、钒氮合金复合包芯线工业应用试验三、结 语含钒钢以析出含钒钢以析出强化为主要强化手段强化为主要强化手段N N优化钒在钢中分布优化钒在钢中分布N N强化作用强化作用 V钢：钢：35%V析出析出 V-N钢：钢：70%V析出析出 固溶强化固溶强化:0.1%V=0.3MPa(未析出钒理论上没有发挥作用)YS / 0.01%V低N钢510 MPa高N钢25 MPa 与低氮相比节省与低氮相比节省50%钒钒v强化效果 V钢： YS = YS(20MnSi)+1056V V-N钢：YS = YS(20MnSi)+1994Vv抗震钢筋性能要求 钢筋实测抗拉强度与实测屈服强度之比： Rom/Ro

2、el1.25 钢筋实测屈服强度与规定屈服强度最小值之比: Roel/Rel1.30(性能稳定性) 钢筋最大力总伸长率 Agt9%123块状加入法块状加入法氮收得率低且波动大氮收得率低且波动大40%-75% 导致钢筋性能波动大导致钢筋性能波动大新型解决方案新型解决方案钒氮合金复合包芯线钒氮合金复合包芯线如何保证钒氮合金 稳定、高的收得率如何有效利用如何有效利用N N 廉价氮作为有益的合金化元素如何有效利用如何有效利用N N 目目 的的HRB400E钢筋强度指标条件下,适当降低钒含量,达到少加钒氮合金节约成本保证抗震钢筋性能命中率R ReLeL/ / R ReLeL1.30 1.30 ：5151炉

3、炉 占占8.5%8.5%力学性能R Rm m/ / R ReLeL1.25 1.25 ：2727炉炉 占占4.5%4.5%合计有合计有6969炉钢约炉钢约11.6%11.6%炉次不符合要求炉次不符合要求原因分析R ReLeL富余量大富余量大R ReLeL控制精度差控制精度差80吨转炉吨转炉工艺路线出钢出钢1/3加入预脱氧剂和合金加入预脱氧剂和合金LF炉加热炉加热LF炉化渣后喂入钒氮合金复炉化渣后喂入钒氮合金复合包芯线合包芯线LF炉再次加热炉再次加热 成分微调成分微调连铸成连铸成150150mm铸坯铸坯铸坯加热铸坯加热棒材厂轧制成钢筋棒材厂轧制成钢筋冷床冷却冷床冷却剪切剪切包装包装成品入库成品入

4、库冶炼规格冶炼规格生产炉数生产炉数V范围范围/%平均平均/%126mm90.0290.0370.0311822mm130.0300.0380.0322528mm180.0320.0490.0363236mm100.0450.0500.048轧制规格轧制规格/mm项目项目力学性能力学性能Rel/400Rm/ RelRel/MPaRm/MPaA/%14（6炉）炉）范围范围43549058061525.032.51.091.231.221.33平均平均46359628.31.161.2925（13炉）炉）范围范围42548558063024.529.01.061.211.271.37平均平均4576

5、0326.31.151.3232（11炉）炉）范围范围45549559563521.527.01.141.241.281.34平均平均47261624.41.181.31GB1499.2-2007400540161.301.25试验要求试验要求430/52057016炉号炉号LF炉后期成分炉后期成分/%中包成分中包成分/%V收得率收得率/%N收得率收得率/%VNVN103066220.0050.0030.040.0071103.3564.93103066230.0050.00360.0350.007296.8963.34103066240.0050.00410.0340.008493.3075

6、.66103066250.0050.00340.0350.007896.8977.42103066530.0060.00180.0360.0059109.0081.16103066550.0050.00220.0370.007789.2082.95103066560.0050.00230.0370.006893.6671.26103066760.0050.00330.0360.0078100.48790060.00340.0410.007993.9564.78103066800.0050.00280.0370.008493.6688.68平平 均均97.0475.92

7、氮收得率稳定，且很高。氮收得率稳定，且很高。钢筋规格钢筋规格/mm喂线法喂线法块加入法块加入法VN减少量减少量/%炉数炉数吨钢消耗吨钢消耗VN合金合金/kg炉数炉数吨钢消耗吨钢消耗VN合金合金/kg25-288炉炉0.3975炉炉0.53625.9332-4010炉炉0.54616炉炉0.5714.4采用钒氮合金复合包芯线生产各种规格钢筋的力学采用钒氮合金复合包芯线生产各种规格钢筋的力学性能指标全部达到性能指标全部达到GB1499.2-2007对对HRB400E要求要求氮的收得率平均为氮的收得率平均为75.9%，波动范围为，波动范围为63.3%88.6%，收得率稳定，收得率稳定现有冶炼工艺条件

8、下，采用钒氮合金复合包芯线专利现有冶炼工艺条件下，采用钒氮合金复合包芯线专利产品代替块状钒氮合金，生产产品代替块状钒氮合金，生产28以下规格以下规格 HRB400E钢筋，可少用钒氮合金钢筋，可少用钒氮合金20%以上以上注意事项注意事项减少氮溢减少氮溢出量出量 喂入角度喂入角度喂入速度喂入速度喂线时机最好在浇钢前的最后工序喂线时机最好在浇钢前的最后工序与钢液面垂直方向喂线最佳与钢液面垂直方向喂线最佳 减少包芯线穿过渣层的厚度，减少包芯线穿过渣层的厚度，增加包芯线进入钢液的深度增加包芯线进入钢液的深度一定的喂入速度可提供足够的动能一定的喂入速度可提供足够的动能确保合金包芯线在钢液中、而不是确保合金包芯线在钢液中、而不是在钢渣中熔化在钢渣中熔化利用钒氮合金生产高强度钢筋，与钒铁相比，利用钒氮合金生产高强度钢筋，与钒铁相比，可节约钒用量，降低生产成本可节约钒用量，降低生产成本1用钒氮合金复合包芯