[发明专利]一种Ⅲ级热轧螺纹钢筋的冶炼工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种Ⅲ级热轧螺纹钢筋的冶炼工艺，特别是在生产过程中不添加任何钒合金而全部应用钒渣以及含钒铁水中钒元素进行钒合金化冶炼Ⅲ级热轧螺纹钢筋工艺，属冶金炼钢技术领域。

背景技术

热轧螺纹钢筋被广泛应用于建筑领域，按其强度高低一般分为Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级等级别，即HRB335、HRB400、HRB500等级别。目前，Ⅱ螺纹钢筋已逐渐趋于淘汰，Ⅲ级螺纹钢筋市场占有率不断攀升，而Ⅳ级钢筋目前还没有普遍推广。在Ⅲ级螺纹钢筋中，具有抗震性能的钢筋备受青睐，Ⅲ级抗震螺纹钢筋以其优越的抗震性能越来越受到用户的重视，使用量在不断上升。与普通钢筋相比，抗震钢筋除满足普通钢筋所用性能指标外，还需满足实测抗拉强度与实测屈服强度特征值之比（即强屈比）不小于1.25、实测屈服强度与与标准规定的屈服强度特征值之比（即屈标比）不大于1.30、钢筋最大总伸长率不小于9%三个条件才能判定为抗震钢筋。为实现Ⅲ级钢筋尤其是抗震钢筋的生产，冶金工作者通过大量研究，开发出了多种生产钢筋的方法，但通常的做法是在Ⅱ螺纹钢筋的基础上添加V、Nb等元素并通过成份优化使钢筋满足其性能要求，而V、Nb等元素的添加主要依靠钒铁、钒氮合金以及铌铁进行微合金化，其中大部分钢筋均采用钒合金化的方式生产，钒合金主要依靠钒铁合金以及钒氮合金在转炉出钢过程中加入进行增钒。依靠钒合金增钒，主要存在合金化成本高的问题，在没有钒钛资源的企业主要靠外购昂贵的钒合金生产，而在拥有钒钛资源的企业可用自产的钒合金生产，但钒合金的生产需要由钒渣经过钒化工厂生产出钒合金再返回炼钢厂使用，工艺流程长，且钒渣在生产钒合金的过程中损耗较大。因此，在生产Ⅲ级钢筋的过程中如何保证钢筋性能尤其是其抗震性能合格率以及降低钢筋生产成本，是钢铁企业急需解决的技术问题之一，也是节约资源的重要途径。

发明内容

本发明目的是提供一种Ⅲ级热轧螺纹钢筋的冶炼工艺，不添加任何钒合金而全部应用钒渣以及含钒铁水中钒元素进行钒合金化增钒，所生产的螺纹钢筋不仅满足性能要求同时也满足了钢筋的抗震要求，而且也大幅度降低了生产成本，充分高效利用了钒钛资源，减少了资源的损耗，解决背景技术存在的上述问题。

本发明的技术方案是：

一种Ⅲ级热轧螺纹钢筋的冶炼工艺，包含如下工艺步骤：

a. 含钒铁水首先经过提钒处理，提钒处理后得到的钒渣冷却后在场内进行磁选、破碎，破碎后粒度为5-40mm大小，并将钒渣上至转炉炼钢用合金料料仓；

b. 含钒铁水提钒后得到的半钢兑入炼钢转炉进行吹炼，当终点成分重量百分符合C≤0.15%、S≤0.040%、 P≤0.025%时进行出钢操作；

c. 出钢过程中进行根据所冶炼钢筋的规格计算好合金加入量后进行脱氧合金化操作，合金料加入顺序为：钒渣—还原剂—硅锰合金—颗粒石灰—调渣剂，以上物料均置于合金料车内，出钢过程均匀加入，脱氧剂正常加入，出钢过程中进行在线吹氩气或氮气，保证渣料充分熔化，通过此步骤完成第一步增钒；

d. 转炉实施挡渣出钢，出钢后将计算好的含钒铁水倒入钢包内，兑铁过程中钢包实施在线吹氩气或氮气，通过此步骤完成第二步增钒；

e. 完成钒合金化作业后，钢水进一步进行吹氩、LF炉精炼或CAS-OB精炼处理，保证成份、温度合格后上连铸进行浇注，然后进行轧制；

f. 按上述方法生产出的Ⅲ级热轧螺纹钢筋的化学成分重量百分比如下：C：0.20-0.25%；Si：0.20-0.80%；Mn：1.20-1.60%；P：≤0.045%；S：≤0.045%；V：0.010-0.060%，生产规格为公称直径为∮6mm-∮40mm规格。

所述步骤a中，用于合金化的钒渣中V₂O₅重量百分比应不小于12.5%，即钒渣中氧化物V₂O₅重量与钒渣重量的比值不小于12.5%，根据钢种规格计算其加入量。

所述步骤c中，还原剂为硅铁粉、硅钙粉或铝粉的一种，加入量为0.5-2kg/吨钢；脱氧剂为硅铝钡、铝锰钙镁、硅铝钡锶、硅铝铁、铝铁、硅铝钙钡中的一种，加入量为0.2-1.5kg/吨钢。

所述步骤c中，颗粒石灰的CaO含量重量百分比不小于80%，SiO₂含量重量百分比不大于3%，P、S含量重量百分比不大于0.080%，活性度不低于250ml，粒度大小为5-30mm，颗粒石灰加入量为3-8kg/吨钢。