增氮模式下HRB400E钒微合金化工艺的开发与应用

供稿|张万庆，李秋京 / ZHANG Wan-qing, LI Qiu-jing

内容导读

本文介绍了一种增氮模式下HRB400E钒微合金化工艺，即在氮氧混吹工艺条件下，通过提高钢水氮含量，提高钒元素的析出强化能力，降低锰、钒合金加入量。根据钢水增氮量、元素屈服贡献值计算，确定了增氮模式下HRB400E微合金化成分模型，优化了冶炼、轧制工艺方案，通过批量试验，对钢水氮含量、屈服强度、金相组织、时效性能等进行验证。结果表明：HRB400E钢水平均氮含量为153×10−6，较常规工艺氮含量增加58×10−6，棒材成分及性能稳定，金相组织正常，Mn含量降低0.05%，V含量降低0.002%，创效额达9元/t。

GB/T 1499.2—2018中对螺纹钢筋强度的要求给穿水钢筋生产及销售带来巨大的冲击。为提高钢筋强度，各钢铁企业均采用微合金化技术，目前提高螺纹钢强度的微合金化工艺主要有三种[1]，包括V、Nb、Ti，其中Ti元素活泼性较强，微合金化钢水可浇性差，影响生产稳定性；Nb微合金化不稳定，易造成棒材性能波动，屈服平台不明显；大多数企业采用V微合金化。

唐钢二钢轧厂以优质抗震螺纹钢筋作为主要输出产品，其中HRB400E抗震螺纹钢品种占比70%以上，主要采用钒微合金化方式，钢水氮含量平均控制在85×10−6，未能全部发挥出钒氮强化作用，同时为保证产品性能，硅锰、钒系合金加入量较大，造成HRB400E合金成本偏高。本文研究了在氮氧混吹工艺条件下，使用钒氮合金进行微合金化，增加钢水氮含量，降低锰、钒含量，实现HRB400E综合成本降低。

理论依据

钒微合金化机理

V元素作为形成碳化物和氮化物的强化元素，在钢中主要以碳化物、氮化物或碳氮物以及固溶钒的形式存在，故钒钢的强韧化机理主要是靠细晶强化、沉淀强化和固溶强化来实现的。……