铌微合金化高强抗震钢筋的生产实践
铌在钢筋生产中应用
铌在钢筋生产中的应用1.当代中国的钢筋1.1概况钢筋混凝土结构用钢筋共有七大类:即热轧钢筋,冷拉钢筋,冷拔低碳钢丝,冷变形钢丝,碳素钢丝,钢绞线.应用钢丝的品种计19种.各类钢筋年用量总计2000万吨以上.这个数还在逐年增加.目前,20MnSiⅡ级钢筋占钢筋总量90%以上,成为钢筋生产的主导产品.予应力钢筋主要使用冷拉40Si2MnV Ⅳ级钢筋和冷拉Ⅱ级钢筋.予应力钢筋的种类,品种严重滞后于客观需要.概括起来说,钢筋的强度级别总体为310MPa.同国际上大量使用400MPa级占70-80%的钢筋差一个级别.1.2 质量问题以及影响质量的主要因素迄今为止,我国钢筋系列是以C Mn Si强化分级而建立的.由于珠光体的原因,以C为主导的强化机制系列钢筋(包括热轧,冷轧)由于强度的发展,出现了严重的强度与延性失调,主要表现为韧性指标低下,抗应变时效性能差,其次是施工现场的工艺性能:焊接,冷弯,调直等性能差.第三是冷加工钢筋的延性差.上述质量问题表现在各类钢筋中为强度与延性不匹配,材料缺口敏感性强,抗应变时效性差,加工硬化率大,加工软化等.从现代钢铁材料学考查,我国钢筋性能不稳,韧性差的主要原因是钢中自由氮Nt和晶粒度.我国的冶金设备较为落后,对这两个因素控制不住或无力控制.这是两个由冶金装备所决定的物理冶金因素.影响低炭铁素体·珠光体钢的主要因素以及冶金控制,集中表现在如下两个经验公式σY=15.4(3.5+2.1Mn+5.4Si+23Nf1/2+1.13d -1/2 ) (1)Tc(℃)=-19+44Si+700 Nf1/2+2.2珠光体-11.5d-1/2 (2)晶粒度d=mm,元素为百分含量,Tc为韧脆转变温度.清楚的显示了自由氮Nf和晶粒度的d -1/2对钢的强韧性的影响.这两个十分敏感的因素控制着强度与韧性.这个因素不稳定就是材质低劣的表现.重要的结论:细化晶粒是提高强度,同时又是提高韧性(降低韧脆转变温度)的主要方法. 作为细化晶粒的控制轧制和微合金化技术是有效的.1.3 与国际标准差距第一,我国钢筋生产对自由氮含量缺乏有效控制措施.一般说转炉钢的自由氮含量在40-80ppm而且化学成分中没有足够数量的固定氮元素.自由氮[Nt]对钢筋的应变时效性能,钢的韧脆转变温度以及钢筋的冷弯,调直,焊接等均产生很坏的影响.第二,晶粒度不均匀.我国钢筋生产缺少细化晶粒措施.一般老式轧机难以实现控制轧制;而微合金化技术既不普及也不发达.第三,国际上高强度级别(500MPa)一般用低炭微合金化钢,以细化晶粒和沉淀强化为强韧化机制生产的.这样的钢筋强度高,韧性好,焊接性能好.我国用中碳合金钢生产500MPa级钢筋韧性,可焊性很差.和国际相比相差甚远.2. 铌在钢筋中的应用按国际标准ISO6935-2:1991,400MPa级热轧钢筋是典型的高强韧性长条产品之一.除了常规力学性能达到标准外,还具有以下特点:①钢筋抗应变时效,抗震性能好;可以满足建筑物持久性的安全.②钢筋的调直,冷弯,焊接等工艺性能好,可以满足施工现场的需要.用20MnSiNb,按新标准GB1499-98组织生产可以达到国际标准.钢中加Nb一举三得:细化晶粒,沉淀强化,固定氮消除自由氮,改善韧性,消除应变时效,满足建筑物的持久安全性要求.钢筋无应变时效现象,抗震,强度高,韧性好.在钢筋生产中铌的三种作用,必须得到充分发挥和应用.铌的细化晶粒和沉淀强化已是公认的, 并众所周知的了.铌的固定氮作用简述如下:铌是强碳氮化合物形成元素之一,它的形成倾向高于NbC.所以一般认为常以Nb(CN)形式存在.铌的碳氮化物在低碳钢中的析出规律可以用欧文公式描述.利用这个公式可以计算在不同温度下"可溶铌"和"沉淀铌"在钢中的分配,从而可以估计,细化奥氏体晶粒和沉淀强化的两个分量,以及钢中自由氮的情况.lg(Nb)(C+12/14N)=2.26-6770/T 欧文公式(3)(Nb)(C+12/14N)的溶度积的对数与绝对温度成直线关系.根据钢中氮含量,可以预测定氮程度.我国转炉钢氮含量在40-88ppm不等.高温析出的碳,氮化铌有阻碍原始奥氏体晶粒长大作用,热加工过程中有阻碍变形奥氏体再结晶,固溶铌拖拽晶界移动,抑制γ-α转变,降低转变点,在相变时或相变后析出的Nb(CN)对铁素体有强烈的沉淀强化作用.它的作用效果两倍于VN,这是由于晶格参数不同[NbC=0.447nm VN=0.415nm]而引起铁素体基体应变量不同所致.NbC,Nb(CN)强化作用大.另一作用就是铌形成碳氮化物结果是固定了钢中自由氮,由此消除了游离氮在钢中的损害韧性作用.由于铌的碳氮化物的作用不同,把高温区段分成固溶温度区,再结晶温度区,非再结晶温度区,γ-α相变以及沉淀强化区.这样分便于生产钢筋的控制工艺的制定.充分利用铌在不同温度段的物理冶金作用,是生产优质钢不可缺少的知识.现代钢筋生产的不同工艺,不同强度级别,不同规格,包括冷加工材,单一的或复合的利用了微合金化细化晶粒,控制轧制细化晶粒,沉淀强化以及在线的淬火回火连续处理等.3. 现代钢筋生产3.1 热轧钢筋(1)铌微合金化普通热轧钢筋①铌微合金化热轧钢筋的无应变时效性简单地回顾一下史实是有益处的.自从开始生产和使用钢以来,就发现了应变时效现象,注意到它的危害性.二战期间美国大量生产的自由号万吨商船,战舰等发生脆性破损都是钢中的氮含量高而产生的应变时效脆化所致.当时钢中氮在0.008-0.012%.国际上解决应变时效脆化倾向性,就是50年代开始了的铝镇静钢生产,并用铝固定钢中氮.钢材生产向前发展了一步,并导致酸性转炉高氮钢的没落.②应变时效的物理冶金本质和力学冶金现象钢的应变时效定义为在塑性变形时或变形后,固溶状态的间隙溶质(C,N)与位错交互作用,"钉札"位错阻止变形的本质,从而导致强度提高,韧性下降的力学冶金现象.如果钢中的自由的碳,氮浓度足够大,就会在变形的过程中,强度迅速提高,延性急剧下降,以致脆化.这一过程决定于C,N,主要是N的浓度,温度和变形速率.溶质原子与各种位错均能发生反应,断裂是快速传递的.应变时效脆化事故,往往是灾难性的,顷刻间发生,防不胜防.为确保建筑安全,建筑用钢,如螺纹钢筋在实际使用中的性能,都要求抗应变时效性.采用模拟应变时效状态,一般是施以10%的塑性变形,然后在100℃加热不大于2小时时效, 空冷至室温继续变形至断裂,检测应变时效性能.螺纹钢筋的标准方法是反弯试验,试验方法在国际标准和发达国家的标准中都有规定.我国标准此要求不完善.方法是正弯(按规定弯曲半径)90度后,100℃加热不大于2小时,空冷至室温,反向弯曲20度.观察弯曲面,如果断或裂均为应变时效脆化的反应.100℃加热为时效敏化处理.③20MnSi钢具有应变时效倾向.因为钢中无足够的氮化物形成元素—Nb,V,Ti,B,Al等其中的一种或两种.④无应变时效倾向钢的成分应变时效是由钢中间隙溶质C,N原子引起,主要是氮.碳在100℃以下的作用是微弱的.成分设计的中心内容是降低游离氮含量,达到无时效的水平.铁中0.0001%(1ppm)的氮,出现时效现象,而20ppm应变时效就达到最大值.当前炼钢技术,达到这个水平,在经济上不现实,普遍的是50-60ppm.冶金学家的方法是加入固定氮元素.使钢中的起时效作用的游离氮浓度接近于"0".锰的存在显著降低应变时效特性.锰可以降低间隙原子的可动性.参看图1,锰和氮对应变时效指数Δy的影响.硅对韧性的影响很特殊,皮克林公式总结了各种因素对韧脆性转变温度的影响,见公式(2).参看图2.公式(2)Si的系数为44,即0.1%Si可以使VTs℃升高4.4度,但如图2,这是有疑问的.0.3%Si比无Si钢韧性好得多.文献指出,当Si含量超过最佳含量后,Si量再增加时,对韧性产生损坏,一般说每增加0.1%Si升高脆性转变温度4-8℃.对热轧状态最佳Si量为0.3-0.4%.Si改善韧性可能是SiMnN析出的结果,或者是Si Mn把游离氮吸附在自身周围降低氮的活度的结果.另外,Sj0.2则粗化晶粒.氮对韧脆性转变温度的影响对不同组织的敏感性是不同的,参看图3.对低温转变组织是最敏感的.含氮钢固溶状态是有潜在的应变时倾向是最大的.以铌代铝固定氮.铝是经典的细化晶粒,固定氮的元素,作用最大的是正火法钢中的应用,在热轧状态钢中的应用受到很大局限.连铸出现后和铌相比在热轧材中铝作为细化晶粒剂就不即那么重要了.在高温下Nb(CN)比AlN稳定得多,所以用铌固定氮更优越.3.2 铌对热轧钢筋的力学性能影响(1)非焊接钢筋提高强度最经济的办法是提高碳含量来提高珠光体的含量,当碳量超过0.35%时,高珠光体含量的副作用变得非常严重,延性急剧下降.因此,一般的做法是加入少量的铌(约0.02-0.05%),以便使0.35%C钢的强度的以进一步提高.从图4可以看出,含0.33%C+0.02Nb 钢,具有与0.40%C一样的屈服强度,延伸率提高了一倍.这一钢种的设计在美国是使用高温加热(1300℃)的标准技术,根据钢筋不同尺寸的高终轧温度,会有一部分铌不能在奥氏体中沉淀,"可溶铌"这个术语表示固溶中的铌,也表示γ/α转变过程中或以后所产生的细小沉淀的铌."可溶铌"的含量取决于工艺条件,减少钢筋的尺寸等于加速冷却,使"可溶铌"的含量增加.发现直径小于18mm的钢筋,其"可溶铌"的含量减少了,终轧温度较低时有更多的应力诱导沉淀产生.螺纹钢筋的拉伸强度与"可溶铌"的含量有良好的对应关系,特别是极细的2nm的NbC沉淀物所引起的屈服强度升高,表明铌在这类钢中的主要作用是沉淀硬化. "非固溶铌含量"对奥氏体晶粒有良好的控制作用.对于晶粒度为ASTM 8级的铁素体-珠光体钢筋来说,这种作用几乎与钢筋尺寸无关.(2)可焊接钢筋由于此类钢碳含量较低,加热后会有更多的铌得以固溶,而由于珠光体含量的减少而导致的强度下降可以部分地为更有效的沉淀硬化来补偿.但对碳含量低于0.20%的钢,发现小园钢筋的屈服度下降的较多,并且与拉伸强度的。
一种铌钒复合微合金化高强度抗震HRB500E钢筋及其生产方法[发明专利]
![一种铌钒复合微合金化高强度抗震HRB500E钢筋及其生产方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a5b273ea0740be1e640e9a99.png)
专利名称：一种铌钒复合微合金化高强度抗震HRB500E钢筋及其生产方法
专利类型：发明专利
发明人：周玉丽,邸全康,晁月林,周洁,王勇,关春立,韩伟,朱金禄,修井明,杨洪平
申请号：CN202011444979.3
申请日：20201208
公开号：CN112609129A
公开日：
20210406
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明特别涉及一种铌钒复合微合金化高强度抗震HRB500E钢筋及其生产方法，属于钢材制备技术领域，以质量分数计，钢筋的化学成分为：C：0.21％‑0.25％、Si：0.45％‑0.55％、Mn：1.40％‑1.55％、P：≤0.035％、S：≤0.035％、V：0.065％‑0.080％，Nb：0.015％‑0.025％，余量为Fe及不可避免的杂质；通过合理匹配铌、钒的含量，充分实现析出强化和细晶强化，同时利用铌推迟铁素体相变，促进珠光体生成，提高大规格高强度钢筋的强屈比，使得钢筋的屈服强度
Rp0.2≥500Mpa、抗拉强度Rm≥700Mpa、延伸率≥18％、Agt≥9％，强屈比≥1.25，屈屈比
≤1.2。
申请人：首钢集团有限公司
地址：100041 北京市石景山区石景山路68号
国籍：CN
代理机构：北京华沛德权律师事务所
代理人：王瑞琳
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Q345级铌微合金化H型钢的研究与生产
5 结语
（1）其在传统的16Mn 钢种的基础上增加适量的铌， 形成了具有较高强度和良好冲击性能的钢种。
（2）在铌微合金化H型钢的生产中，对连铸异型坯腹板 纵裂、低温冲击性能产生波动等质量缺陷进行了问题分析 和试验分析，积累了生产过程中对钢种成分控制、加热制 度制定和轧制工艺优化等方面的经验和技术诀窍。
（3）莱钢生产的铌微合金化H型钢强度高、塑性好、低 温冲击性能稳定，已经在高层民用建筑等领域大量使用。
为了适应高层建筑、铁路工程、桥梁等对大规格H型钢高 强度、高韧性的需求，进行了大规格低合金高强H 型钢新产品 的开发。本文重点介绍莱钢铌微合金化Q345C、D等级H 型钢 的生产与研究情况。
2 主要生产工艺
2.1 主要生产工艺流程
热轧低合金高强H型钢的开发主要在莱钢 2005年新投产的型钢炼钢厂和型钢厂大型H型 钢生产线进行。
（2）低温冲击性能波动。 在生产铌合金化H型钢过程中，在进行低温冲击试验时， 出现D级钢成品夏比冲击功波动较大的现象。为此，选取了低 温冲击功出现异常的试样，进行了金相和扫描电镜分析。
从表5和扫描电镜试验结果分析，试样中的各类夹杂物整 体水平较低，部分试样虽然夹杂物较多，但是夹杂物的多少和 长度不是造成试样低温冲击功较低的主要因素。
Q345级铌微合金化H型钢的研究与生产
尊敬的各位专家、教授、学者，尊敬的各位领导、各
位来宾,女士们,先生们，大家好！按照会议的安排,下面,我 就“Q345级铌微合金化H型钢的研究与生产 ”与各位进 行交流，请大家批评指正。
1 前言
大型型钢生产线主体设备由德国西马克·梅尔公司引进，是 我国最先进的H型钢生产线之一，其大规格H型钢产品填补国内 H型钢空白。
（2）钢种中P、S等杂质元素含量较少，塑性、冷弯性能 提高，且具有较低的冷脆倾向。
铌微合金化HRB400带肋钢筋的生产实践
理 ， 产 的产 品根 据 当时 的市 场 行 情 有 显 著 的 经 济 效 益 。 生
关键词 Ｈ Ｂ ０ ；铌 微 合 金 化 ； 能 Ｒ ４０ 性 文 献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ １ ８ ８ ２ １ ） １ ０ ３ ０ １７ —３ １ （ ００ ０ — ０ ８— ２
中 图 分 类 号 ：Ｆ ６ ． Ｔ ７２ ３
在 分 析 上 述 统 计 的 钢 筋 化 学 成 份 、 学 性 能 范 围 的 力
沉 淀 强化 效 果 又有 细化 晶粒 的 强韧 化 效 果 ， 钒 只 而 有 沉 淀 强 化 效 果 ，铌 的强 韧 化 综 合 效 果 是 钒 的 ２ 倍 。所 以要 达 到 同样 的 强 化 效 果 ， 要 加 人 更 多 需
的钒 。
基础上， 据 Ｑ Ｃ ２ 依 ／ Ｂ ４—２ ０ ０ ６标 准 的要 求 ， 含 铌 对 Ｈ Ｂ０ Ｒ ４ ０钢筋 化学 成分 进行 设计 （ 见表 ３ 。 ） 大量 研 究 表 明 ， 高 强 度 低 合 金 钢 中 ， 既 有 在 铌
铁代替 钒铁 和钒 氮合 金微合 金化 。承钢 公 司虽具 有 得天独 厚 的钒资 源优 势 ， 从 降低 生产 成本 、 约资 但 节 源方 面考 虑 ， 也应 进行 铌合 金化生 产试验 ， 以便根据
１ 工 艺 方 案
１ １ 成 分 设 计 ．
随机抽 查 统 计 了各 ５０炉 ＨＲ ３５和钒 微 合 金 ０ Ｂ３ Ｈ Ｂ０ Ｒ ４０钢筋的化学成分和力学性 能（ 见表 １ 和表 ２ ， ）
铌在生产HRB500抗震钢筋时的运用
（ ２ ） 轧制控 制参数
规格 牌 号 出钢温度 轧制速度 控冷温度 控冷装置 冷却水水 水流量 （ ℃） （ ｍ ／ ｓ ） （ ℃） 规格 温 （ ℃） （ ｍ ） １ ４ ． ０ ７ ６ Ｏ ± １ ０ ４ ５ ０ ≤３ ５ ３ ０ ０ — ５ ｏ ｏ
接下来采用 的电解萃取分离法 的作 化材料作为在 由 ５ ０ Ｔ Ｌ Ｄ转炉吹炼工序完成 以后所加上 如的辅助 厚度的薄边在 金相试样上边 ， 用是让 Ｓ － ￣３ ０型 的扫描 电镜对 其进 行扫描看是否能通过 ，还 要 材料 。 接下来就 是以 １ ６ ７ ０ １ ６ ８ ５ ｏ Ｃ 的作 为出钢 的温度将所准备的 Ｅ Ｍ— Ｂ ２ ０ ０ Ｆ型投射 电镜 、 Ｊ Ｅ Ｍ一 ０ １ ０型的场发射高分辨投射 镜 废钢炼成钢水 ，以上工序完成后就可 以用直径 １ ８ ｍ直弧形 ５机 用 Ｊ 加上 Ｘ Ｒ Ｄ — ｑ０ ０ ０线进行衍射对钢 中的 Ｎ ｂ的析 出相 。 以上 是根据 ５流 的小型方 坯铸造把钢 水浇筑为 １ ５ ０ ｍ ｍ乘以 １ ５ ０ ｍ ｍ 的断面 Ｂ ／ Ｔ ６ ３ ９ ４《 金属平均 晶粒度测定法》 进行相关 的试 验 小方 坯 １ ５ ２ ５ １ ５ ４ ０ ￣是 它 的 中包 浇 筑 温 度 ； 铸 坯 采 用 蓄 加 热 的方 国家标准的 Ｇ 操 作 。 式加热 时间是 ５ ０ ～ ６ ０ ａｉ ｒ ｎ ， １ １ ０ ０ ～ １ １ ５ ０ ￣ Ｃ 是它加热 时最好 的温度 ； 某厂生产含铌 Ｈ Ｒ Ｂ ５ ０ ０抗震钢筋 情况如下 ： 采用共 １ ８架全连续 式短应力轧机， 粗、 中、 精 轧机 各 ６架， 平立交替布置 ， 粗、 中轧采 用微张 力轧制 ，精轧采 用无张 力轧制 ，终轧温 度控制 在 ９ ５ ０ １ ０ ０ ０ ￣ Ｃ 之 间， 主要控制 参数如下 ：
转炉铌钒复合微合金化HRB500E高强抗震钢筋开发
应用 于广州市和珠三角 的市 政建设 和重点 工程 ， 别 特
是应用 于深圳大亚湾核 电站、 台山核 电站 等对钢筋 质
量 有较高要求 的重 点工 程 的建设 。但 由 于 电炉 的 生 产成本 较高 ， 产品 的普及受 到较 大 程度 的限制 。为 降 低 生产成本 ， 提高 产 品的竞 争 力 ， 们 提 出在转 炉进 我
Ｇｕ ｕ ｉｎ Ｘｉ ｎ ｍｉ ｇ ｏ Ｃｈ ｘ ｏ ｇ ｅ Ｙｏ ｇ ｎ
（ ｕｎ ｚｏ ｒ ＆ Ｓｅｌ ｏ ，Ｌｄ ， ｕｎ ｚｏ １３ １ Ｇ ａｇ ｏ ｇ Ｇ ａｇｈｕＩ ｎ ｏ ｔｅ Ｃ ． ｔ． Ｇ ａ ｇｈ ｕ５ ０ ８ ， ｕ ｎ ｄ ｎ ）
Ａｂｓｒ ｃ Ｂｙ ｒ ｓ ａ ｃ ｎｇ ｏ ｅ ｉｎｉｇ ｓｅ ｌｃ ｍｐ ｓｔ ｎ， ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｔｅｍ ａ ｎ ｎ ｒ ｌｉ ｏ ｅ ｓ， ｔａ ｔ ｅ ｅ ｒｈｉ ｎ ｄ ｓｇ ｎ ｔｅ ｏ ｏ ｉ ｏ ｉ ｏ ｔｏｌ ｇ ｓｅ ｌ ｋｉｇ ａ ｄ ｏ ｌ ｉ ｎｇ ｐｒ ｃ ｓ
郭 楚雄 谢永 明
（ 广州 钢铁股 份有 限公 司 ， 广东 广 州 ５ ０ ８ ） １３ １
摘 要 通过对转炉钢成分设计 、 炼钢 工艺 控 制 、 钢 工 艺 控 制 等 方 面 进 行 研 究 ， 广 钢 转 炉 成 功 开 发 了 Ｈ Ｂ ０ 、 轧 在 Ｒ ５０
Ｈ Ｂ ０ Ｅ钢 筋 ， 降低 生 产 成 本 、 及 Ｈ Ｂ ０ Ｒ ５０ 为 普 Ｒ ５ ０钢 筋 的 生 产 应 用 打 下 良好 的基 础 。
ＨＲＢ５ ０ ａ ｄ ＨＲＢ５ ０Ｅ ｒ ｂ ｒｗｅ ｅ ｓ ｃ ｓｆ ｌ ｅ ｅ ｏ ｅ ｙ ｃ ｎ ｅ ｅ ｎ ＧＩ Ｅ． Ｇｏ ｄ ｆ ｕ ｄａｉｎ ｗａ ａｄ ０ ｎ ０ ｅ ａ ｒ ｕ ｅ ｓｕ ｌ ｄ ｖ ｌｐ ｄ ｂ ｏ ｖ ｒ ｒｉ Ｓ ｙ ｔ ｏ ｏ ｎ ｔ ｓｌ ｉ ｏ ｔ ｅ ｕ ｅ ｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｃ ｓ ｎ ｅ ｅｏ ｏ ｒ ｄ ｃ ｒ ｄ ｃ ｉ ｏ ｔａ ｄ ｄ ｖ ｌ ｐ ＨＲＢ５ ０ ｒ ｂ ｒ ｏ ０ ｅ ａ ．
HRB500E高强抗震钢筋生产实践
HRB500E高强抗震钢筋生产实践发表时间：2019-07-31T11:58:40.073Z 来源：《科学与技术》2019年第05期作者：徐军[导读] 通过采用铌钒复合微合金化成分设计，以及控轧控冷工艺等措施，成功轧出符合国标要求的HRB500E高强抗震钢筋。
河钢集团承钢公司，河北承德 067000摘要：目前HRB500E高强抗震钢筋生产主要采用钒氮微合金化生产，主要技术难点是屈服强度ReL、强屈比Rm/ReL和最大力下总延伸率Agt偏低。
结合生产线装备，通过采用铌钒复合微合金化成分设计，以及控轧控冷工艺等措施，成功轧出符合国标要求的HRB500E高强抗震钢筋。
关键词：HRB500E；铌钒复合；控轧控冷1前言建材是钢铁工业主要品种大类，随着我国建筑工业的迅速发展，高层建筑、大型水利工程等对钢筋性能的要求越来越高，新版国标GB/T1499.2-2018的发布，HRB500E高强抗震钢筋生产成为大势所趋[1]，在棒材生产线上对HRB500E高强抗震钢筋进行了试制，通过采用铌钒复合微合金化成分设计，以及合理控轧控冷工艺措施，成功轧制出HRB500E高强抗震钢筋，各项成分、性能指标均满足标准要求。
2HRB500E高强抗震钢筋要求抗震钢筋基本技术条件包括：钢筋实测抗拉强度与实测屈服强度之比Rºm/RºeL不小于1.25；钢筋实测屈服强度与规定的屈服强度特征值之比RºeL/ReL不大于1.30；钢筋的最大力总伸长率Agt不小于9.0%的要求[2]。
高强抗震钢筋要求具有良好的塑韧性，来最大限度地吸收地震能量，提高建筑物安全性，起到抗震的作用。
根据国标GB/T1499.2-2018中HRB500E热轧带肋抗震钢筋力学性能特征值要求，结合生产实际中的时效和检验偏差，制定内控标准，见表1。
3工艺设计HRB500E高强抗震钢筋钢，单纯靠C、Si、Mn不能很好的满足GB/T1499.2-2018要求，生产企业一般采用微合金化，匹配轧后控冷工艺。
Nb微合金化HRB400E抗震盘螺开发
Nb微合金化HRB400E抗震盘螺开发摘要：柳钢用铌微合金强化代替钒强化，用低温轧制和快速冷却的工艺试制了HRB400E抗震盘螺。
产品综合力学性能、焊接性能良好，金相组织主要为铁素体+珠光体+少量贝氏体，满足GB/T1499.2-2018对抗震钢筋的要求。
关键词：抗震盘螺;铌;微合金化;控制轧制1、前言钢筋混凝土用热轧带肋钢筋是国内外建筑工程中广泛使用的一种增强材料，应用范围广、生产量大，我国建筑用钢占钢材的消费比例约为53.3%，钢筋涉及的钢铁企业多，分布范围广。
性能上其要求其既要有较高强度，又要有良好的塑韧性、可焊接性、抗震性能、粘结性等指标。
生产中通常采用控轧控冷和微合金化的方法，微合金化法通常在20MnSi成分的基础上添加V，Nb，Ti等微合金元素，近年来由于钒铁合金、钒氮合金的价格持续升高，各钢厂纷纷采用Nb微合金化生产HRB400E热轧带肋钢筋。
Nb微合金化连铸方坯在柳钢连续式棒材生产线上生产低生产成本的HRB400E热轧带肋钢筋产品已获得成功，为了提高坯料共用性、降低生产成本，结合自身设备特点，柳钢开展了Nb微合金化抗震盘螺的生产研究，成功生产出合格的的Φ6mm-Φ12mmHRB400E热轧带肋钢筋盘螺。
2、钢坯成分设计Nb微合金化钢坯是在20MnSi的基础上添0.012-0.023%Nb，Nb主要以细晶强化和沉淀强化来提高强度，Nb较容易熔入钢中，也较容易从钢中析出。
Nb与C，N的结合能力强，是强碳化物形成元素，其形成的Nb（C）、Nb（CN）在高温下十分稳定性，对钢的蠕变极限、持久强度、冲击韧性、脆性、临界转变温度、焊接性能等均有良好影响，还能通过固定氮消除钢中自由氮，改善韧性，消除应变时效。
碳、锰的设计主要是为了保证钢种的强度，考虑钢种的焊接性能将锰和硅含量上限降低，Ceq≤0.54%，满足GB/T1499.2-2018要求。
钢坯的化学成分见表1。
表1：HRB400E(Nb)钢坯化学成分3、轧制工艺3.1加热工艺加热温度对整个轧制过程影响最大，加热温度的高低直接影响了轧件原始奥氏体晶粒尺寸大小，须严格控制均热段温度。
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山西冶金SHANXI METALLURGY总第177期2019年第1期Total 177No.l, 2019生产实践•应用技术DOI:10.16525/l4-1167/tf.2019.01.39锭微合金化高强抗震钢筋的生产实践摘要：介绍了陕西钢铁集团有限公司应用桃微合金化技术生产HRB400E 高强抗震钢筋餉生产情况。
经检验， 该工艺生产的产話化学成分和力学性能完全满足国家最新标准要求，且具有一定的经济效益。
关键词:觇微合金化HRB400E 化学成分性能中图分类号:TF533.2文献标识码:A 文章编号:1672-1152（ 2019 ）01 -0106-03王培培1,2（1.西安建筑科技大学，陕西西安710055；2.陕西钢铁集团有限公司，陕西西安710018）HRB400E 高强度抗震钢筋以其良好的力学性能迅速的走入市场，已成为建筑钢筋的主流。
微合金化技术是目前世界各国发展高强度钢筋的主要工艺 路线，帆被认为是提高HRB400E 钢筋强度最合适的微合金化元素之一山。
但是，由于近期飢铁和帆氮合 金价格大幅上涨，越来越多的钢筋生产企业开始采 用規铁代替帆铁和锐氮合金微合金化。
陕西钢铁集团有限公司结合企业生产特点，在稳定钢材性能及 质量的前提下，进行锯微合金化生产试验，以达到降低合金成本的目的。
1工艺方案 1.1成分设计依据GB/T 1499.2—2017标准要求，对含锭微合 金化HRB400E 钢筋化学成分（见表1）和力学性能（见表2）进行设计。
表1規微合金化HRB400E 钢筋成分设计w(C )w(Si)w( Mn)w(V(N))w(Nb(Fe))碳当量国标W0.25W0.80W1.60——W0.54内控0.20-0.250.40-0.601.20-1.400.040-0.050目标值0.220.501.260.045表2視微合金化HRB400E 钢筋力学性能设计HRB400E 屈服强度，心/MPa 抗拉强度，RJMPa 断后伸长率， A/%最大力总延伸率，AJ%国标M400M540M16M9.0内控M415M550M16M9.0目标值4506102012收稿日期:2018-12-17作者简介:王培培（1985—）,女，工程师，本科，西安建筑科技大学，现从事钢铁冶金工作。
1.2工艺流程混铁炉— 120 t 转炉T 吹就站—方坯连铸机T轧钢厂。
1.3操作要点1.3.1转炉操作要点1） 保证所有合金烘烤质量,稳定出钢过程温降。
2） 出钢过程所有合金分批加入，总时间大于2 min,規铁合金随最后一批合金加入。
3） 出钢时间大于4 min,必须保证钢包底吹正常，且全程底吹搅拌，时间不小于8 min 04） 岀钢前保证出钢口完好，做好一次、二次挡渣，减少出钢口、大炉口下渣。
1.3.2连铸控制要求1） 连铸过程必须全保护浇铸，且使用自动加渣装置.液面自动控制系统。
2） 中包温度（见表3）。
表3中包温度控制设计乜钢种开浇炉次正常炉次中包温度过热度中包温度过热度HRB400E 1 533-1 54825-401 523-1 53815-303）拉速控制在2.7-3.1 m/min;二冷比水量在常规HRB400E 比水量基础上适当降低。
1.3.3轧钢操作要求1） 试验轧制规格为¢12 mm 、⑦16 mm @20 mm 。
2） 加热炉温度控制要求（见表4）。
表4加热炉温度控制匕项目预热段加热段均热段原参数850-9501 060-1 1501 120-1 150试验参数9 000-1 0001 100-1 2001 160-1 2003）轧制速度按照现场正常速度控制。
2019年第1期王培培:锯微合金化高强抗震钢筋的生产实践•107•4）开轧温度为（1040±20）r o5）上冷床温度为920-970°C O2生产情况分析本次規微合金化生产HRB400E共20炉，热坯入炉分别轧制了¢20mm和¢16mm规格的螺纹钢，冷坯入炉轧制了⑦12mm规格的螺纹钢。
其中¢20mm规格的共轧制了199支416mm规格的共轧制了381支，⑦12mm规格的共轧制了300支。
具体化学成分和力学性能见表5。
从表5可以看出，本次規微合金化生产的钢筋表5锭微合金化生产HRB400E化学成分和力学性能情况规格/mm化学成分/%力学性能w(C)w(Si)w；(Mn)u;(V)w(Nb)碳当量/%心/MPa RJMPa断后伸长率丿/%最大总延伸率,A/%020均值0.220.50 1.290.0000.04540.4543859325.715.9最大0.240.54 1.340.0060.04750.4745061528.018.6最小0.210.46 1.270.0040.04320.4342557524.014.2016均值0.220.49 1.270.0050.04560.4444860726.015.8最大0.240.54 1.340.0060.04750.4746563030.020.0最小0.200.43 1.230.0040.04260.4243057519.013.2012均值0.220.49 1.260.00450.04590.4544460127.015.0最大0.240.53 1.320.0050.04710.4847565029.017.0最小0.200.43 1.230.0040.04260.4242556023.014.0性能全部符合GBfT1499.2—2017标准要求，心三400MPa,RQ540MPa,A M16%。
¢20mm规格钢材屈服强度在425~450MPa,平均屈服强度438 MPa;抗拉强度在575-615MPa,平均抗拉轻度593 MPa;断后生伸长率在24%-28%,平均断后伸长率25.7%O<T>16mm规格钢材屈服强度在430-465MPa，平均屈服强度448MPa;抗拉强度在575-630MPa,平均抗拉轻度607MPa;断后生伸长率在19%~30%,平均断后伸长率26%。
¢12mm规格钢材屈服强度在425-475MPa,平均屈服强度444MPa;抗拉强度在560-650MPa,平均抗拉轻度601MPa；断后生伸长率在23%~29%,平均断后伸长率27%同时，将本次试验的银微合金化钢材和同规格同期的锐微合金化钢材成分和性能进行了对比（见表6）。
从表6中可以看出，本次含锭微合金化钢试验,表6規微合金化钢材和同规格同期的锐微合金化钢材成分和性能对比表规格/mm炉号w(C)w(Si)w(Mn)w(V)w(Nb)屈服强度/MPa抗拉强度/MPa断后伸长率,A/%最大力总延伸率,4/%¢16饥钢0.2200.492 1.2680.00460.0456448.0607.026.015.8帆钢0.2250.5 1.440.02860.0020464.0633.026.015.2对比-0.005-0.008-0.172-0.0240.0436-16.0-26.00.00.6¢20铤钢0.2200.496 1.2860.00490.0454438.3592.525.715.9锐钢0.2330.500 1.450.02930.002458.0619.024.715.4对比-0.013-0.004-0」64-0.02440.0434-19.7-26.5 1.00.5¢12锐钢0.2220.500 1.4430.02770.0020459.0626.027.015.4锭钢0.2210.486 1.2560.00450.0459444.0601.027.015.0对比-0.001-0.014-0.187-0.02320.0439-15.0-25.00.0-0.4性能均合格。
但与同规格同期的锐微合金化钢材相3经济效益分析比，其平均性能略微偏低。
根据实际试验情况，对其合金成本进行测算（见山西冶金E-mail:sxyjbjb@第42卷108表7）。
表7单质元素合金成本价格情况合金价格/（元・『）主要元素含量/%吸收率/%增加0.01%含量元素的价格/元饥氮426090779856.47锭铁190000629731.59硅猛92606585 1.68硅铁721071851」9成本差=Si元素单价x元素对比差值+Mn元素单价x元素对比差值-硅猛合金带入Si量xSi元素单价+V元素单价x元素对比差值+Nb元素单价x元素对比差值。
¢20mm成本差=1.19x(-0.004)/0.01+1.68x (-0.164)/0.01-17/65x(-0.164)x1.19+56.47x(-0.0244)/ 0.01+31.59x0.0434/0.01=-2&66元/t；¢16mm成本差=1.19x(-0.008)/0.01+1.68X (-0.172)/0.01-17/65x(-0.172)x1.19+56.47x(-0.024) /0.01+31.59x0.0436/0.01=-27.59元/t；¢12mm成本差=1.19x(-0.014)/0.01+1.68x (-0.187)/0.01-17/65x(-0.187)x1.19+56.47x(-0.0232)/0.01+31.59x0.0439/0.01=-25.35元/t。
从以上计算可以看岀，錠微合金化生产HRB400E 高强钢筋比锐微合金化生产HRB400E高强钢筋成本约降低25.35~28.66元/t。
4结论1）在现有生产工艺条件下，用規铁进行微合金化，完全能够生产满足GBfT1499.2—2017标准的HRB400E高强抗震钢筋。
2）采用規微合金化生产¢12mm@16mm、¢22mm规格的HRB400E高强抗震钢筋，钢材化学成分和力学性能均合格，但本次试验与同规格同期的锐微合金化钢材相比,其平均性能略微偏低。
3）锭微合金化生产HRB400E高强钢筋有一定的经济效益，可根据锭、锐合金市场情况随时调整生产,从而降低生产成本。
参考文献[1]柳洪义，徐峰，李哲，等•锐氮微合金化在HRB400E钢筋生产中的应用及研究[J].河北冶金,2017（2）:58.[2]李剑华，李玮•锭微合金化HRB400带肋钢筋的生产实践[J].冶金丛刊,2010（2）:23.（编辑：苗运平）Production Practice of Nb Microalloyed High Strength SeismicReinforcement BarWang Peipei14(1.Xi'an University of Architecture and Technology,Xi'an Shaanxi710055;2.Shaanxi Iron and Steel Group Co.,Ltd.,Xi'an Shaanxi710018)Abstract：The production of HRB400E high strength seismic steel bar by Nb microalloying technology in Shaanxi Iron and Steel Group Co.Ltd.is introduced.The results show that the chemical composition and mechanical properties of the products produced by this process fully meet the requirements of the latest national standards,and have certain economic benefits.Key words:Nb microalloyed;HRB400E;chemical composition properties(上接第91页)Blow-in Production Practice of Spraying Lining of1080m3Blast Furnace at HansteelFeng Lei,Hou Xiangping(Shaanxi Iron&Steel Group Hanzhong Iron&Steel Co.,Ltd.,Mianxian Shaanxi724200) Abstract:1080m‘BF o£Hansteel was shut down and repaired on February10,2015,and was ignited at20:08on March20.A series of measures,such as removing coke around the iron-notch,choosing the appropriate start-up scheme and preheating the hot air pipeline before blowing,were taken before the start-up.The BF reached its production only3days after ignition,and the economic indicators quickly reached the standard.Key words：blast furnace;iron-notch;blow-in scheme;economic index。