本发明涉及一种生产II级热轧螺纹钢筋的冶炼工艺,属于冶金技术领域。技术方案是:在提钒-炼钢双联工艺下,以含钒铁水和硅锰合金为主要合金化原料生产II级热轧螺纹钢筋,该工艺是在保证II级螺纹钢筋性能的基础上,通过增加钢筋中V含量,适当降低II级螺纹钢筋钢筋中Mn、Si元素来降低钢筋的生产成本,钢筋中的Si、Mn元素主要来源于硅锰合金,C元素主要来源于炼钢终点C以及液态含钒铁水带入的C元素,V元素主要来源于炼钢终点残钒、液态含钒铁水带入的V元素以及还原转炉终渣中V
1.一种生产II级热轧螺纹钢筋的冶炼工艺,其特征是钢筋的各元素的重量百分比为:C:0.20-0.25%,Si:0.20-0.40%,Mn:0.90-1.20%,xa0P≤0.045%、S≤0.045%、V:0.015-0.030%,当出现成份不符合上述要求,但满足以下条件之一时能够轧制相应规格的II级螺纹钢筋:条件一:在V符合要求时,当满足C≥0.19%、Mn≥0.95%、C+Mn/6≥0.37%时可以轧制相应规格的II级螺纹钢筋;xa0条件二:在0.010%≤V<0.015%时,当满足Mn≥1.05%、C+Mn/6≥0.38%时可以轧制相应规格的II级螺纹钢筋;条件三:在C、Si、Mn、P、S的含量符合要求时,当V>0.030%时可以轧制相应规格的II级螺纹钢筋;所述的II级热轧螺纹钢筋,生产过程中包括如下工艺步骤:a.含钒铁水首先经过提钒转炉进行提钒处理,部分V元素经过氧化进入钒渣中,得到的钒渣送至钒制品厂加工钒产品,将剩余带有部分余钒的的半钢兑入炼钢转炉内进行炼钢操作;b.转炉吹炼结束后,当终点成分重量百分比符合0.04≤C≤0.10%、S≤0.040%、xa0P≤0.025%时进行出钢操作;c.出钢过程中向钢包内均匀加入硅锰合金,使钢中硅为0.20-0.40%,锰为0.90-1.20%,不需加入增碳剂增碳;d.出钢过程中脱氧剂正常加入,出钢过程中进行在线吹氩气,保证渣料充分熔化,氩气供气强度为2-6L/min·t钢,吹氩时间3-5min;e.出钢结束,计算好增钒量后将含钒铁水倒入钢水中;倒入量为35-45kg/吨钢的铁水;用于合金化的含钒铁水成分重量百分比为:C≥4.00%、V≥0.260%、P≤0.120%、S≤0.080%,其余为Fe及其它元素,温度不低于1250°C;f、钢水经LF炉精炼造还原渣处理,连铸进行浇注,然后进行轧制。技术领域
本发明涉及一种生产II级热轧螺纹钢筋的冶炼工艺,属于冶金技术领域。
背景技术
目前,II级热轧螺纹钢筋(即HRB335)被广泛应用于建筑领域,国家标准中对钢筋的化学成分各元素的重量百分比做了相应规定,为C≤0.25%、Si≤0.80%、Mn≤1.60%、P≤0.045%、S≤0.045%、Ceq≤0.52%,同时对钢筋的性能要求做了相应规定,为屈服强度≥335MPa,抗拉强度≥455MPa,即在II级热轧螺纹钢筋的生产中既要满足各主要元素不能高于其上限值,同时要满足其性能要求。由于II级热轧螺纹钢筋性能要求比III级钢或IV级钢等其它高级别钢筋低,行业内生产该类钢筋时一般采用控制C、Si、Mn、P、S的含量生产该类钢筋,而不需要添加V、Nb等贵重稀有元素进行性能的强化,在生产公称直径为∮6mm-∮28mm规格的II级热轧螺纹钢筋的过程中通常采用的成分范围为:C:0.17-0.25%,Si:0.40-0.80%,Mn:1.20-1.60%,xa0P≤0.045%、S≤0.045%。随着原燃料价格的上涨,市场竞争的日益激烈,II级热轧螺纹钢筋的盈利水平逐渐下降,部分企业为降低II级热轧螺纹钢筋生产成本,在钢筋生产过程中采用重穿水工艺,通过采用该工艺钢筋Mn含量能够降低0.30-0.40%,能够大幅度降低生产成本,但采用该工艺存在钢筋表面锈蚀问题,严重影响钢筋质量,因此该工艺已被禁止应用。如果不采用穿水工艺,降低钢中Mn含量,必须添加如V、Nb等贵重稀有元素进行性能的强化,而含有这些元素的合金价格昂贵,成本价高,企业成本受到影响。因此,在II级热轧螺纹钢筋的生产过程中在保证钢筋性能的同时,进一步降低钢筋的生产成本,提高产品盈利水平是本领域急需解决的问题。
发明内容
本发明目的是提供一种生产II级热轧螺纹钢筋的冶炼工艺,通过该工艺生产的II级热轧螺纹钢筋既保证了钢筋性能,同时大大降低II级热轧螺纹钢筋的生产成本,解决背景技术存在的上述问题。本发明的技术方案是:一种生产II级热轧螺纹钢筋的冶炼工艺,其特征在于钢筋的各元素的重量百分比为:C:0.20-0.25%,Si:0.20-0.40%,Mn:0.90-1.20%,xa0P≤0.045%、S≤0.045%、V:0.015-0.030%,当出现成份不符合上述要求,但满足以下条件之一时能够轧制相应规格的II级螺纹钢筋:条件一:在V符合要求时,当满足C≥0.19%、Mn≥0.95%、C+Mn/6≥0.37%时可以轧制相应规格的II级螺纹钢筋;xa0条件二:在0.010%≤V<0.015%时,当满足Mn≥1.05%、C+Mn/6≥0.38%时可以轧制相应规格的II级螺纹钢筋;条件三:在C、Si、Mn、P、S的含量符合要求时,当V>0.030%时可以轧制相应规格的II级螺纹钢筋;所述的II级热轧螺纹钢筋,生产过程中包括如下工艺步骤:a.含钒铁水首先经过提钒转炉进行提钒处理,部分V元素经过氧化进入钒渣中,得到的钒渣送至钒制品厂加工钒产品,将剩余带有部分余钒的的半钢兑入炼钢转炉内进行炼钢操作;b.转炉吹炼结束后,当终点成分重量百分比符合0.04≤C≤0.10%、S≤0.040%、xa0P≤0.025%时进行出钢操作;c.出钢过程中向钢包内均匀加入硅锰合金,使钢种硅[Si]为0.20-0.40%,锰[Mn]为0.90-1.20%,不需加入增碳剂增碳;d.出钢过程中脱氧剂正常加入,出钢过程中进行在线吹氩气,保证渣料充分熔化;e.出钢结束,计算好增钒量后将含钒铁水将倒入钢水中;倒入量为35-45kg/吨钢的铁水;f、钢水经LF炉精炼造还原渣处理,保证成份、温度合格后上连铸进行浇注,然后进行轧制。所述的步骤d中,氩气供气强度为2-6L/min·t钢,吹氩时间3-5min。所述的步骤e中,用于合金化的含钒铁水成分重量百分比为:C≥4.00%、V≥0.260%、P≤0.120%、S≤0.080%,其余为Fe及其它元素,温度不低于1250°C。本发明的工作原理:本发明针对行业内II级热轧螺纹钢筋的技术现状,为降低II级热轧螺纹钢筋的生产成本,重新设计了新的II级热轧螺纹钢筋的成份控制范围,降低了钢筋中的Mn元素含量,同时为保证钢筋的性能,向钢筋中添加V元素进行性能的强化,此种成份设计在行业内尚没有被其他企业所采用,该发明的特别之处在于钢筋中的Si、Mn元素主要来源于硅锰合金,C元素主要来源于炼钢终点C以及液态含钒铁水带入的C元素,V元素主要来源于炼钢终点残钒、液态含钒铁水带入的V元素以及还原转炉终渣中V₂O₅中的V元素,而不需要添加固态含钒合金。由于炼钢用主要原料(即含钒铁水)经过提钒转炉提钒后半钢中的余钒含量重量百分比仍有0.030-0.100%,半钢经炼钢转炉吹炼后半钢中的余钒大部分进入到转炉终渣中,但炼钢终点钢水中的残余V含量重量百分比仍有0.002-0.010%,转炉出钢过程中转炉渣不可避免地随钢水进入到钢包中,在LF炉精炼造还原渣处理过程中转炉终渣中V₂O₅中的V元素大部分被还原到钢水中,能够增加钢水钒含量0.001-0.005%,为保证钢筋成品V含量达到目标要求,剩余V含量主要在出钢后依靠液态含钒铁水进行补足,从而实现V的强化作用。本发明有益效果为:II级热轧螺纹钢筋的生产中虽然降低Mn元素含量增加V元素含量来保证钢筋的性能,但用于合金化的V元素主要来源于主要原料(即含钒铁水)本身以及原料处理后的残余元素,不需要另外添加固态合金,能够实现稀有资源的高效利用,减少了资源浪费;按上述方式生产的II级热轧螺纹钢筋大幅度降低了生产成本,与行业内通常采用的工艺相比Mn含量降低0.30-0.40%,Si含量降低0.20-0.40%,同时不需要添加增碳剂,低成本含钒铁水的加入在增加了C、V元素的同时,降低了含钒铁水的熔炼费用,综合效益在10-30元/吨钢。
附图说明
xa0xa0xa0xa0图1为本发明实施例工艺流程图。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明做进一步说明。本实施例用于生产公称直径为∮6mm-∮28mm规格的II级热轧螺纹钢筋的生产过程。在提钒-炼钢双联工艺下以含钒铁水和硅锰合金为主要合金化原料生产II级热轧螺纹钢筋,该工艺是在保证II级螺纹钢筋性能的基础上,通过增加钢筋中V含量,适当降低II级螺纹钢筋钢筋中Mn、Si元素来降低钢筋的生产成本,钢筋中的Si、Mn元素主要来源于硅锰合金,C元素主要来源于炼钢终点C以及液态含钒铁水带入的C元素,V元素主要来源于炼钢终点残钒、液态含钒铁水带入的V元素以及还原转炉终渣中V₂O₅中的V元素,通过该工艺生产的II级热轧螺纹钢筋既保证了钢筋性能,同时大大降低II级热轧螺纹钢筋的生产成本,实施例一:该炉次冶炼∮6mmHR335钢筋,将半钢及废钢兑入转炉内,供氧、造渣操作,转炉终点C:0.04%、P:0.025%、S:0.030%,终点残余V:0.002%,然后进行出钢。出钢过程中均匀加入硅锰合金,控制其加入量使钢种锰[Mn]=0.9%、硅[Si]=0.2%,不加增碳剂,脱氧剂正常加入。同时,出钢过程中对钢水吹氩,供气强度为4L/min·t钢;出钢后根据转炉终点情况加入含钒铁水(所用含钒铁水成分为:C:4.00%、V:0.260%、P≤0.120%、S≤0.080%,其余为Fe及其它元素,温度1250°C),按其增钒量0.012%计算铁水兑入量,含钒铁水加入量为45kg/吨钢,加入含钒铁水后将钢水运至LF炉精炼造还原渣处理,连铸浇注后,铸坯进行轧制,成品钒[V]含量为0.015%(包括余钒及还原转炉终渣中V₂O₅中的V元素),按上述方法生产出的钢筋的成分符合成份要求,铸坯经轧制后钢筋各项性能满足II级热轧螺纹钢筋性能要求。实施例二:该炉次冶炼∮16mmHR335钢筋,将半钢及废钢兑入转炉内,供氧、造渣操作,转炉终点C:0.08%、P:0.020%、S:0.033%,终点残余V:0.005%,然后进行出钢。出钢过程中均匀加入硅锰合金,控制其加入量使钢种锰[Mn]=1.05%、硅[Si]=0.3%,不加增碳剂,脱氧剂正常加入。同时,出钢过程中对钢水吹氩,供气强度为2L/min·t钢;出钢后根据转炉终点情况加入含钒铁水(所用含钒铁水成分为:C:4.10%、V:0.350%、P≤0.120%、S≤0.080%,其余为Fe及其它元素,温度1260°C),按其增钒量0.014%计算铁水兑入量,含钒铁水加入量为40kg/吨钢,加入含钒铁水后将钢水运至LF炉精炼造还原渣处理,连铸浇注后,铸坯进行轧制,成品钒[V]含量为0.020%(包括余钒及还原转炉终渣中V₂O₅中的V元素),按上述方法生产出的钢筋的成分符合成份要求,铸坯经轧制后钢筋各项性能满足II级热轧螺纹钢筋性能要求。实施例三:该炉次冶炼∮28mmHR335钢筋,将半钢及废钢兑入转炉内,供氧、造渣操作,转炉终点C:0.10%、P:0.021%、S:0.040%,终点残余V:0.010%,然后进行出钢。出钢过程中均匀加入硅锰合金,控制其加入量使钢种锰[Mn]=1.20%、硅[Si]=0.4%,不加增碳剂,脱氧剂正常加入。同时,出钢过程中对钢水吹氩,供气强度为6L/min·t钢;出钢后根据转炉终点情况加入含钒铁水(所用含钒铁水成分为:C:4.20%、V:0.440%、P≤0.120%、S≤0.080%,其余为Fe及其它元素,温度1270°C),按其增钒量0.016%计算铁水兑入量,含钒铁水加入量为35kg/吨钢,加入含钒铁水后将钢水运至LF炉精炼造还原渣处理,连铸浇注后,铸坯进行轧制,成品钒[V]含量为0.030%(包括余钒及还原转炉终渣中V₂O₅中的V元素),按上述方法生产出的钢筋的成分符合成份要求,铸坯经轧制后钢筋各项性能满足II级热轧螺纹钢筋性能要求。