[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)細(xì)晶抗震熱軋鋼筋用復(fù)合強(qiáng)化合金添加劑

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910062577.8
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109576564A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡小強(qiáng);劉喜海;劉濤
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽金正冶金技術(shù)有限公司
• 主分類號: C22C35/00
• 分類號: C22C35/00;C21C7/00
• 代理公司: 溫州知遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33262
• 代理人: 湯時達(dá)

一種高強(qiáng)細(xì)晶抗震熱軋鋼筋用復(fù)合強(qiáng)化合金添加劑，屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域；其特征是添加劑的成分按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)分別為：Si＝5～30wt.％、Mn＝0.5～10％wt.％、Al＝0～10wt.％、Cr＝0～10wt.％、Mo＝10～30wt.％、Nb＝5～30wt.％、C＝0～1wt.％、N＝2～20wt.％、RE＝0～2wt.％、其余為Fe和難以避免的雜質(zhì)。該種添加劑的加入量為0.2～3.0kg/T鋼水。采用本合金添加劑能夠大幅降低鋼筋生產(chǎn)中的合金添加劑使用成本，有效提升熱軋鋼筋的強(qiáng)屈比和晶粒度級別。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)細(xì)晶抗震熱軋鋼筋用復(fù)合強(qiáng)化合金添加劑。

背景技術(shù)

新國標(biāo)已經(jīng)明確規(guī)定在建筑工程上要徹底淘汰低強(qiáng)度鋼材，要求全部選用HRB400以上級別的高強(qiáng)度鋼筋。并且，為了保證其具有良好的穩(wěn)定性和強(qiáng)塑性，新國標(biāo)詳細(xì)規(guī)定了熱軋鋼筋的最小強(qiáng)屈比、最大屈屈比、最小晶粒度、最大硬度差、最大碳當(dāng)量等技術(shù)指標(biāo)，且斷面不允許出現(xiàn)馬氏體組織，以確保高強(qiáng)鋼筋具有良好的抗震性、晶粒度和焊接性能。顯然，推廣應(yīng)用具有高強(qiáng)、抗震、細(xì)晶、甚至是耐火、耐候等特性的高端熱軋螺紋鋼，是我們國家建筑用鋼的發(fā)展方向。

微合金鋼主要是指在鋼中添加很少量或者是微量的某種元素就能明顯提高性能的鋼，特別是提高鋼的強(qiáng)度指標(biāo)。現(xiàn)有技術(shù)條件下微合金鋼主要通常添加很少量或者是微量釩、鈮和鈦而得到；微合金化的作用機(jī)制是：作為微量元素的釩、鈮和鈦加入鋼液后，與鋼液中的碳和氮結(jié)合，形成碳、氮的化合物質(zhì)點(diǎn)，即V(C、N)，Nb(C、N)和Ti(C、N)質(zhì)點(diǎn)，這些質(zhì)點(diǎn)具有一定的沉淀強(qiáng)化和晶粒細(xì)化的作用，可明顯的提高鋼的強(qiáng)度。

由此可看出，實(shí)際上微合金鋼釩、鈮和鈦的作用均是和氮分不開的，但一般情況下采用轉(zhuǎn)爐冶煉鋼，殘留氮含量在0.0030％～0.065％范圍內(nèi)，采用電爐冶煉鋼，殘留氮含量在0.050％～0.085％范圍內(nèi)，如要充分發(fā)揮釩、鈮和鈦的作用，是必須要額外加入氮元素才能實(shí)現(xiàn)的。

早期在微合金鋼中增加氮，是通過添加3.0％～6.0％的氮化類合金來實(shí)現(xiàn)的，但由于氮化類合金含氮很低，造成合金加入量大，且收得率不穩(wěn)定，逐漸被氮含量較高的氮化釩合金代替。目前微合金鋼的生產(chǎn)中幾乎很難再使用3.0％～6.0％的氮化類合金，幾乎全部使用即含釩、且氮含量又高的氮化釩合金。氮化釩合金主要有VN12、VN14和VN16三個牌號。一般情況下該三個牌號氮和釩的比值是基本固定的，分別為12:78(N:V)；14:78(N:V)；16:78(N:V)，即氮和釩的比值最高為VN16的16:78,即合金中含有16％的N，含有78％釩。氮化釩合金雖然既含釩、且氮含量又高，但對于微合金鋼中不同的微合金化技術(shù)路線，特別是復(fù)合微合金鋼，例如V-Ti-N，甚至于V-Ti-Nb-N，也是不能滿足需求的。

熱軋鋼筋屬于微合金鋼中的一種，目前在其生產(chǎn)過程中，主要是加入含釩合金，通過含釩析出相，產(chǎn)生彌散強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化，以此提升熱軋鋼筋的強(qiáng)塑性指標(biāo)。然而，由于國家環(huán)保要求的不斷提高和含釩合金需求量的快速增長，造成國內(nèi)含釩合金價格飛漲，顯著增加了熱軋螺紋鋼的生產(chǎn)成本。而且，含釩析出相的析出溫度偏低，終軋溫度要求較低，容易導(dǎo)致熱軋鋼筋出現(xiàn)強(qiáng)屈比偏低、自然時效強(qiáng)度衰減等問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決目前建筑用鋼生產(chǎn)成本高、組織不均勻、性能不穩(wěn)定等問題，本發(fā)明提供了一種低成本、高性能熱軋鋼筋用復(fù)合強(qiáng)化合金添加劑，即在簡單熱軋工藝條件下，向轉(zhuǎn)爐、電爐或鋼包精煉爐內(nèi)加入適量的復(fù)合強(qiáng)化合金，通過Si、Mn、Al、Cr、Mo、Nb、Ta、N等元素對鋼水的純凈化、固溶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化等綜合作用，確保熱軋鋼筋具有晶粒細(xì)小、組織均勻、強(qiáng)塑性匹配良好、應(yīng)變時效敏感性較低、焊接性能優(yōu)異等特點(diǎn)。