CN111004980A - 一种钒铬微合金化大规格超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋的制备方法 - Google Patents

一种钒铬微合金化大规格超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钒铬微合金化大规格超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋的制备方法，本方法在炼钢出钢钢包加入一定量含钒生铁替代昂贵的钒合金，增加了钢水V含量，降低了钒合金加入量；炼钢脱氧合金化过程中加入硅氮合金，钢水通过LF炉精炼吹氮处理，增加了钢水中氮含量，降低了钢中V/N配比值，增加了V(C，N)沉淀析出的驱动力，促进了轧制过程V从固溶状态向碳氮化物析出相的转移，细小弥散的V(C，N)析出相大量形成和析出，使钢的析出强化效果明显改善；本方法工艺具有生产成本低、工艺适用性及控制性强等特点，大幅降低了GB/T 1499.2‑2018实施后HRB600钢筋生产成本，改善了抗震性能和耐蚀性能，提高了产品市场竞争力，具有显著的经济和社会效益。

Description

一种钒铬微合金化大规格超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋的制备 方法
技术领域
本发明涉及一种钒铬微合金化大规格超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋的制备方法，具体涉及一种钒铬微合金化大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋及一种钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋的制备方法，还涉及一种铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋的制备方法。
背景技术
随着我国建筑向高层、大跨度及抗震结构方向的不断发展，开发高强韧、综合性能优异的500MPa、600MPa抗震钢筋已是钢铁行业提升技术水平和产品结构调整的重要任务之一。
为促进建筑用钢升级换代，国内少数热轧带肋钢筋生产企业开始采用钒微合金化工艺生产HRB600、500MPa高强钢筋，钢中加入一定量的钒氮合金，由于钒氮合金价格昂贵，导致生产成本较高，此外，该工艺生产钢筋抗震性能匹配性不好，HRB600高强钢筋生产成本的降低和产品市场竞争力的提升。
目前国内针对GB/T 1499.2-2018标准实施后大规格HRB600高强钢筋的生产，主要采用钒氮微合金化工艺，钢中V含量控制≥0.150wt%，通过热轧工艺得到宏观金相、截面维氏硬度、微观组织满足GB/T 1499.2-2018标准的大规格HRB600高强钢筋，钢筋显微组织晶粒度大多控制在9.5-10.5级。国内针对500MPa高强抗震钢筋的相关研究也是采用钒氮微合金化工艺，钢中V含量控制≥0.085wt%，通过适当控轧工艺得到宏观金相、截面维氏硬度、微观组织满足GB/T 1499.2-2018标准的500MPa高强钢筋，钢筋显微组织铁素体晶粒度控制在9.5-11.0级。目前国内尚无本发明采用的制备方法制备钒铬微合金化大规格600MPa及500MPa的超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋的研究报道。
另外，目前国内针对GB/T 1499.2-2018标准实施后HRB400E直条抗震钢筋的生产，主要采用钒氮微合金化工艺，钢中V含量控制为0.025-0.035wt%，通过适当控轧控冷工艺得到宏观金相、截面维氏硬度、微观组织满足GB/T 1499.2-2018标准的HRB400E钢筋，钢筋显微组织晶粒度大多控制在9.5-10.5级；目前国内也无本发明采用的制备方法制备铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋的研究报道。
发明内容
针对上述问题，本发明的第一目的在于提供一种钒铬微合金化大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋的制备方法，本发明的第二目的在于提供一种钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋的制备方法，本发明的第三目的是提供一种铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋的制备方法。
本发明的第一目的是这样实现的：
一种钒铬微合金化大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋的制备方法，具体包括以下步骤：
A、钢水冶炼：将废钢、生铁及铁水分别按80-110kg/t钢、30kg/t钢、930-960kg/t钢的配比加入LD转炉，之后进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、轻烧白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为20-24kg/t钢，轻烧白云石加入量为15-20kg/t钢，菱镁球加入量为1.0kg/t钢，控制终点碳含量≥0.07wt%，出钢温度≤1640℃；出钢前钢包按8.0kg/t钢的量，加入下列质量比的含钒生铁：成分C 3.5wt%、Si 0.35wt%、Mn 0.60wt% 、V 1.05wt%、P 0.235wt%、S 0.070wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，含钒生铁加入钢包后烘烤3分钟；出钢前向加入含钒生铁并烘烤过的钢包底部按2.0kg/t钢的量，加入下列质量比的渣洗脱硫剂进行渣洗：Al2O3 21.5wt%，SiO25.2wt%，CaO 46.5wt%，Al 9.2wt%，MgO6.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为15～20NL/min；所述废钢化学成分 C 0.20-0.25wt%，Si 0.40-0.65wt%，Mn 1.25-1.50wt% ，P 0.028-0.045wt%，S 0.020-0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述生铁化学成分C3.2-3.5wt%、Si 0.25-0.45wt%、Mn 0.50-0.75wt% 、P 0.075-0.095wt%、S 0.020-0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述铁水化学成分C 4.2-4.8wt%、Si 0.20-0.45wt%、Mn 0.45-0.65wt% 、P 0.080-0.110wt%、S≤0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，所述铁水温度≥1280℃。
B、脱氧合金化：将冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：硅铝钙块状脱氧剂→硅铁→硅锰合金→高碳锰铁→高碳铬铁→硅氮合金→钒氮合金，依次向钢包中加入下列物质：按1.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铝钙脱氧剂：Si 32.5wt%，Ca 15.5wt%，Al 10.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按4.5～7.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si 73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按7.4kg/t钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.3wt%，Si 17.2wt%，C1.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按9.5～11.5kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 74.6wt%，C 7.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按6.3～7.3kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr54.2wt%，C 7.8wt%，P 0.085wt%，S 0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.30-0.40kg/t钢的量，加入下列质量比的硅氮合金：Si 46.5wt%，N 35.2wt%，C 0.95wt%，P0.045wt%，S 0.024wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.60～1.75kg/t钢的量，加入下列质量比的钒氮合金：V 77.8wt%，N 15.7wt%，C 3.45wt%，P 0.085wt%，S 0.067wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到4/5时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉进行精炼处理；
C、钢水LF炉精炼：将钢水吊到LF炉精炼工位接好氮气带，开启氮气采用流量为15～20NL/min的氮气对钢水进行吹氮处理，然后下电极采用档位7～9档化渣；通电化渣3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况；若渣样偏稀和颜色偏黑，补加石灰3.0～4.0kg/t钢调渣，反之加预熔型精炼渣1.0～2.0kg/t钢调整；之后测温、取样，根据钢样和温度检测结果，加入合金调整钢液成分和下电极升温，确保成分和温度合格；精炼结束后对钢水进行小流量软吹氮，吹氮时间3分钟，氮气流量控制为15～20NL/min；吹氮结束后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；
D、钢水浇铸：在中间包温度为1528～1543℃，拉速为2.5～2.7m/min，结晶器冷却水流量为130～140m3/h，二冷比水量为1.8～2.0L/kg的条件下，采用R9m直弧形连续矫直5机5流小方坯铸机将C步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯；
E、钢坯加热：将D步骤钢坯送入均热段炉温为1070～1100℃的加热炉中，加热60分钟，钢坯出钢之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制；
F、钢坯控轧控冷：将E步骤钢坯在速度为0.4～0.5m/s的轧制条件下粗轧6个道次；之后在速度为2.5～3.0 m/s的轧制条件下中轧4个道次；之后进入精轧前预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为60～80m3/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为950～980℃；最后在速度为8.0～9.0m/s的轧制条件下精轧2个道次；将精轧后钢材通过0.5个长4.0米的长管水冷段装置和1～2个长800mm的短管水冷段装置进行多段分级控冷，长管水冷段和短管水冷段间隔200mm，短管水冷段间隔100mm，长管水冷段水泵压力为1.3～1.5MPa, 短管水冷段水泵压力为1.0～1.1MPa；控冷后钢筋在冷床自然空冷至室温，即获得公称直径32-40mm大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋，钢的温度控制、轧制道次及控冷参数视不同规格要求具体确定。
优选地，步骤D中，铸坯出拉矫机矫直温度控制为960～980℃。
优选地，步骤E中，钢坯出钢温度为1030～1050℃。
优选地，F步骤中，控冷后钢筋上冷床温度控制为920～940℃。
步骤D的二冷比水量是指：连铸机二冷区单位时间内消耗的总水量与单位时间内通过二冷区铸坯质量的比值，以L/kg为单位，它是连铸二次冷却喷水强度的指标。
跟现有技术比较，本发明提供的一种钒铬微合金化大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋的制备方法具有以下有益效果：
1、本方法在炼钢出钢钢包加入一定量含钒生铁替代昂贵的钒合金，增加了钢水V含量，降低了钒合金加入量；炼钢脱氧合金化过程中加入硅氮合金，钢水通过LF炉精炼吹氮处理，增加了钢水中氮含量，降低了钢中V/N配比值，增加了V(C，N)沉淀析出的驱动力，促进了轧制过程V从固溶状态向碳氮化物析出相的转移，细小弥散的V(C，N)析出相大量形成和析出，使钢的析出强化效果明显改善；炼钢出钢前向钢包底部加入渣洗料进行渣洗并进行出钢过程全程底吹氮处理，降低了钢水中[O]、[S]含量，提高了钢水洁净度，促进了钢材塑韧性的改善；钢中加入一定量铬，提高了钢的钝化耐腐蚀能力，腐蚀率仅为普通HRB600钢筋的1/2，同时使淬透性和二次硬化作用得到明显提高，提高了珠光体含量，促进了钢抗拉强度的提高，改善了抗震性能；轧钢控制较低的开轧温度，通过精轧前预水冷控制较低的进精轧温度及轧后多段分级控冷工艺，细化了原始奥氏体晶粒，促进了奥氏体向细小铁素体的转变，钢筋横截面中心铁素体晶粒度达12.0级以上，细晶强化效果显著。
2、本方法通过对化学成分设计、转炉冶炼、脱氧合金化、连铸、轧钢加热制度、轧制温度及控冷工艺集成创新，充分发挥了析出强化、细晶强化、多相组织强化等多重强化作用，所生产钢筋具有工艺力学性能优异稳定、显微组织细小均匀、塑韧性好、耐蚀性及抗震性能优异等优点。
3、本方法工艺具有生产成本低、工艺适用性及控制性强等特点，所生产钢筋各项指标全面优于GB/T 1499.2-2018，生产成本同比现有钒微合金化工艺降低35元/t钢以上，大幅降低了GB/T 1499.2-2018实施后HRB600钢筋生产成本，改善了抗震性能和耐蚀性能，提高了产品市场竞争力，具有显著的经济和社会效益。
本发明的第二目的是这样实现的：
一种钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋的制备方法，该钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋具有下列重量份的化学成分：C 0.21～0.25wt%、Si 0.45～0.55wt%、Mn 1.25～1.40wt%、Cr 0.30～0.35wt%、V 0.065～0.080wt%、S≤0.040wt%、P≤0.045wt%、O≤0.0070wt%、N 0.0165～0.0200wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；具体包括以下步骤：
a、钢水冶炼：将废钢、生铁及铁水分别按160-180kg/t钢、30-40kg/t钢、850-880kg/t钢配比，加入LD转炉，之后进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、轻烧白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为20-25kg/t钢，轻烧白云石加入量为15-18kg/t钢，菱镁球加入量为0.5kg/t钢，控制终点碳含量≥0.07wt%，出钢温度≤1625℃；出钢前钢包按4.0kg/t钢的量，加入下列质量比的含钒生铁：成分C 3.5wt%、Si 0.40wt%、Mn 0.65wt% 、V 1.50wt%、P 0.205wt%、S0.075wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；出钢前向加入含钒生铁的钢包底部按1.0kg/t钢的量，加入渣洗料进行渣洗，出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为15～20/NL/min；所述废钢化学成分C 0.20-0.25wt%，Si 0.35-0.60wt%，Mn 1.25-1.50wt% ，P 0.032-0.050wt%，S 0.028-0.050wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述生铁化学成分C 3.2-3.4wt%、Si 0.20-0.40wt%、Mn 0.40-0.60wt% 、P 0.080-0.100wt%、S 0.020-0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述铁水化学成分C 4.2-4.6wt%、Si 0.25-0.45wt%、Mn0.40-0.70wt% 、P 0.085-0.110wt%、S≤0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，所述铁水温度≥1290℃；所述渣洗料化学成分Al2O3 21.5wt%，SiO25.2wt%，CaO 46.5wt%，Al9.2wt%，MgO6.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；
b、脱氧合金化：将a步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：硅铝钙脱氧剂→硅铁→硅锰合金→高碳锰铁→高碳铬铁→硅氮合金→高氮钒合金，依次向钢包中加入下列物质：按1.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铝钙脱氧剂：Si 28.5wt%，Ca 14.5wt%，Al 11.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按5.1～6.7kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si 73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按9.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.9wt%，Si 17.6wt%，C 1.9wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按8.9～10.9kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 75.8wt%，C 7.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按4.9～5.9kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr54.2wt%，C 7.8wt%，P 0.085wt%，S 0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.25kg/t钢的量，加入下列质量比的硅氮合金：Si 46.5wt%，N 34.5wt%，C 1.75wt%，P 0.020wt%，S0.018wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.78～0.98kg/t钢的量，加入下列质量比的高氮钒合金：V 77.8wt%，N 19.1wt%，C 1.25wt%，P 0.075wt%，S 0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到4/5时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉精炼工位进行精炼处理；
c、钢水LF炉精炼：将钢水吊到LF炉精炼工位接好氮气带，开启氮气采用流量为10～20NL/min的氩气对钢水进行吹氩处理，然后下电极采用档位5～7档化渣；通电化渣3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；若渣样偏稀和颜色偏黑，补加石灰3.0～4.0kg/t钢调渣，反之加预熔型精炼渣1.0～2.0kg/t钢调整；根据钢样分析结果，加入合金调整钢液成分，确保成分和温度合格；精炼结束后对钢水进行小流量软吹氮，吹氮时间2分钟，氮气流量控制为15～20NL/min；吹氮结束后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；
d、钢水浇铸：在中间包温度为1525～1540℃，拉速为2.9～3.1m/min，结晶器冷却水流量为145～150m3/h，二冷比水量为2.1～2.3L/kg的条件下，采用R9m直弧形连续矫直5机5流小方坯铸机将c步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯；铸坯出拉矫机矫直温度≥960℃；
e、钢坯加热：将d步骤钢坯送入均热段炉温为1070～1100℃的加热炉中，加热60～70分钟，钢坯出钢之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制；
f、钢坯控轧控冷：将e步骤钢坯在速度为0.4～0.5m/s的轧制条件下粗轧6个道次；之后在速度为2.5～3.0 m/s的轧制条件下中轧4个道次；之后进入精轧前预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为80～100m3/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为940～980℃；最后在速度为8.0～9.0m/s的轧制条件下精轧2～3个道次；将精轧后钢材通过1个长度4.5米的长管水冷段装置和1-2个长度2.0mm的短管水冷段装置进行多段分级控冷，水泵开启数2台，水泵压力为1.0～1.2MPa；控冷后钢筋在冷床自然空冷至室温，即获得公称直径28-40mm大规格500MPa细晶耐蚀抗震钢筋。
优选地，e步骤中，钢坯出钢温度为1030～1050℃。
优选地，f步骤中，控冷后钢筋上冷床温度控制为920～940℃。
步骤d的二冷比水量是指：连铸机二冷区单位时间内消耗的总水量与单位时间内通过二冷区铸坯质量的比值，以L/kg为单位，它是连铸二次冷却喷水强度的指标。
跟现有技术相比，本发明提供的一种钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋的制备方法具有以下有益效果：
1、本方法中，炼钢出钢钢包加入一定量含钒生铁替代昂贵的钒合金，增加了钢水V含量，降低了钒合金加入量；炼钢脱氧合金化过程中加入少量硅氮合金，增加了钢水中氮含量，降低了钢中V/N配比值，促进了轧制过程V从固溶状态向碳氮化物析出相的转移，细小弥散的V(C,N)析出相大量形成和析出，使钢的析出强化效果明显改善；轧钢控制较低的开轧温度，通过精轧前预水冷控制较低的进精轧温度及轧后多段分级控冷工艺，细化了原始奥氏体晶粒，促进了奥氏体向细小铁素体的转变，钢筋横截面中心铁素体晶粒度达11.5级以上，细晶强化效果显著，同时改善了钢的塑韧性；钢中加入一定量铬，提高了钢的钝化耐腐蚀能力，同时使淬透性和二次硬化作用得到明显提高，提高了珠光体含量，促进了钢抗拉强度的提高，改善了抗震性能。
2、本方法通过对化学成分设计、转炉冶炼、脱氧合金化、连铸、轧钢加热制度、轧制温度及控冷工艺集成创新，充分发挥了析出强化、细晶强化、多相组织强化等多重强化作用，所生产的500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋具有工艺力学性能优异稳定、显微组织细小均匀、塑韧性好、低应变时效性、抗震性能和耐腐蚀性能优异等优点。
3、本方法工艺具有生产成本低、工艺适用性及控制性强等特点，所生产钢筋各项指标全面优于GB/T 1499.2-2018，生产成本同比现有钒微合金化工艺降低40元/t钢以上，大幅降低了GB/T 1499.2-2018实施后500MPa高强钢筋生产成本，提高了产品市场竞争力，具有显著的经济和社会效益。
本发明的第三目的是通过以下技术方案实现的：
一种铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋的制备方法，该铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋包括以下重量份的化学成分：C 0.21～0.25wt%、Si 0.40～0.52wt%、Mn 1.38～1.52wt%、Nb 0.007～0.011wt%、V 0.010～0.015wt%、S≤0.045wt%、P≤0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；具体包括以下步骤：
S1、钢水冶炼：将废钢、生铁及铁水分别按70-100kg/t钢、50kg/t钢、930-960kg/t钢的冷配加入LD转炉，之后进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、轻烧白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为25-30kg/t钢，轻烧白云石加入量为15-20kg/t钢，菱镁球加入量为1.0-2.5kg/t钢，控制终点碳含量≥0.06wt%，出钢温度≤1660℃；出钢前钢包按6.0～7.0kg/t钢的量，加入下列质量比的含钒生铁：成分C 3.5wt%、Si 0.40wt%、Mn 0.65wt% 、V 1.05-1.35wt%、P 0.205wt%、S 0.075wt%、，其余为Fe及不可避免的不纯物，含钒生铁加入钢包后烘烤3-5分钟；出钢前向加入含钒生铁并烘烤过的钢包底部加入活性石灰进行渣洗，石灰加入量为1.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为10～15NL/min；所述废钢化学成分: C 0.20-0.25wt%，Si 0.35-0.60wt%，Mn 1.20-1.40wt% ，P 0.028-0.050wt%，S 0.025-0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述生铁化学成分C 3.2-3.5wt%、Si 0.30-0.50 wt%、Mn0.40-0.60wt% 、P 0.060-0.080wt%、S 0.020-0.030wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述铁水化学成分C 4.0-4.5wt%、Si 0.15-0.35wt%、Mn 1.00-1.30wt% 、P 0.080-0.120wt%、S≤0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，所述铁水温度≥1300℃；
S2、脱氧合金化：将S1步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：硅铝钙钡脱氧剂→碳化硅→硅铁→硅锰合金→高碳锰铁→高硅铌铁，依次向钢包中加入下列物质：按1.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铝钙钡脱氧剂：Si30.5wt%，Ca 15.0wt%，Al 9.5wt%、Ba 8.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.8kg/t钢的量，加入下列质量比的碳化硅：SiC 82.5wt%，C 26.5wt%，P 0.053wt%，S0.035wt%，其余为不可避免的不纯物；按2.7～4.1kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si 73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按12.9～15.2kg/t钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.2wt%，Si 17.3wt%，C 1.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按5.5kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 75.2wt%，C 6.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.11-0.18kg/t钢的量，加入下列质量比的铌铁：Nb 64.5wt%，Si 6.7wt%，C 0.35wt%，P 0.214wt%，S 0.075wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至氩站进行精炼处理；
S3、钢水氩站精炼：将钢水吊至氩站工位接好氮气带，开启氮气采用流量为15～25NL/min的氮气对钢水进行吹氮处理，吹氮时间为4分钟，之后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；
S4、钢水浇铸：在中间包温度为1525～1535℃，拉速为2.9～3.1m/min，结晶器冷却水流量为115～125m3/h，二冷比水量为1.5～1.7L/kg的条件下，采用R9m直弧形连续矫直5机5流小方坯铸机将S3步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯；铸坯出拉矫机矫直温度控制为1010～1020℃；
S5、钢坯加热：将S4步骤钢坯送入均热段炉温为1050～1100℃的加热炉中，加热60～70分钟，钢坯出钢之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制;
S6、钢坯控轧控冷：将S5步骤钢坯在速度为0.5～1.0m/s的轧制条件下粗轧6个道次；之后在速度为3.0～4.0 m/s的轧制条件下中轧4～6个道次；之后进入精轧前预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为80～100m3/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为920～950℃；最后在速度为10.0～13.5m/s的轧制条件下精轧3～5个道次； 将精轧后钢材通过1个半段长度为2.2米的长管水冷段装置和1个长度4.5米的长管水冷段装置进行控冷，水泵压力为1.5～1.8MPa；控冷后钢筋在冷床自然空冷至室温，即获得400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋。
优选地，步骤S5中，钢坯出钢温度为1000～1020℃。
优选地，步骤S6中，控冷后钢筋上冷床温度控制为860～900℃。
步骤S4的二冷比水量是指：连铸机二冷区单位时间内消耗的总水量与单位时间内通过二冷区铸坯质量的比值，以L/kg为单位，它是连铸二次冷却喷水强度的指标。
跟现有技术相比，本发明提供的一种铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋的制备方法具有以下有益效果：
1、本方法轧钢采用较低的加热温度和开轧温度，细化了原始奥氏体晶粒，促进了奥氏体向细小铁素体的转变，铁素体晶粒度达12.0级以上，细晶强化效果显著；钢中加入铌铁和含钒生铁，精轧前采用预水冷控冷，通过控制较低的进精轧温度及采用轧后控冷工艺，V(C,N)、Nb(C,N)沉淀析出的驱动力增加，在低温铁素体区基体、晶界及位错线上析出了大量细小弥散的第二相，使铁素体基体得到强化，钢的强度显著提高，同时改善了钢的焊接、时效等性能；钢筋横截面中心部位形成含量1-2%粒状贝氏体，进一步提高了钢的抗拉强度，改善了抗震性能；出钢钢包加入一定量含钒生铁替代昂贵的钒氮合金，增加了钢水V含量，大幅降低了合金化成本。本发明通过对化学成分设计、转炉冶炼、脱氧合金化、连铸、轧钢加热制度、轧制温度及控冷工艺集成创新，充分发挥了细晶强化、析出强化及多相组织强化等多种强化作用，所生产钢筋具有工艺力学性能优异稳定、显微组织细小均匀、塑韧性好、低应变时效性、抗震性能优异等优点。
2、本方法具有生产成本低、工艺适用性及控制性强等特点，所生产钢筋各项指标全面优于GB/T 1499.2-2018，生产成本同比现有钒微合金化工艺降低60元/t钢以上，大幅降低了GB/T 1499.2-2018实施后HRB400E钢筋生产成本，提高了产品市场竞争力，具有显著的经济和社会效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
一、本发明提供了一种钒铬微合金化大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋的制备方法，具体包括以下步骤：
A、钢水冶炼：将废钢、生铁及铁水分别按80-110kg/t钢、30kg/t钢、930-960kg/t钢的配比加入LD转炉，之后进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、轻烧白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为20-24kg/t钢，轻烧白云石加入量为15-20kg/t钢，菱镁球加入量为1.0kg/t钢，控制终点碳含量≥0.07wt%，出钢温度≤1640℃；出钢前钢包按8.0kg/t钢的量，加入下列质量比的含钒生铁：成分C 3.5wt%、Si 0.35wt%、Mn 0.60wt% 、V 1.05wt%、P 0.235wt%、S 0.070wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，含钒生铁加入钢包后烘烤3分钟；出钢前向加入含钒生铁并烘烤过的钢包底部按2.0kg/t钢的量，加入下列质量比的渣洗脱硫剂进行渣洗：Al2O3 21.5wt%，SiO25.2wt%，CaO 46.5wt%，Al 9.2wt%，MgO6.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为15～20NL/min；所述废钢化学成分 C 0.20-0.25wt%，Si 0.40-0.65wt%，Mn 1.25-1.50wt% ，P 0.028-0.045wt%，S 0.020-0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述生铁化学成分C3.2-3.5wt%、Si 0.25-0.45wt%、Mn 0.50-0.75wt% 、P 0.075-0.095wt%、S 0.020-0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述铁水化学成分C 4.2-4.8wt%、Si 0.20-0.45wt%、Mn 0.45-0.65wt% 、P 0.080-0.110wt%、S≤0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，所述铁水温度≥1280℃。
B、脱氧合金化：将冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：硅铝钙块状脱氧剂→硅铁→硅锰合金→高碳锰铁→高碳铬铁→硅氮合金→钒氮合金，依次向钢包中加入下列物质：按1.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铝钙脱氧剂：Si 32.5wt%，Ca 15.5wt%，Al 10.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按4.5～7.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si 73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按7.4kg/t钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.3wt%，Si 17.2wt%，C1.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按9.5～11.5kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 74.6wt%，C 7.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按6.3～7.3kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr54.2wt%，C 7.8wt%，P 0.085wt%，S 0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.30-0.40kg/t钢的量，加入下列质量比的硅氮合金：Si 46.5wt%，N 35.2wt%，C 0.95wt%，P0.045wt%，S 0.024wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.60～1.75kg/t钢的量，加入下列质量比的钒氮合金：V 77.8wt%，N 15.7wt%，C 3.45wt%，P 0.085wt%，S 0.067wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到4/5时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉进行精炼处理；
C、钢水LF炉精炼：将钢水吊到LF炉精炼工位接好氮气带，开启氮气采用流量为15～20NL/min的氮气对钢水进行吹氮处理，然后下电极采用档位7～9档化渣；通电化渣3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况；若渣样偏稀和颜色偏黑，补加石灰3.0～4.0kg/t钢调渣，反之加预熔型精炼渣1.0～2.0kg/t钢调整；之后测温、取样，根据钢样和温度检测结果，加入合金调整钢液成分和下电极升温，确保成分和温度合格；精炼结束后对钢水进行小流量软吹氮，吹氮时间3分钟，氮气流量控制为15～20NL/min；吹氮结束后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；
D、钢水浇铸：在中间包温度为1528～1543℃，拉速为2.5～2.7m/min，结晶器冷却水流量为130～140m3/h，二冷比水量为1.8～2.0L/kg的条件下，采用R9m直弧形连续矫直5机5流小方坯铸机将C步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯；
E、钢坯加热：将D步骤钢坯送入均热段炉温为1070～1100℃的加热炉中，加热60分钟，钢坯出钢之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制；
F、钢坯控轧控冷：将E步骤钢坯在速度为0.4～0.5m/s的轧制条件下粗轧6个道次；之后在速度为2.5～3.0 m/s的轧制条件下中轧4个道次；之后进入精轧前预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为60～80m3/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为950～980℃；最后在速度为8.0～9.0m/s的轧制条件下精轧2个道次；将精轧后钢材通过0.5个长4.0米的长管水冷段装置和1～2个长800mm的短管水冷段装置进行多段分级控冷，长管水冷段和短管水冷段间隔200mm，短管水冷段间隔100mm，长管水冷段水泵压力为1.3～1.5MPa, 短管水冷段水泵压力为1.0～1.1MPa；控冷后钢筋在冷床自然空冷至室温，即获得公称直径32-40mm大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋，钢的温度控制、轧制道次及控冷参数视不同规格要求具体确定。
进一步的，步骤D中，铸坯出拉矫机矫直温度控制为960～980℃。
进一步的，步骤E中，钢坯出钢温度为1030～1050℃。
进一步的，F步骤中，控冷后钢筋上冷床温度控制为920～940℃。
本发明提供的一种钒铬微合金化大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋具有下列重量百分比的化学成分：C 0.23～0.26wt%、Si 0.40～0.55wt%、Mn 1.20～1.35wt%、Cr0.37～0.42wt%、V 0.125～0.135wt%、S≤0.040wt%、P≤0.045wt%、O≤0.0055wt%、N 0.0225～0.0240wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
本发明提供的一种钒铬微合金化大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋工艺力学性能、显微组织、维氏硬度差及时效性见表1-表3所示。
表1 本发明生产的大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋工艺力学性能
Figure 730969DEST_PATH_IMAGE001
表2 本发明生产的大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋金相组织及维氏硬度
Figure 303901DEST_PATH_IMAGE002
表3 本发明生产的大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋耐蚀性能
Figure 349218DEST_PATH_IMAGE003
实施例1
一种钒铬微合金化32mm 600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋的制备方法，包括以下步骤：
A、钢水冶炼：分别按80kg/t钢、30kg/t钢的冷料装入配比，在LD转炉加入下列质量比的废钢(化学成分: C 0.20wt%，Si 0.40wt%，Mn 1.25wt% ，P 0.028wt%，S 0.020wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分：C3.2wt%、Si 0.25wt%、Mn 0.50wt% 、P 0.075wt%、S 0.020wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)；之后按960kg/t钢的铁水装入配比，在LD转炉加入下列温度及质量比的铁水：铁水温度1280℃，铁水成分C 4.2wt%、Si 0.20wt%、Mn0.45wt% 、P 0.080wt%、S 0.020wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；废钢、生铁及铁水兑入LD转炉后，进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、轻烧白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为20kg/t钢，轻烧白云石加入量为15kg/t钢，菱镁球加入量为1.0kg/t钢，控制终点碳含量0.09wt%，出钢温度1620℃；出钢前钢包按8.0kg/t钢的量，加入下列质量比的含钒生铁：成分C 3.5wt%、Si 0.35wt%、Mn 0.60wt% 、V 1.05wt%、P 0.235wt%、S 0.070wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，含钒生铁加入钢包后烘烤3分钟；出钢前向加入含钒生铁并烘烤过的钢包底部按2.0kg/t钢的量，加入下列质量比的渣洗脱硫剂进行渣洗：Al2O3 21.5wt%，SiO25.2wt%，CaO 46.5wt%，Al 9.2wt%，MgO6.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为15NL/min。
B、脱氧合金化：将A步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：硅铝钙块状脱氧剂→硅铁→硅锰合金→高碳锰铁→高碳铬铁→硅氮合金→钒氮合金，依次向钢包中加入下列物质：按1.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铝钙脱氧剂：Si 32.5wt%，Ca 15.5wt%，Al 10.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按4.5kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si 73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按7.4kg/t钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.3wt%，Si 17.2wt%，C1.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按9.5kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 74.6wt%，C 7.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按6.3kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr 54.2wt%，C 7.8wt%，P0.085wt%，S 0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.30-0.40kg/t钢的量，加入下列质量比的硅氮合金：Si 46.5wt%，N 35.2wt%，C 0.95wt%，P 0.045wt%，S 0.024wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.60kg/t钢的量，加入下列质量比的钒氮合金：V 77.8wt%，N15.7wt%，C 3.45wt%，P 0.085wt%，S 0.067wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到4/5时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉进行精炼处理。
C、钢水LF炉精炼：将钢水吊到LF炉精炼工位接好氮气带，开启氮气采用流量为15NL/min的氮气对钢水进行吹氮处理，然后下电极采用档位7～9档化渣；通电化渣3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况；若渣样偏稀和颜色偏黑，补加石灰3.0kg/t钢调渣，反之加预熔型精炼渣1.0kg/t钢调整；之后测温、取样，根据钢样和温度检测结果，加入合金调整钢液成分和下电极升温，确保成分和温度合格；精炼结束后对钢水进行小流量软吹氮，吹氮时间3分钟，氮气流量控制为15NL/min；吹氮结束后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位。
D、钢水浇铸：在中间包温度为1543℃，拉速为2.5m/min，结晶器冷却水流量为140m3/h，二冷比水量为2.0L/kg的条件下，采用R9m直弧形连续矫直5机5流小方坯铸机将C步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯；铸坯出拉矫机矫直温度控制为960℃。
E、钢坯加热：将D步骤钢坯送入均热段炉温为1100℃的加热炉中，加热60分钟，钢坯出钢温度为1050℃，之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制。
F、钢坯控轧控冷：将E步骤钢坯在速度为0.5m/s的轧制条件下粗轧6个道次；之后在速度为3.0 m/s的轧制条件下中轧4个道次；之后进入精轧前预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为60m3/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为980℃；最后在速度为9.0m/s的轧制条件下精轧2个道次；将精轧后钢材通过0.5个长管水冷段装置(长度4.0米)和1个短管水冷段装置(每个长度800mm)进行多段分级控冷，长管水冷段和短管水冷段间隔200mm，长管水冷段水泵压力为1.3MPa, 短管水冷段水泵压力为1.0MPa；控冷后钢筋上冷床温度控制为920℃，之后钢筋在冷床自然空冷至室温，即获得具有下列重量百分比化学成分的公称直径32mm大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋：C 0.23wt%、Si 0.40wt%、Mn 1.20wt%、Cr0.37wt%、V 0.125wt%、S 0.025wt%、P 0.028wt%、O 0.0055wt%、N 0.0225wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
实施例1提供的一种公称直径32mm大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋工艺力学性能、显微组织、维氏硬度差及耐蚀性能见表4-6所示。
表4 实施例1生产的公称直径32mm 600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋工艺力学性能
Figure 10006DEST_PATH_IMAGE004
表5 实施例1生产的公称直径32mm 600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋金相显微组织及维氏硬度
Figure 230903DEST_PATH_IMAGE005
表6 实施例1生产的公称直径32mm 600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋耐蚀性能
Figure 318945DEST_PATH_IMAGE006
实施例2
一种公称直径36mm大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋的制备方法，包括以下步骤：
A、钢水冶炼：分别按95kg/t钢、30kg/t钢的冷料装入配比，在LD转炉加入下列质量比的废钢(化学成分: C 0.22wt%，Si 0.52wt%，Mn 1.38wt% ，P 0.036wt%，S 0.032wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分：C3.3wt%、Si 0.35wt%、Mn 0.62wt% 、P 0.085wt%、S 0.032wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)；之后按950kg/t钢的铁水装入配比，在LD转炉加入下列温度及质量比的铁水：铁水温度1290℃，铁水成分C 4.6wt%、Si 0.32wt%、Mn0.55wt% 、P 0.095wt%、S 0.032wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；废钢、生铁及铁水兑入LD转炉后，进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、轻烧白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为22kg/t钢，轻烧白云石加入量为18kg/t钢，菱镁球加入量为1.0kg/t钢，控制终点碳含量0.08wt%，出钢温度1635℃；出钢前钢包按8.0kg/t钢的量，加入下列质量比的含钒生铁：成分C 3.5wt%、Si 0.35wt%、Mn 0.60wt% 、V 1.05wt%、P 0.235wt%、S 0.070wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，含钒生铁加入钢包后烘烤3分钟；出钢前向加入含钒生铁并烘烤过的钢包底部按2.0kg/t钢的量，加入下列质量比的渣洗脱硫剂进行渣洗：Al2O3 21.5wt%，SiO25.2wt%，CaO 46.5wt%，Al 9.2wt%，MgO6.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为20NL/min。
B、脱氧合金化：将A步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：硅铝钙块状脱氧剂→硅铁→硅锰合金→高碳锰铁→高碳铬铁→硅氮合金→钒氮合金，依次向钢包中加入下列物质：按1.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铝钙脱氧剂：Si 32.5wt%，Ca 15.5wt%，Al 10.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按5.7kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si 73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按7.4kg/t钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.3wt%，Si 17.2wt%，C1.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按10.5kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 74.6wt%，C 7.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按6.8kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr 54.2wt%，C 7.8wt%，P 0.085wt%，S 0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.35kg/t钢的量，加入下列质量比的硅氮合金：Si 46.5wt%，N 35.2wt%，C 0.95wt%，P 0.045wt%，S 0.024wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.68kg/t钢的量，加入下列质量比的钒氮合金：V 77.8wt%，N15.7wt%，C 3.45wt%，P 0.085wt%，S 0.067wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到4/5时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉进行精炼处理。
C、钢水LF炉精炼：将钢水吊到LF炉精炼工位接好氮气带，开启氮气采用流量为20NL/min的氮气对钢水进行吹氮处理，然后下电极采用档位7～9档化渣；通电化渣3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况；若渣样偏稀和颜色偏黑，补加石灰4.0kg/t钢调渣，反之加预熔型精炼渣2.0kg/t钢调整；之后测温、取样，根据钢样和温度检测结果，加入合金调整钢液成分和下电极升温，确保成分和温度合格；精炼结束后对钢水进行小流量软吹氮，吹氮时间3分钟，氮气流量控制为20NL/min；吹氮结束后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位。
D、钢水浇铸：在中间包温度为1535℃，拉速为2.6m/min，结晶器冷却水流量为135m3/h，二冷比水量为1.9L/kg的条件下，采用R9m直弧形连续矫直5机5流小方坯铸机将C步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯；铸坯出拉矫机矫直温度控制为970℃。
E、钢坯加热：将D步骤钢坯送入均热段炉温为1090℃的加热炉中，加热60分钟，钢坯出钢温度为1040℃，之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制。
F、钢坯控轧控冷：将E步骤钢坯在速度为0.5m/s的轧制条件下粗轧6个道次；之后在速度为2.5m/s的轧制条件下中轧4个道次；之后进入精轧前预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为80m3/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为965℃；最后在速度为8.0m/s的轧制条件下精轧2个道次；将精轧后钢材通过0.5个长管水冷段装置(长度4.0米)和2个短管水冷段装置(每个长度800mm)进行多段分级控冷，长管水冷段和短管水冷段间隔200mm，短管水冷段间隔100mm，长管水冷段水泵压力为1.4MPa, 短管水冷段水泵压力为1.1MPa；控冷后钢筋上冷床温度控制为930℃，之后钢筋在冷床自然空冷至室温，即获得具有下列重量百分比化学成分的公称直径36mm大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋：C 0.24wt%、Si0.48wt%、Mn 1.28wt%、Cr 0.39wt%、V 0.130wt%、S 0.033wt%、P0.038wt%、O 0.0050wt%、N0.0237wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
实施例2提供的一种公称直径36mm大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋工艺力学性能、显微组织、维氏硬度差及耐蚀性能见表7-表9所示。
表7 实施例2生产的公称直径36mm 600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋工艺力学性能
Figure 117137DEST_PATH_IMAGE007
表8 实施例2生产的公称直径36mm 600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋金相显微组织及维氏硬度
Figure 706250DEST_PATH_IMAGE008
表9 实施例2生产的公称直径36mm 600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋耐蚀性能
Figure 906287DEST_PATH_IMAGE009
实施例3
一种公称直径40mm大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋的制备方法，包括以下步骤：
A、钢水冶炼：分别按110kg/t钢、30kg/t钢的冷料装入配比，在LD转炉加入下列质量比的废钢(化学成分: C 0.25wt%，Si 0.65wt%，Mn 1.50wt% ，P 0.045wt%，S 0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分：C3.5wt%、Si 0.45wt%、Mn 0.75wt% 、P0.095wt%、S 0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)；之后按930kg/t钢的铁水装入配比，在LD转炉加入下列温度及质量比的铁水：铁水温度1300℃，铁水成分C 4.8wt%、Si0.45wt%、Mn 0.65wt% 、P 0.110wt%、S0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；废钢、生铁及铁水兑入LD转炉后，进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、轻烧白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为24kg/t钢，轻烧白云石加入量为20kg/t钢，菱镁球加入量为1.0kg/t钢，控制终点碳含量0.07wt%，出钢温度1640℃；出钢前钢包按8.0kg/t钢的量，加入下列质量比的含钒生铁：成分C 3.5wt%、Si 0.35wt%、Mn 0.60wt% 、V 1.05wt%、P 0.235wt%、S 0.070wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，含钒生铁加入钢包后烘烤3分钟；出钢前向加入含钒生铁并烘烤过的钢包底部按2.0kg/t钢的量，加入下列质量比的渣洗脱硫剂进行渣洗：Al2O3 21.5wt%，SiO25.2wt%，CaO 46.5wt%，Al 9.2wt%，MgO6.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为20NL/min。
B、脱氧合金化：将A步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：硅铝钙块状脱氧剂→硅铁→硅锰合金→高碳锰铁→高碳铬铁→硅氮合金→钒氮合金，依次向钢包中加入下列物质：按1.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铝钙脱氧剂：Si 32.5wt%，Ca 15.5wt%，Al 10.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按7.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si 73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按7.4kg/t钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.3wt%，Si 17.2wt%，C1.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按11.5kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 74.6wt%，C 7.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按7.3kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr 54.2wt%，C 7.8wt%，P 0.085wt%，S 0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.40kg/t钢的量，加入下列质量比的硅氮合金：Si 46.5wt%，N 35.2wt%，C 0.95wt%，P 0.045wt%，S 0.024wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.75kg/t钢的量，加入下列质量比的钒氮合金：V 77.8wt%，N15.7wt%，C 3.45wt%，P 0.085wt%，S 0.067wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到4/5时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉进行精炼处理。
C、钢水LF炉精炼：将钢水吊到LF炉精炼工位接好氮气带，开启氮气采用流量为20NL/min的氮气对钢水进行吹氮处理，然后下电极采用档位7～9档化渣；通电化渣3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况；若渣样偏稀和颜色偏黑，补加石灰4.0kg/t钢调渣，反之加预熔型精炼渣2.0kg/t钢调整；之后测温、取样，根据钢样和温度检测结果，加入合金调整钢液成分和下电极升温，确保成分和温度合格；精炼结束后对钢水进行小流量软吹氮，吹氮时间3分钟，氮气流量控制为20NL/min；吹氮结束后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位。
D、钢水浇铸：在中间包温度为1528℃，拉速为2.7m/min，结晶器冷却水流量为130m3/h，二冷比水量为1.8L/kg的条件下，采用R9m直弧形连续矫直5机5流小方坯铸机将C步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯；铸坯出拉矫机矫直温度控制为980℃。
E、钢坯加热：将D步骤钢坯送入均热段炉温为1070℃的加热炉中，加热60分钟，钢坯出钢温度为1030℃，之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制。
F、钢坯控轧控冷：将E步骤钢坯在速度为0.4m/s的轧制条件下粗轧6个道次；之后在速度为2.5 m/s的轧制条件下中轧4个道次；之后进入精轧前预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为80m3/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为950℃；最后在速度为8.0m/s的轧制条件下精轧2个道次；将精轧后钢材通过0.5个长管水冷段装置(长度4.0米)和2个短管水冷段装置(每个长度800mm)进行多段分级控冷，长管水冷段和短管水冷段间隔200mm，短管水冷段间隔100mm，长管水冷段水泵压力为1.5MPa, 短管水冷段水泵压力为1.1MPa；控冷后钢筋上冷床温度控制为940℃，之后钢筋在冷床自然空冷至室温，即获得公称直径32-40mm大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋，即获得具有下列重量百分比化学成分的公称直径40mm大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋：C 0.26wt%、Si 0.55wt%、Mn 1.35wt%、Cr0.42wt%、V 0.135wt%、S0.040wt%、P0.045wt%、O0.0045wt%、N0.0240wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
实施例3提供的一种公称直径40mm大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋工艺力学性能、显微组织、维氏硬度差及耐蚀性能见表10-表12所示。
表10 实施例3生产的公称直径40mm 600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋工艺力学性能
Figure 165230DEST_PATH_IMAGE010
表11 实施例3生产的公称直径40mm 600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋金相显微组织及维氏硬度
Figure 326084DEST_PATH_IMAGE011
表12 实施例3生产的公称直径40mm 600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋耐蚀性能
Figure 328675DEST_PATH_IMAGE012
二、本发明还提供了一种钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋的制备方法，该钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋具有下列重量份的化学成分：C0.21～0.25wt%、Si 0.45～0.55wt%、Mn 1.25～1.40wt%、Cr 0.30～0.35wt%、V 0.065～0.080wt%、S≤0.040wt%、P≤0.045wt%、O≤0.0070wt%、N 0.0165～0.0200wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；具体包括以下步骤：
a、钢水冶炼：将废钢、生铁及铁水分别按160-180kg/t钢、30-40kg/t钢、850-880kg/t钢配比，加入LD转炉，之后进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、轻烧白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为20-25kg/t钢，轻烧白云石加入量为15-18kg/t钢，菱镁球加入量为0.5kg/t钢，控制终点碳含量≥0.07wt%，出钢温度≤1625℃；出钢前钢包按4.0kg/t钢的量，加入下列质量比的含钒生铁：成分C 3.5wt%、Si 0.40wt%、Mn 0.65wt% 、V 1.50wt%、P 0.205wt%、S0.075wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；出钢前向加入含钒生铁的钢包底部按1.0kg/t钢的量，加入渣洗料进行渣洗，出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为15～20/NL/min；所述废钢化学成分C 0.20-0.25wt%，Si 0.35-0.60wt%，Mn 1.25-1.50wt% ，P 0.032-0.050wt%，S 0.028-0.050wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述生铁化学成分C 3.2-3.4wt%、Si 0.20-0.40wt%、Mn 0.40-0.60wt% 、P 0.080-0.100wt%、S 0.020-0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述铁水化学成分C 4.2-4.6wt%、Si 0.25-0.45wt%、Mn0.40-0.70wt% 、P 0.085-0.110wt%、S≤0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，所述铁水温度≥1290℃；所述渣洗料化学成分Al2O3 21.5wt%，SiO25.2wt%，CaO 46.5wt%，Al9.2wt%，MgO6.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；
b、脱氧合金化：将a步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：硅铝钙脱氧剂→硅铁→硅锰合金→高碳锰铁→高碳铬铁→硅氮合金→高氮钒合金，依次向钢包中加入下列物质：按1.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铝钙脱氧剂：Si 28.5wt%，Ca 14.5wt%，Al 11.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按5.1～6.7kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si 73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按9.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.9wt%，Si 17.6wt%，C 1.9wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按8.9～10.9kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 75.8wt%，C 7.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按4.9～5.9kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr54.2wt%，C 7.8wt%，P 0.085wt%，S 0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.25kg/t钢的量，加入下列质量比的硅氮合金：Si 46.5wt%，N 34.5wt%，C 1.75wt%，P 0.020wt%，S0.018wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.78～0.98kg/t钢的量，加入下列质量比的高氮钒合金：V 77.8wt%，N 19.1wt%，C 1.25wt%，P 0.075wt%，S 0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到4/5时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉精炼工位进行精炼处理；
c、钢水LF炉精炼：将钢水吊到LF炉精炼工位接好氮气带，开启氮气采用流量为10～20NL/min的氩气对钢水进行吹氩处理，然后下电极采用档位5～7档化渣；通电化渣3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；若渣样偏稀和颜色偏黑，补加石灰3.0～4.0kg/t钢调渣，反之加预熔型精炼渣1.0～2.0kg/t钢调整；根据钢样分析结果，加入合金调整钢液成分，确保成分和温度合格；精炼结束后对钢水进行小流量软吹氮，吹氮时间2分钟，氮气流量控制为15～20NL/min；吹氮结束后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；
d、钢水浇铸：在中间包温度为1525～1540℃，拉速为2.9～3.1m/min，结晶器冷却水流量为145～150m3/h，二冷比水量为2.1～2.3L/kg的条件下，采用R9m直弧形连续矫直5机5流小方坯铸机将c步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯；铸坯出拉矫机矫直温度≥960℃；
e、钢坯加热：将d步骤钢坯送入均热段炉温为1070～1100℃的加热炉中，加热60～70分钟，钢坯出钢之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制；
f、钢坯控轧控冷：将e步骤钢坯在速度为0.4～0.5m/s的轧制条件下粗轧6个道次；之后在速度为2.5～3.0 m/s的轧制条件下中轧4个道次；之后进入精轧前预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为80～100m3/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为940～980℃；最后在速度为8.0～9.0m/s的轧制条件下精轧2～3个道次；将精轧后钢材通过1个长度4.5米的长管水冷段装置和1-2个长度2.0mm的短管水冷段装置进行多段分级控冷，水泵开启数2台，水泵压力为1.0～1.2MPa；控冷后钢筋在冷床自然空冷至室温，即获得公称直径28-40mm大规格500MPa细晶耐蚀抗震钢筋。
进一步的，e步骤中，钢坯出钢温度为1030～1050℃。
进一步的，f步骤中，控冷后钢筋上冷床温度控制为920～940℃。
本发明提供的一种钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋工艺力学性能、显微组织、维氏硬度差、时效性能见表13-表15所示。
表13 本发明生产的大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋工艺力学性能
Figure 510782DEST_PATH_IMAGE013
表14 本发明生产的大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋金相组织及维氏硬度
Figure 471785DEST_PATH_IMAGE014
表15 本发明生产的大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋时效性能
Figure 978990DEST_PATH_IMAGE015
实施例4
钒铬微合金化28mm大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋的制备方法，包括以下步骤：
a、钢水冶炼：分别按160kg/t钢、30kg/t钢的冷料装入配比，在LD转炉加入下列质量比的废钢(化学成分: C 0.20wt%，Si 0.35wt%，Mn 1.25wt% ，P 0.032wt%，S 0.028wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分：C 3.2wt%、Si 0.20wt%、Mn 0.40wt% 、P0.080wt%、S 0.020wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)；之后按880kg/t钢的铁水装入配比，在LD转炉加入下列温度及质量比的铁水：铁水温度1290℃，铁水成分C 4.2wt%、Si0.25wt%、Mn 0.40wt% 、P 0.085wt%、S 0.025wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；废钢、生铁及铁水兑入LD转炉后，进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、轻烧白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为20kg/t钢，轻烧白云石加入量为15kg/t钢，菱镁球加入量为0.5kg/t钢，控制终点碳含量0.10wt%，出钢温度1605℃；出钢前钢包按4.0kg/t钢的量，加入下列质量比的含钒生铁：成分C 3.5wt%、Si 0.40wt%、Mn 0.65wt% 、V 1.50wt%、P 0.205wt%、S 0.075wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；出钢前向加入含钒生铁的钢包底部按1.0kg/t钢的量，加入渣洗料(化学成分质量比：Al2O3 21.5wt%，SiO25.2wt%，CaO 46.5wt%，Al 9.2wt%，MgO6.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)进行渣洗，出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为15/NL/min。
b、脱氧合金化：将a步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：硅铝钙脱氧剂→硅铁→硅锰合金→高碳锰铁→高碳铬铁→硅氮合金→高氮钒合金，依次向钢包中加入下列物质：按1.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铝钙脱氧剂：Si 28.5wt%，Ca 14.5wt%，Al 11.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按5.1kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si 73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按9.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.9wt%，Si 17.6wt%，C 1.9wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按8.9kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 75.8wt%，C 7.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按4.9kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr 54.2wt%，C 7.8wt%，P 0.085wt%，S 0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.25kg/t钢的量，加入下列质量比的硅氮合金：Si 46.5wt%，N 34.5wt%，C 1.75wt%，P 0.020wt%，S 0.018wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.78kg/t钢的量，加入下列质量比的高氮钒合金：V 77.8wt%，N19.1wt%，C 1.25wt%，P 0.075wt%，S 0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到4/5时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至氩站进行精炼处理。
c、钢水LF炉精炼：将钢水吊到LF炉精炼工位接好氮气带，开启氮气采用流量为10NL/min的氩气对钢水进行吹氩处理，然后下电极采用档位5～7档化渣；通电化渣3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；若渣样偏稀和颜色偏黑，补加石灰3.0kg/t钢调渣，反之加预熔型精炼渣1.0kg/t钢调整；根据钢样分析结果，加入合金调整钢液成分，确保成分和温度合格；精炼结束后对钢水进行小流量软吹氮，吹氮时间2分钟，氮气流量控制为15NL/min；吹氮结束后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位。
d、钢水浇铸：在中间包温度为1540℃，拉速为2.9m/min，结晶器冷却水流量为150m3/h，二冷比水量为2.3L/kg的条件下，采用R9m直弧形连续矫直5机5流小方坯铸机将c步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯；铸坯出拉矫机矫直温度985℃。
e、钢坯加热：将d步骤钢坯送入均热段炉温为1100℃的加热炉中，加热70分钟，钢坯出钢温度为1050℃，之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制。
f、钢坯控轧控冷：将e步骤钢坯在速度为0.5m/s的轧制条件下粗轧6个道次；之后在速度为3.0 m/s的轧制条件下中轧4个道次；之后进入精轧前预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为80m3/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为980℃；最后在速度为9.0m/s的轧制条件下精轧3个道次；将精轧后钢材通过1个长管水冷段装置(长度4.5米)和1个短管水冷段装置(长度2.0mm)进行分级控冷，水泵开启数2台，水泵压力为1.0MPa；控冷后钢筋上冷床温度控制为920℃，之后钢筋在冷床自然空冷至室温，即获得具有下列重量百分比化学成分的公称直径28mm大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋：C 0.21wt%、Si 0.45wt%、Mn 1.25wt%、Cr 0.30wt%、V 0.065wt%、S 0.025wt%、P0.028wt%、O 0.0070wt%、N 0.0165wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
实施例4提供的一种大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋工艺力学性能、显微组织、维氏硬度差见表16-表18所示。
表16 实施例4生产的公称直径28mm大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋工艺力学性能
Figure 395059DEST_PATH_IMAGE016
表17 实施例4生产的公称直径28mm大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋金相显微组织及维氏硬度
Figure 304109DEST_PATH_IMAGE017
表18 实施例4生产的公称直径28mm大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋时效性能
Figure 170434DEST_PATH_IMAGE018
实施例5
钒铬微合金化公称直径32mm 500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋的制备方法，包括以下步骤：
a、钢水冶炼：分别按170kg/t钢、40kg/t钢的冷料装入配比，在LD转炉加入下列质量比的废钢(化学成分: C 0.22wt%，Si 0.48wt%，Mn 1.25-1.50wt% ，P 0.040wt%，S 0.039wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分：C 3.3wt%、Si 0.30wt%、Mn 0.50wt% 、P0.090wt%、S 0.029wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)；之后按870kg/t钢的铁水装入配比，在LD转炉加入下列温度及质量比的铁水：铁水温度1300℃，铁水成分C 4.4wt%、Si0.35wt%、Mn 0.55wt% 、P 0.095wt%、S 0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；废钢、生铁及铁水兑入LD转炉后，进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、轻烧白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为22kg/t钢，轻烧白云石加入量为16kg/t钢，菱镁球加入量为0.5kg/t钢，控制终点碳含量0.08wt%，出钢温度1620℃；出钢前钢包按4.0kg/t钢的量，加入下列质量比的含钒生铁：成分C 3.5wt%、Si 0.40wt%、Mn 0.65wt% 、V 1.50wt%、P 0.205wt%、S 0.075wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；出钢前向加入含钒生铁的钢包底部按1.0kg/t钢的量，加入渣洗料(化学成分质量比：Al2O3 21.5wt%，SiO25.2wt%，CaO 46.5wt%，Al 9.2wt%，MgO6.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)进行渣洗，出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为15/NL/min。
b、脱氧合金化：将a步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：硅铝钙脱氧剂→硅铁→硅锰合金→高碳锰铁→高碳铬铁→硅氮合金→高氮钒合金，依次向钢包中加入下列物质：按1.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铝钙脱氧剂：Si 28.5wt%，Ca 14.5wt%，Al 11.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按5.9kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si 73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按9.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.9wt%，Si 17.6wt%，C 1.9wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按9.8kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 75.8wt%，C 7.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按5.4kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr 54.2wt%，C 7.8wt%，P 0.085wt%，S 0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.25kg/t钢的量，加入下列质量比的硅氮合金：Si 46.5wt%，N 34.5wt%，C 1.75wt%，P 0.020wt%，S 0.018wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.83kg/t钢的量，加入下列质量比的高氮钒合金：V 77.8wt%，N19.1wt%，C 1.25wt%，P 0.075wt%，S 0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到4/5时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至氩站进行精炼处理。
c、钢水LF炉精炼：将钢水吊到LF炉精炼工位接好氮气带，开启氮气采用流量为10NL/min的氩气对钢水进行吹氩处理，然后下电极采用档位5～7档化渣；通电化渣3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；若渣样偏稀和颜色偏黑，补加石灰3.0kg/t钢调渣，反之加预熔型精炼渣1.0kg/t钢调整；根据钢样分析结果，加入合金调整钢液成分，确保成分和温度合格；精炼结束后对钢水进行小流量软吹氮，吹氮时间2分钟，氮气流量控制为15NL/min；吹氮结束后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位。
d、钢水浇铸：在中间包温度为1535℃，拉速为3.0m/min，结晶器冷却水流量为145m3/h，二冷比水量为2.2L/kg的条件下，采用R9m直弧形连续矫直5机5流小方坯铸机将c步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯；铸坯出拉矫机矫直温度970℃。
e、钢坯加热：将d步骤钢坯送入均热段炉温为1090℃的加热炉中，加热70分钟，钢坯出钢温度为1040℃，之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制。
f、钢坯控轧控冷：将e步骤钢坯在速度为0.4m/s的轧制条件下粗轧6个道次；之后在速度为2.5 m/s的轧制条件下中轧4个道次；之后进入精轧前预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为90m3/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为960℃；最后在速度为8.0m/s的轧制条件下精轧2个道次；将精轧后钢材通过1个长管水冷段装置(长度4.5米)和2个短管水冷段装置(每个长度2.0mm)进行多段分级控冷，水泵开启数2台，水泵压力为1.0MPa；控冷后钢筋上冷床温度控制为930℃，之后钢筋在冷床自然空冷至室温，即获得具有下列重量百分比化学成分的公称直径32mm大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋：C 0.22wt%、Si 0.50wt%、Mn1.32wt%、Cr 0.32wt%、V 0.072wt%、S 0.035wt%、P0.036wt%、O 0.0060wt%、N 0.0185wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
实施例5提供的一种钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋工艺力学性能、显微组织、维氏硬度差见表19-表21所示。
表19 实施例5生产的公称直径32mm大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋工艺力学性能
Figure 555147DEST_PATH_IMAGE019
表20 实施例5生产的公称直径32mm大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋金相显微组织及维氏硬度
Figure 899541DEST_PATH_IMAGE020
表21 实施例5生产的公称直径32mm大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋时效性能
Figure 804043DEST_PATH_IMAGE021
实施例6
钒铬微合金化40mm 500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋的制备方法，包括以下步骤：
a、钢水冶炼：分别按180kg/t钢、40kg/t钢的冷料装入配比，在LD转炉加入下列质量比的废钢(化学成分: C 0.25wt%，Si 0.60wt%，Mn 1.50wt% ，P 0.050wt%，S 0.050wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分：C 3.4wt%、Si 0.40wt%、Mn 0.60wt% 、P0.100wt%、S 0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)；之后按850kg/t钢的铁水装入配比，在LD转炉加入下列温度及质量比的铁水：铁水温度1310℃，铁水成分C 4.6wt%、Si0.45wt%、Mn 0.70wt% 、P 0.110wt%、S 0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；废钢、生铁及铁水兑入LD转炉后，进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、轻烧白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为25kg/t钢，轻烧白云石加入量为18kg/t钢，菱镁球加入量为0.5kg/t钢，控制终点碳含量0.07wt%，出钢温度1625℃；出钢前钢包按4.0kg/t钢的量，加入下列质量比的含钒生铁：成分C 3.5wt%、Si 0.40wt%、Mn 0.65wt% 、V 1.50wt%、P 0.205wt%、S 0.075wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；出钢前向加入含钒生铁的钢包底部按1.0kg/t钢的量，加入渣洗料(化学成分质量比：Al2O3 21.5wt%，SiO25.2wt%，CaO 46.5wt%，Al 9.2wt%，MgO6.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)进行渣洗，出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为20/NL/min。
b、脱氧合金化：将a步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：硅铝钙脱氧剂→硅铁→硅锰合金→高碳锰铁→高碳铬铁→硅氮合金→高氮钒合金，依次向钢包中加入下列物质：按1.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铝钙脱氧剂：Si 28.5wt%，Ca 14.5wt%，Al 11.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按6.7kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si 73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按9.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.9wt%，Si 17.6wt%，C 1.9wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按10.9kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 75.8wt%，C 7.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按5.9kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr 54.2wt%，C7.8wt%，P 0.085wt%，S 0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.25kg/t钢的量，加入下列质量比的硅氮合金：Si 46.5wt%，N 34.5wt%，C 1.75wt%，P 0.020wt%，S 0.018wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.98kg/t钢的量，加入下列质量比的高氮钒合金：V77.8wt%，N 19.1wt%，C 1.25wt%，P 0.075wt%，S 0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到4/5时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至氩站进行精炼处理。
c、钢水LF炉精炼：将钢水吊到LF炉精炼工位接好氮气带，开启氮气采用流量为20NL/min的氩气对钢水进行吹氩处理，然后下电极采用档位5～7档化渣；通电化渣3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；若渣样偏稀和颜色偏黑，补加石灰4.0kg/t钢调渣，反之加预熔型精炼渣2.0kg/t钢调整；根据钢样分析结果，加入合金调整钢液成分，确保成分和温度合格；精炼结束后对钢水进行小流量软吹氮，吹氮时间2分钟，氮气流量控制为20NL/min；吹氮结束后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位。
d、钢水浇铸：在中间包温度为1525℃，拉速为3.1m/min，结晶器冷却水流量为145m3/h，二冷比水量为2.1L/kg的条件下，采用R9m直弧形连续矫直5机5流小方坯铸机将S3步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯；铸坯出拉矫机矫直温度960℃。
e、钢坯加热：将d步骤钢坯送入均热段炉温为1070℃的加热炉中，加热60分钟，钢坯出钢温度为1030℃，之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制。
f、钢坯控轧控冷：将e步骤钢坯在速度为0.4m/s的轧制条件下粗轧6个道次；之后在速度为2.5m/s的轧制条件下中轧4个道次；之后进入精轧前预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为100m3/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为940℃；最后在速度为8.0m/s的轧制条件下精轧2个道次；将精轧后钢材通过1个长管水冷段装置(长度4.5米)和2个短管水冷段装置(每个长度2.0mm)进行多段分级控冷，水泵开启数2台，水泵压力为1.2MPa；控冷后钢筋上冷床温度控制为940℃，之后钢筋在冷床自然空冷至室温，即获得具有下列重量百分比化学成分的公称直径40mm大规格500MPa细晶耐蚀抗震钢筋：C 0.22wt%、Si 0.50wt%、Mn1.32wt%、Cr 0.32wt%、V 0.072wt%、S 0.035wt%、P0.036wt%、O 0.0060wt%、N 0.0185wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
实施例6提供的一种钒铬大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋工艺力学性能、显微组织、维氏硬度差见表22-表24所示。
表22 实施例6生产的公称直径40mm大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋工艺力学性能
Figure 841269DEST_PATH_IMAGE022
表23 实施例6生产的公称直径40mm大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋金相显微组织及维氏硬度
Figure 323066DEST_PATH_IMAGE023
表24 实施例6生产的公称直径40mm大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋时效性能
Figure 595785DEST_PATH_IMAGE024
三、本发明还提供一种铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋的制备方法，包括以下步骤：
S1、钢水冶炼：将废钢、生铁及铁水分别按70-100kg/t钢、50kg/t钢、930-960kg/t钢的冷配加入LD转炉，之后进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、轻烧白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为25-30kg/t钢，轻烧白云石加入量为15-20kg/t钢，菱镁球加入量为1.0-2.5kg/t钢，控制终点碳含量≥0.06wt%，出钢温度≤1660℃；出钢前钢包按6.0～7.0kg/t钢的量，加入下列质量比的含钒生铁：成分C 3.5wt%、Si 0.40wt%、Mn 0.65wt% 、V 1.05-1.35wt%、P 0.205wt%、S 0.075wt%、，其余为Fe及不可避免的不纯物，含钒生铁加入钢包后烘烤3-5分钟；出钢前向加入含钒生铁并烘烤过的钢包底部加入活性石灰进行渣洗，石灰加入量为1.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为10～15NL/min；所述废钢化学成分: C 0.20-0.25wt%，Si 0.35-0.60wt%，Mn 1.20-1.40wt% ，P 0.028-0.050wt%，S 0.025-0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述生铁化学成分C 3.2-3.5wt%、Si 0.30-0.50 wt%、Mn0.40-0.60wt% 、P 0.060-0.080wt%、S 0.020-0.030wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述铁水化学成分C 4.0-4.5wt%、Si 0.15-0.35wt%、Mn 1.00-1.30wt% 、P 0.080-0.120wt%、S≤0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，所述铁水温度≥1300℃；
S2、脱氧合金化：将S1步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：硅铝钙钡脱氧剂→碳化硅→硅铁→硅锰合金→高碳锰铁→高硅铌铁，依次向钢包中加入下列物质：按1.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铝钙钡脱氧剂：Si30.5wt%，Ca 15.0wt%，Al 9.5wt%、Ba 8.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.8kg/t钢的量，加入下列质量比的碳化硅：SiC 82.5wt%，C 26.5wt%，P 0.053wt%，S0.035wt%，其余为不可避免的不纯物；按2.7～4.1kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si 73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按12.9～15.2kg/t钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.2wt%，Si 17.3wt%，C 1.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按5.5kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 75.2wt%，C 6.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.11-0.18kg/t钢的量，加入下列质量比的铌铁：Nb 64.5wt%，Si 6.7wt%，C 0.35wt%，P 0.214wt%，S 0.075wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至氩站进行精炼处理；
S3、钢水氩站精炼：将钢水吊至氩站工位接好氮气带，开启氮气采用流量为15～25NL/min的氮气对钢水进行吹氮处理，吹氮时间为4分钟，之后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；
S4、钢水浇铸：在中间包温度为1525～1535℃，拉速为2.9～3.1m/min，结晶器冷却水流量为115～125m3/h，二冷比水量为1.5～1.7L/kg的条件下，采用R9m直弧形连续矫直5机5流小方坯铸机将S3步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯；铸坯出拉矫机矫直温度控制为1010～1020℃；
S5、钢坯加热：将S4步骤钢坯送入均热段炉温为1050～1100℃的加热炉中，加热60～70分钟，钢坯出钢之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制;
S6、钢坯控轧控冷：将S5步骤钢坯在速度为0.5～1.0m/s的轧制条件下粗轧6个道次；之后在速度为3.0～4.0 m/s的轧制条件下中轧4～6个道次；之后进入精轧前预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为80～100m3/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为920～950℃；最后在速度为10.0～13.5m/s的轧制条件下精轧3～5个道次； 将精轧后钢材通过1个半段长度为2.2米的长管水冷段装置和1个长度4.5米的长管水冷段装置进行控冷，水泵压力为1.5～1.8MPa；控冷后钢筋在冷床自然空冷至室温，即获得400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋。
进一步的，步骤S5中，钢坯出钢温度为1000～1020℃。
进一步的，步骤S6中，控冷后钢筋上冷床温度控制为860～900℃。
本发明提供的一种铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋工艺力学性能、显微组织、维氏硬度差见表25、表26所示。
表25 本发明生产的400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋工艺力学性能
Figure DEST_PATH_IMAGE025
表26 本发明生产的400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋金相组织及维氏硬度
Figure 745006DEST_PATH_IMAGE026
实施例7
一种铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋的制备方法，包括以下步骤：
S1、钢水冶炼：分别按70kg/t钢、50kg/t钢的冷料装入配比，在LD转炉加入下列质量比的废钢(化学成分: C 0.20wt%，Si 0.35wt%，Mn 1.20wt% ，P 0.028wt%，S 0.025wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分：C 3.2wt%、Si 0.30 wt%、Mn 0.40wt%、P0.060wt%、S 0.020wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)；之后按960kg/t钢的铁水装入配比，在LD转炉加入下列温度及质量比的铁水：铁水温度1300℃，铁水成分C 4.0wt%、Si0.15wt%、Mn 1.00wt% 、P 0.080wt%、S 0.025wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；废钢、生铁及铁水兑入LD转炉后，进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、轻烧白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为25kg/t钢，轻烧白云石加入量为15kg/t钢，菱镁球加入量为1.0kg/t钢，控制终点碳含量0.10wt%，出钢温度1645℃；出钢前钢包按6.0kg/t钢的量，加入下列质量比的含钒生铁：成分C 3.5wt%、Si 0.40wt%、Mn 0.65wt%、V 1.05wt%、P 0.205wt%、S 0.075wt%、，其余为Fe及不可避免的不纯物，含钒生铁加入钢包后烘烤3分钟；出钢前向加入含钒生铁并烘烤过的钢包底部加入活性石灰进行渣洗，石灰加入量为1.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为10NL/min。
S2、脱氧合金化：将S1步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：硅铝钙钡脱氧剂→碳化硅→硅铁→硅锰合金→高碳锰铁→高硅铌铁，依次向钢包中加入下列物质：按1.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铝钙钡脱氧剂：Si30.5wt%，Ca 15.0wt%，Al 9.5wt%、Ba 8.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.8kg/t钢的量，加入下列质量比的碳化硅：SiC 82.5wt%，C 26.5wt%，P 0.053wt%，S0.035wt%，其余为不可避免的不纯物；按2.7kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si 73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按12.9kg/t钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.2wt%，Si17.3wt%，C 1.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按5.5kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 75.2wt%，C 6.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.11kg/t钢的量，加入下列质量比的铌铁：Nb 64.5wt%，Si 6.7wt%，C 0.35wt%，P 0.214wt%，S 0.075wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至氩站进行精炼处理。
S3、钢水氩站精炼：将钢水吊至氩站工位接好氮气带，开启氮气采用流量为15NL/min的氮气对钢水进行吹氮处理，吹氮时间为4分钟，之后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位。
S4、钢水浇铸：在中间包温度为1535℃，拉速为2.9m/min，结晶器冷却水流量为125m3/h，二冷比水量为1.7L/kg的条件下，采用R9m直弧形连续矫直5机5流小方坯铸机将S4步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯；铸坯出拉矫机矫直温度控制为1010℃。
S5、钢坯加热：将S4步骤钢坯送入均热段炉温为1100℃的加热炉中，加热70分钟，钢坯出钢温度为1020℃，之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制。
S6、钢坯控轧控冷：将S5步骤钢坯在速度为1.0m/s的轧制条件下粗轧6个道次；之后在速度为4.0 m/s的轧制条件下中轧6个道次；之后进入精轧前预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为80m3/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为950℃；最后在速度为13.5m/s的轧制条件下精轧5个道次； 将精轧后钢材通过1个半段长管水冷段装置(长度2.2米)进行控冷，水泵压力为1.8MPa；控冷后钢筋上冷床温度控制为860℃，之后钢筋在冷床自然空冷至室温，即获得具有下列重量百分比化学成分的400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋：C0.21wt%、Si 0.40wt%、Mn 1.38wt%、Nb 0.007wt%、V 0.010wt%、S 0.025wt%、P 0.027wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
实施例7提供的一种铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋工艺力学性能、显微组织、维氏硬度差见表27、表28所示。
表27 实施例7生产的400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋工艺力学性能
Figure DEST_PATH_IMAGE027
表28 实施例7生产的400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋金相显微组织及维氏硬度
Figure 359658DEST_PATH_IMAGE028
实施例8
S1、钢水冶炼：分别按80kg/t钢、50kg/t钢的冷料装入配比，在LD转炉加入下列质量比的废钢(化学成分: C 0.22wt%，Si 0.48wt%，Mn 1.30wt% ，P 0.039wt%，S 0.032wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分：C 3.4wt%、Si 0.40 wt%、Mn 0.50wt% 、P0.070wt%、S 0.025wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)；之后按950kg/t钢的铁水装入配比，在LD转炉加入下列温度及质量比的铁水：铁水温度1315℃，铁水成分C 4.2wt%、Si0.25wt%、Mn 1.15wt% 、P 0.100wt%、S 0.034wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；废钢、生铁及铁水兑入LD转炉后，进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、轻烧白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为28kg/t钢，轻烧白云石加入量为18kg/t钢，菱镁球加入量为2.0kg/t钢，控制终点碳含量0.08wt%，出钢温度1655℃；出钢前钢包按6.5kg/t钢的量，加入下列质量比的含钒生铁：成分C 3.5wt%、Si 0.40wt%、Mn 0.65wt% 、V 1.15wt%、P 0.205wt%、S 0.075wt%、，其余为Fe及不可避免的不纯物，含钒生铁加入钢包后烘烤4分钟；出钢前向加入含钒生铁并烘烤过的钢包底部加入活性石灰进行渣洗，石灰加入量为1.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为15NL/min。
S2、脱氧合金化：将S1步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：硅铝钙钡脱氧剂→碳化硅→硅铁→硅锰合金→高碳锰铁→高硅铌铁，依次向钢包中加入下列物质：按1.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铝钙钡脱氧剂：Si30.5wt%，Ca 15.0wt%，Al 9.5wt%、Ba 8.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.8kg/t钢的量，加入下列质量比的碳化硅：SiC 82.5wt%，C 26.5wt%，P 0.053wt%，S0.035wt%，其余为不可避免的不纯物；按3.4kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si 73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按14.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.2wt%，Si17.3wt%，C 1.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按5.5kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 75.2wt%，C 6.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.15kg/t钢的量，加入下列质量比的铌铁：Nb 64.5wt%，Si 6.7wt%，C 0.35wt%，P 0.214wt%，S 0.075wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至氩站进行精炼处理。
S3、钢水氩站精炼：将钢水吊至氩站工位接好氮气带，开启氮气采用流量为20NL/min的氮气对钢水进行吹氮处理，吹氮时间为4分钟，之后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位。
S4、钢水浇铸：在中间包温度为1530℃，拉速为3.0m/min，结晶器冷却水流量为120m3/h，二冷比水量为1.6L/kg的条件下，采用R9m直弧形连续矫直5机5流小方坯铸机将S3步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯；铸坯出拉矫机矫直温度控制为1015℃。
S5、钢坯加热：将S4步骤钢坯送入均热段炉温为1080℃的加热炉中，加热70分钟，钢坯出钢温度为1010℃，之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制。
S6、钢坯控轧控冷：将S5步骤钢坯在速度为0.8m/s的轧制条件下粗轧6个道次；之后在速度为3.5 m/s的轧制条件下中轧5个道次；之后进入精轧前预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为90m3/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为935℃；最后在速度为12.0m/s的轧制条件下精轧4个道次； 将精轧后钢材通过1个长管水冷段装置(长度4.5米)进行控冷，水泵压力为1.8MPa；控冷后钢筋上冷床温度控制为880℃，之后钢筋在冷床自然空冷至室温，即获得具有下列重量百分比化学成分的400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋： C 0.23wt%、Si0.46wt%、Mn 1.45wt%、Nb 0.009wt%、V 0.012wt%、S 0.037wt%、P 0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
实施例8提供的一种铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋工艺力学性能、显微组织、维氏硬度差见表29、表30所示。
表29 实施例8生产的400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋工艺力学性能
Figure DEST_PATH_IMAGE029
表30 实施例8生产的400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋金相显微组织及维氏硬度
Figure 984544DEST_PATH_IMAGE030
实施例9
S1、钢水冶炼：分别按100kg/t钢、50kg/t钢的冷料装入配比，在LD转炉加入下列质量比的废钢(化学成分: C 0.25wt%，Si 0.60wt%，Mn 1.40wt% ，P0.050wt%，S 0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分：C 3.5wt%、Si 0.50 wt%、Mn 0.60wt% 、P0.080wt%、S 0.030wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)；之后按930kg/t钢的铁水装入配比，在LD转炉加入下列温度及质量比的铁水：铁水温度1320℃，铁水成分C 4.5wt%、Si0.35wt%、Mn 1.30wt% 、P 0.120wt%、S 0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；废钢、生铁及铁水兑入LD转炉后，进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、轻烧白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为30kg/t钢，轻烧白云石加入量为20kg/t钢，菱镁球加入量为2.5kg/t钢，控制终点碳含量 0.06wt%，出钢温度 1660℃；出钢前钢包按7.0kg/t钢的量，加入下列质量比的含钒生铁：成分C 3.5wt%、Si 0.40wt%、Mn 0.65wt% 、V 1.05-1.35wt%、P 0.205wt%、S0.075wt%、，其余为Fe及不可避免的不纯物，含钒生铁加入钢包后烘烤3-5分钟；出钢前向加入含钒生铁并烘烤过的钢包底部加入活性石灰进行渣洗，石灰加入量为1.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为10～15NL/min。
S2、脱氧合金化：将S1步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：硅铝钙钡脱氧剂→碳化硅→硅铁→硅锰合金→高碳锰铁→高硅铌铁，依次向钢包中加入下列物质：按1.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铝钙钡脱氧剂：Si30.5wt%，Ca 15.0wt%，Al 9.5wt%、Ba 8.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.8kg/t钢的量，加入下列质量比的碳化硅：SiC 82.5wt%，C 26.5wt%，P 0.053wt%，S0.035wt%，其余为不可避免的不纯物；按4.1kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si 73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按15.2kg/t钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.2wt%，Si17.3wt%，C 1.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按5.5kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 75.2wt%，C 6.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.18kg/t钢的量，加入下列质量比的铌铁：Nb 64.5wt%，Si 6.7wt%，C 0.35wt%，P 0.214wt%，S 0.075wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至氩站进行精炼处理。
S3、钢水氩站精炼：将钢水吊至氩站工位接好氮气带，开启氮气采用流量为25NL/min的氮气对钢水进行吹氮处理，吹氮时间为4分钟，之后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位。
S4、钢水浇铸：在中间包温度为1525℃，拉速为3.1m/min，结晶器冷却水流量为115m3/h，二冷比水量为1.5L/kg的条件下，采用R9m直弧形连续矫直5机5流小方坯铸机将S3步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯；铸坯出拉矫机矫直温度控制为1020℃。
S5、钢坯加热：将S4步骤钢坯送入均热段炉温为1050℃的加热炉中，加热60分钟，钢坯出钢温度为1000℃，之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制。
S6、钢坯控轧控冷：将S5步骤钢坯在速度为0.5m/s的轧制条件下粗轧6个道次；之后在速度为3.0m/s的轧制条件下中轧4个道次；之后进入精轧前预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为100m3/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为920℃；最后在速度为10.0m/s的轧制条件下精轧3个道次； 将精轧后钢材通过1个半段长管水冷段装置(长度2.2米) 和1个长管水冷段装置(长度4.5米)进行控冷，水泵压力为1.5MPa；控冷后钢筋上冷床温度控制为900℃，之后钢筋在冷床自然空冷至室温，即获得具有下列重量百分比化学成分的400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋： C 0.25wt%、Si 0.52wt%、Mn 1.52wt%、Nb 0.011wt%、V 0.015wt%、S 0.045wt%、P0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
实施例9提供的一种铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋工艺力学性能、显微组织、维氏硬度差见表31、表32所示。
表31 实施例9生产的400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋工艺力学性能
Figure DEST_PATH_IMAGE031
表32 实施例9生产的400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋金相显微组织及维氏硬度
Figure 342844DEST_PATH_IMAGE032
。

Claims (10)

1.一种钒铬微合金化大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋的制备方法，所述钒铬微合金化大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋具有下列重量份的化学成分：C 0.23～0.26wt%、Si 0.40～0.55wt%、Mn 1.20～1.35wt%、Cr 0.37～0.42wt%、V 0.125～0.135wt%、S≤0.040wt%、P≤0.045wt%、O≤0.0055wt%、N 0.0225～0.0240wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；其特征在于，具体包括以下步骤：
A、钢水冶炼：将废钢、生铁及铁水分别按80-110kg/t钢、30kg/t钢、930-960kg/t钢的配比加入LD转炉，之后进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、轻烧白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为20-24kg/t钢，轻烧白云石加入量为15-20kg/t钢，菱镁球加入量为1.0kg/t钢，控制终点碳含量≥0.07wt%，出钢温度≤1640℃；出钢前钢包按8.0kg/t钢的量，加入下列质量比的含钒生铁：成分C 3.5wt%、Si 0.35wt%、Mn 0.60wt% 、V 1.05wt%、P 0.235wt%、S 0.070wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，含钒生铁加入钢包后烘烤3分钟；出钢前向加入含钒生铁并烘烤过的钢包底部按2.0kg/t钢的量，加入下列质量比的渣洗脱硫剂进行渣洗：Al2O3 21.5wt%，SiO25.2wt%，CaO 46.5wt%，Al 9.2wt%，MgO6.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为15～20NL/min；所述废钢化学成分 C 0.20-0.25wt%，Si 0.40-0.65wt%，Mn 1.25-1.50wt% ，P 0.028-0.045wt%，S 0.020-0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述生铁化学成分C3.2-3.5wt%、Si 0.25-0.45wt%、Mn 0.50-0.75wt% 、P 0.075-0.095wt%、S 0.020-0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述铁水化学成分C 4.2-4.8wt%、Si 0.20-0.45wt%、Mn 0.45-0.65wt% 、P 0.080-0.110wt%、S≤0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，所述铁水温度≥1280℃；
B、脱氧合金化：将冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：硅铝钙块状脱氧剂→硅铁→硅锰合金→高碳锰铁→高碳铬铁→硅氮合金→钒氮合金，依次向钢包中加入下列物质：按1.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铝钙脱氧剂：Si32.5wt%，Ca 15.5wt%，Al 10.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按4.5～7.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si 73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按7.4kg/t钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.3wt%，Si 17.2wt%，C1.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按9.5～11.5kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 74.6wt%，C 7.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按6.3～7.3kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr 54.2wt%，C7.8wt%，P 0.085wt%，S 0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.30-0.40kg/t钢的量，加入下列质量比的硅氮合金：Si 46.5wt%，N 35.2wt%，C 0.95wt%，P 0.045wt%，S0.024wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.60～1.75kg/t钢的量，加入下列质量比的钒氮合金：V 77.8wt%，N 15.7wt%，C 3.45wt%，P 0.085wt%，S 0.067wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到4/5时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉进行精炼处理；
C、钢水LF炉精炼：将钢水吊到LF炉精炼工位接好氮气带，开启氮气采用流量为15～20NL/min的氮气对钢水进行吹氮处理，然后下电极采用档位7～9档化渣；通电化渣3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况；若渣样偏稀和颜色偏黑，补加石灰3.0～4.0kg/t钢调渣，反之加预熔型精炼渣1.0～2.0kg/t钢调整；之后测温、取样，根据钢样和温度检测结果，加入合金调整钢液成分和下电极升温，确保成分和温度合格；精炼结束后对钢水进行小流量软吹氮，吹氮时间3分钟，氮气流量控制为15～20NL/min；吹氮结束后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；
D、钢水浇铸：在中间包温度为1528～1543℃，拉速为2.5～2.7m/min，结晶器冷却水流量为130～140m3/h，二冷比水量为1.8～2.0L/kg的条件下，采用R9m直弧形连续矫直5机5流小方坯铸机将C步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯；
E、钢坯加热：将D步骤钢坯送入均热段炉温为1070～1100℃的加热炉中，加热60分钟，钢坯出钢之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制；
F、钢坯控轧控冷：将E步骤钢坯在速度为0.4～0.5m/s的轧制条件下粗轧6个道次；之后在速度为2.5～3.0 m/s的轧制条件下中轧4个道次；之后进入精轧前预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为60～80m3/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为950～980℃；最后在速度为8.0～9.0m/s的轧制条件下精轧2个道次；将精轧后钢材通过0.5个长4.0米的长管水冷段装置和1～2个长800mm的短管水冷段装置进行多段分级控冷，长管水冷段和短管水冷段间隔200mm，短管水冷段间隔100mm，长管水冷段水泵压力为1.3～1.5MPa, 短管水冷段水泵压力为1.0～1.1MPa；控冷后钢筋在冷床自然空冷至室温，即获得目标物。
2.根据权利要求1所述的一种钒铬微合金化大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋的制备方法，其特征在于，步骤D中，铸坯出拉矫机矫直温度控制为960～980℃。
3.根据权利要求1所述的一种钒铬微合金化大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋的制备方法，其特征在于，步骤E中，钢坯出钢温度为1030～1050℃。
4.根据权利要求1所述的一种钒铬微合金化大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋的制备方法，其特征在于，F步骤中，控冷后钢筋上冷床温度控制为920～940℃。
5.一种钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋的制备方法，所述钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋具有下列重量份的化学成分：C 0.21～0.25wt%、Si0.45～0.55wt%、Mn 1.25～1.40wt%、Cr 0.30～0.35wt%、V 0.065～0.080wt%、S≤0.040wt%、P≤0.045wt%、O≤0.0070wt%、N 0.0165～0.0200wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；其特征在于具体包括以下步骤：
a、钢水冶炼：将废钢、生铁及铁水分别按160-180kg/t钢、30-40kg/t钢、850-880kg/t钢配比，加入LD转炉，之后进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、轻烧白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为20-25kg/t钢，轻烧白云石加入量为15-18kg/t钢，菱镁球加入量为0.5kg/t钢，控制终点碳含量≥0.07wt%，出钢温度≤1625℃；出钢前钢包按4.0kg/t钢的量，加入下列质量比的含钒生铁：成分C 3.5wt%、Si 0.40wt%、Mn 0.65wt% 、V 1.50wt%、P 0.205wt%、S0.075wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；出钢前向加入含钒生铁的钢包底部按1.0kg/t钢的量，加入渣洗料进行渣洗，出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为15～20/NL/min；所述废钢化学成分C 0.20-0.25wt%，Si 0.35-0.60wt%，Mn 1.25-1.50wt% ，P 0.032-0.050wt%，S 0.028-0.050wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述生铁化学成分C 3.2-3.4wt%、Si 0.20-0.40wt%、Mn 0.40-0.60wt% 、P 0.080-0.100wt%、S 0.020-0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述铁水化学成分C 4.2-4.6wt%、Si 0.25-0.45wt%、Mn0.40-0.70wt% 、P 0.085-0.110wt%、S≤0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，所述铁水温度≥1290℃；所述渣洗料化学成分Al2O3 21.5wt%，SiO25.2wt%，CaO 46.5wt%，Al9.2wt%，MgO6.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；
b、脱氧合金化：将a步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：硅铝钙脱氧剂→硅铁→硅锰合金→高碳锰铁→高碳铬铁→硅氮合金→高氮钒合金，依次向钢包中加入下列物质：按1.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铝钙脱氧剂：Si 28.5wt%，Ca 14.5wt%，Al 11.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按5.1～6.7kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si 73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按9.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.9wt%，Si 17.6wt%，C 1.9wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按8.9～10.9kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 75.8wt%，C 7.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按4.9～5.9kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr54.2wt%，C 7.8wt%，P 0.085wt%，S 0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.25kg/t钢的量，加入下列质量比的硅氮合金：Si 46.5wt%，N 34.5wt%，C 1.75wt%，P 0.020wt%，S0.018wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.78～0.98kg/t钢的量，加入下列质量比的高氮钒合金：V 77.8wt%，N 19.1wt%，C 1.25wt%，P 0.075wt%，S 0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到4/5时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉精炼工位进行精炼处理；
c、钢水LF炉精炼：将钢水吊到LF炉精炼工位接好氮气带，开启氮气采用流量为10～20NL/min的氩气对钢水进行吹氩处理，然后下电极采用档位5～7档化渣；通电化渣3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；若渣样偏稀和颜色偏黑，补加石灰3.0～4.0kg/t钢调渣，反之加预熔型精炼渣1.0～2.0kg/t钢调整；根据钢样分析结果，加入合金调整钢液成分，确保成分和温度合格；精炼结束后对钢水进行小流量软吹氮，吹氮时间2分钟，氮气流量控制为15～20NL/min；吹氮结束后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；
d、钢水浇铸：在中间包温度为1525～1540℃，拉速为2.9～3.1m/min，结晶器冷却水流量为145～150m3/h，二冷比水量为2.1～2.3L/kg的条件下，采用R9m直弧形连续矫直5机5流小方坯铸机将c步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯；铸坯出拉矫机矫直温度≥960℃；
e、钢坯加热：将d步骤钢坯送入均热段炉温为1070～1100℃的加热炉中，加热60～70分钟，钢坯出钢之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制；
f、钢坯控轧控冷：将e步骤钢坯在速度为0.4～0.5m/s的轧制条件下粗轧6个道次；之后在速度为2.5～3.0 m/s的轧制条件下中轧4个道次；之后进入精轧前预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为80～100m3/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为940～980℃；最后在速度为8.0～9.0m/s的轧制条件下精轧2～3个道次；将精轧后钢材通过1个长度4.5米的长管水冷段装置和1-2个长度2.0mm的短管水冷段装置进行多段分级控冷，水泵开启数2台，水泵压力为1.0～1.2MPa；控冷后钢筋在冷床自然空冷至室温，即获得公称直径28-40mm大规格500MPa细晶耐蚀抗震钢筋。
6.根据权利要求5所述的一种钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋的制备方法，其特征在于，e步骤中，钢坯出钢温度为1030～1050℃。
7.根据权利要求5所述的一种钒铬微合金化大规格500MPa超细晶耐蚀抗震钢筋的制备方法，其特征在于，f步骤中，控冷后钢筋上冷床温度控制为920～940℃。
8.一种铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋的制备方法，铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋包括以下重量份的化学成分：C 0.21～0.25wt%、Si 0.40～0.52wt%、Mn 1.38～1.52wt%、Nb 0.007～0.011wt%、V 0.010～0.015wt%、S≤0.045wt%、P≤0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；其特征在于包括以下步骤：
S1、钢水冶炼：将废钢、生铁及铁水分别按70-100kg/t钢、50kg/t钢、930-960kg/t钢的冷配加入LD转炉，之后进行常规顶底复合吹炼，加入常规石灰、轻烧白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为25-30kg/t钢，轻烧白云石加入量为15-20kg/t钢，菱镁球加入量为1.0-2.5kg/t钢，控制终点碳含量≥0.06wt%，出钢温度≤1660℃；出钢前钢包按6.0～7.0kg/t钢的量，加入下列质量比的含钒生铁：成分C 3.5wt%、Si 0.40wt%、Mn 0.65wt% 、V 1.05-1.35wt%、P 0.205wt%、S 0.075wt%、，其余为Fe及不可避免的不纯物，含钒生铁加入钢包后烘烤3-5分钟；出钢前向加入含钒生铁并烘烤过的钢包底部加入活性石灰进行渣洗，石灰加入量为1.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氮工艺，氮气流量控制为10～15NL/min；所述废钢化学成分: C 0.20-0.25wt%，Si 0.35-0.60wt%，Mn 1.20-1.40wt% ，P 0.028-0.050wt%，S 0.025-0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述生铁化学成分C 3.2-3.5wt%、Si 0.30-0.50 wt%、Mn0.40-0.60wt% 、P 0.060-0.080wt%、S 0.020-0.030wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述铁水化学成分C 4.0-4.5wt%、Si 0.15-0.35wt%、Mn 1.00-1.30wt% 、P 0.080-0.120wt%、S≤0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，所述铁水温度≥1300℃；
S2、脱氧合金化：将S1步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：硅铝钙钡脱氧剂→碳化硅→硅铁→硅锰合金→高碳锰铁→高硅铌铁，依次向钢包中加入下列物质：按1.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铝钙钡脱氧剂：Si30.5wt%，Ca 15.0wt%，Al 9.5wt%、Ba 8.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.8kg/t钢的量，加入下列质量比的碳化硅：SiC 82.5wt%，C 26.5wt%，P 0.053wt%，S0.035wt%，其余为不可避免的不纯物；按2.7～4.1kg/t钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si 73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按12.9～15.2kg/t钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.2wt%，Si 17.3wt%，C 1.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按5.5kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 75.2wt%，C 6.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.11-0.18kg/t钢的量，加入下列质量比的铌铁：Nb 64.5wt%，Si 6.7wt%，C 0.35wt%，P 0.214wt%，S 0.075wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至氩站进行精炼处理；
S3、钢水氩站精炼：将钢水吊至氩站工位接好氮气带，开启氮气采用流量为15～25NL/min的氮气对钢水进行吹氮处理，吹氮时间为4分钟，之后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；
S4、钢水浇铸：在中间包温度为1525～1535℃，拉速为2.9～3.1m/min，结晶器冷却水流量为115～125m3/h，二冷比水量为1.5～1.7L/kg的条件下，采用R9m直弧形连续矫直5机5流小方坯铸机将S3步骤的钢水浇铸成断面150mm×150mm的钢坯；铸坯出拉矫机矫直温度控制为1010～1020℃；
S5、钢坯加热：将S4步骤钢坯送入均热段炉温为1050～1100℃的加热炉中，加热60～70分钟，钢坯出钢之后推送至全连续式棒材轧机进行轧制;
S6、钢坯控轧控冷：将S5步骤钢坯在速度为0.5～1.0m/s的轧制条件下粗轧6个道次；之后在速度为3.0～4.0 m/s的轧制条件下中轧4～6个道次；之后进入精轧前预水冷装置进行精轧前控冷，冷却水量为80～100m3/h，预水冷后钢筋进精轧温度控制为920～950℃；最后在速度为10.0～13.5m/s的轧制条件下精轧3～5个道次； 将精轧后钢材通过1个半段长度为2.2米的长管水冷段装置和1个长度4.5米的长管水冷段装置进行控冷，水泵压力为1.5～1.8MPa；控冷后钢筋在冷床自然空冷至室温，即获得400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋。
9.根据权利要求8所述的一种铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋的制备方法，其特征在于，步骤S5中，钢坯出钢温度为1000～1020℃。
10.根据权利要求8所述的一种铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋的制备方法，其特征在于，步骤S6中，控冷后钢筋上冷床温度控制为860～900℃。
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Inventor before: Deng Jiamu

Inventor before: Liu Lingang

Inventor before: Zhang Yu

Inventor before: Zhang Hongbin

Inventor before: Wang Wenfeng

GR01 Patent grant
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