CN112575250B - 一种加入高氮强化合金的hrb400e螺纹钢筋及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢筋加工工艺领域，具体是一种加入高氮强化合金的HRB400E螺纹钢筋及其生产工艺。其中，螺纹钢筋，以质量百分比计，包括下述成分：C：0.22‑0.25%，Si：0.45‑0.55%，Mn：1.40‑1.50%，Ti：0.010‑0.020%，P≤0.040%，S≤0.040%，N：0.009‑0.012%；余量为铁及不可避免的杂质。生产工艺中，在冶炼时加入高氮强化合金，代替钒铁、钒氮合金等用于热轧带肋钢筋的生产，并通过控制轧制促进N化物析出强化。通过复合强化工艺，提高钢的强度、韧性、延展性，具有良好的焊接性能和疲劳性能，并降低吨钢成本。本发明解决了热轧带肋钢筋生产成本居高不下、钒资源紧缺的难题，适应了市场发展的要求。

Description

一种加入高氮强化合金的HRB400E螺纹钢筋及其生产工艺

技术领域

本发明涉及钢筋加工工艺技术领域，具体为一种加入高氮强化合金的HRB400E螺纹钢筋及其生产工艺。

背景技术

当前，欧、美等发达国家主要建筑用钢基本上是强度高、综合性能好的400MPa、500MPa级甚至更高强度级别的钢筋，而我国建筑用钢400MPa级钢筋刚得到广泛应用，500MPa及以上级别的高强钢筋尚未得到推广。400MPa及以上级别高强钢筋的推广应用，符合我国“减量、提质、节能”绿色发展先进理念，也是国内外建筑用钢的发展趋势。国内外普遍采用铌、钒、钛微合金化方式开发400MPa、500MPa及以上级别高强钢筋， 通过微合金化元素的碳氮化物析出强化作用提高钢筋屈服强度和抗拉强度，大量试验与生产结果表明：低氮钢往往微合金化元素没有充分发挥其析出强化作用，此背景下，确立高强钢筋复合微合金化技术的研发，提高微合金化元素析出强化作用，节约资源、降低成本。

另外，在螺纹钢筋生产工艺的尾端需要对钢筋裁剪成长度6-12米不等钢筋段，上百根钢筋段进行捆扎，通常一捆为两吨记，上百根钢筋其中存在未沿水平方向摆放的现象，常用的捆扎设备是在捆扎前对钢筋抖动使其进行自调整，实际使用时，调整效率并不高，依然存在少量钢筋在捆扎和码垛过程中受挤压产生弯曲的现象。

因此，如何克服上述存在的技术问题和缺陷成为重点需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加入高氮强化合金的HRB400E螺纹钢筋及其生产工艺。在冶炼时加入高氮强化合金，代替钒铁、钒氮合金等用于热轧带肋钢筋的生产，并通过控制轧制促进N化物析出强化。通过复合强化工艺，提高钢的强度、韧性、延展性，具有良好的焊接性能和疲劳性能，并降低吨钢成本。本发明解决了热轧带肋钢筋生产成本居高不下、钒资源紧缺的难题，适应了市场发展的要求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：1． 一种加入高氮强化合金的HRB400E螺纹钢筋，以质量百分比计，包括下述成分：C：0.22-0.25%，Si：0.45-0.55%，Mn：1.40-1.50%，Ti：0.010-0.020%，P≤0.040%，S≤0.040%，N：0.009-0.012%；余量为铁及不可避免的杂质。

上述加入高氮强化合金的HRB400E螺纹钢筋的生产工艺，包括以下步骤：

（1）冶炼，具体包括转炉冶炼、钢水合金化处理和LF精炼；

所述转炉冶炼具体为：入炉铁水中Si≤0.65%、P≤0.15%、S≤0.035%、渣量<0.5%，铁水温度≥1250℃；冶炼中分两批次加入石灰28±2kg/t钢，轻烧白云石18±1kg/t钢，石灰石3.5±1kg/t钢，控制转炉炉渣碱度为2.8±0.3，转炉终点温度为1670±20℃，转炉终点碳含量0.06%-0.15%；

所述钢水合金化处理具体为：转炉出钢过程中钢包底吹氩，控制底吹压力为0.5-0.8MPa，出钢1/4-3/4过程中，依次加入22±1kg/t钢硅锰合金、2.5±1kg/t硅铁、1.8±0.2kg/t增碳剂进行脱氧合金化，挡渣出钢，出钢时间≥3min；

所述LF精炼具体为：钢水进站调炉渣，之后加入硅锰合金1.0±0.5kg/t钢，硅铁1.0±0.5kg/t钢和高氮强化合金1.10±0.5kg/t钢，精炼结束后、软搅拌开始前钢水进行喂线处理，硅钙线喂入量150±50 m/炉，喂线结束后软搅拌5-11min；

（2）连铸；所述连铸过程中目标过热度为15-30℃，目标拉速2.3~2.6m/min，结晶器水量为1800-2000L/min，二冷比水量为0.6-1.0L/kg；

（3）轧制；采取步进式蓄热煤气加热炉，控制预热段温度为750±50℃，加热段温度为900±50℃，均热段温度为1050±50℃，采用18道平立交替轧机，开轧温度为1030±30℃，终轧温度为950±50℃，上冷床温度1000±50℃；

（4）冷却；采用135m齿条步进式冷床，空冷，上冷床温度为1000±50℃，下冷床温度≤200℃；

（5）剪切和打捆；采用850吨成品冷剪，剪切温度≤150℃，剪刃宽度1400mm。

进一步地，步骤（1）LF精炼中，进站调炉渣时加入石灰2kg/t钢，萤石0.5kg/t钢，在渣面飘洒脱氧剂电石0.4-0.7kg/t脱氧，钢包总渣量控制在5.0±1.0kg/t，炉渣碱度R：3.0±0.2。

进一步地，所述高氮强化合金的成分组成：Fe:10-20%，N：10-20%，Ti：15-30%，Si：15-30%，Cr：8-15%，镧系稀土：2-5%。

进一步地，LF精炼出钢温度1560±10℃，出钢钢水成分中C≤0.25%，Si≤0.80%，Mn≤1.60%，S≤0.040%、P≤0.040%、N：100±30ppm，Ti：80-170ppm，V：10-40ppm。

进一步地，还包括位于剪切和打捆工序之间的钢筋姿态整形工序，在钢筋姿态整形工序采用整形设备对打捆前的多根钢筋中的每根钢筋的姿态进行调整。

进一步地，所述整形设备包括设备架以及设置在设备架上的输送组件、水平度调节组件和端部整平组件；

所述输送组件包括输送驱动组件、输送辊、轴和轴承，输送驱动组件与输送辊传动连接，输送辊通过轴和轴承安装在设备架上；

所述水平度调节组件包括安装在设备架两侧的多个第一竖直板和多个第二竖直板，所述第一竖直板的内侧设置多个第一倾斜板，多个第一倾斜板沿竖直排列，所述第二竖直板的内侧设置多个第二倾斜板，多个第二倾斜板沿竖直排列，第一倾斜板和第二倾斜板的高度交错布置，形成钢筋的S形滑落通道。

进一步地，所述第一竖直板和第二竖直板上铰接滑落缓冲板，第一竖直板和第二竖直板上铰接滑落缓冲板对称布置，所述滑落缓冲板与第一竖直板和第二竖直板之间均设置扭簧。

进一步地，所述输送辊为槽型结构，所述输送辊的表面一体成型有与钢筋外表面的横肋相匹配的斜槽。

进一步的，所述第一竖直板和第二竖直板的位置对称设置，第一倾斜板端部与相邻的第二倾斜板之间预留2-3倍钢筋直径的缝隙，第一竖直板上的多个第一倾斜板的长度自上而下依次递减，第二竖直板上的多个第二倾斜板的长度自上而下依次递减，使围组成的S形滑落通道的曲率自上而下依次增大。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明的加入高氮强化合金的HRB400E螺纹钢筋及其生产工艺，在冶炼时加入高氮强化合金，代替钒铁、钒氮合金等用于热轧带肋钢筋的生产，并通过控制轧制促进N化物析出强化。通过复合强化工艺，提高钢的强度、韧性、延展性，具有良好的焊接性能和疲劳性能，并降低吨钢成本。本发明解决了热轧带肋钢筋生产成本居高不下、钒资源紧缺的难题，适应了市场发展的要求。

（2）本发明采用Ti-N复合微合金化工艺，在冶炼过程中加入高氮强化合金，代替钒铁、钒氮合金等用于热轧带肋钢筋的生产，一方面节约60%-100%钒的加入量及大幅度降低钢的成本，另一方面还能大大提高钢筋的性能。合金中Fe:10-20%，N：10-20%，Ti：15-30%，Si：15-30%，Cr：8-15%，镧系稀土：2-5%，能够提高钢种N含量，使N在钢中与Ti及其他元素形成稳定的氮化物，钢中所析出的氮化物在钢中起到细晶强化及固溶N的固溶强化等作用，螺纹钢的屈服强度Rel和抗拉强度Rm分别达到420MPa以上和560MPa以上。细小TiN颗粒高温时能够极大阻止奥氏体晶粒长大，冷却相变时利用TiN颗粒的开核作用，促进热影响区的组织细化，钢的韧性得到提升，断后伸长率A5达到20%以上、最大力总伸长率Agt达到12%以上、强屈比Rm/Rel达到1.30以上。另外高氮强化合金中的稀土元素能够抑制动态再结晶、细化晶粒和沉淀相尺寸，并促进铁素体中Ti的碳氮化合物析出。热力学分析和大量有关钢中稀土夹杂研究表明，稀土原子在晶界上偏聚与其他元素交互作用，引起晶界的结构、化学成分和能量的变化，并影响其他元素的扩散和新相的成核与长大，最终引起钢组织与性能的变化。通过稀土元素强化晶界，阻碍晶间裂纹的形成与扩展，改善钢的塑性尤其是高温塑性。

在轧制过程中，通过对轧制温度以及轧制道次的控制来促进N化物析出强化，从而进一步提高钢的强度、韧性、延展性等性能。

（3）本发明通过钢中富氮工艺的研究，寻找工艺可靠性、成分稳定性有效控制方法；利用廉价氮资源，使得Ti微合金化元素能得到充分利用，从而有效增强Ti-N化物析出强化效果，在400MPa、500MPa及以上级别高强钢筋生产中具有推广应用价值，经济效益显著。

（4）本发明通过高强钢筋Ti-N复合微合金化技术的研发，增强了企业应对原材料市场剧烈波动的能力，节约成本，增强了企业市场竞争力，节约资源，社会效益显著。

（5）剪切后的钢筋段长度通常为6m、9m、12m，特别是9m和12m，具有一定的柔性，当其与输送带成一定夹角时，落入打捆区域的过程中，极易发生姿态偏斜的现象，导致整捆中的某几根钢筋姿态偏斜，打捆和码垛后，姿态偏斜的钢筋受挤压产生弯曲的问题，往往需要钢筋采购方使用前进行整平作业。现有技术采用振动整平的方式，由于不同钢筋表层的横肋会相互咬合，而且钢筋的重量较大增加了咬合力，小幅度的振动整平效果甚微，大幅度的振动极易因为钢筋柔性的特点从而影响其他水平钢筋的姿态、甚至发生钢筋跳脱现象，所以在剪切工序尾端增加振动整平的方式，效果并不理想，并且影响钢筋的生产周期。

针对上述问题，申请人从钢筋滑落过程进行着手研究，在剪切和打捆工序之间的增加钢筋姿态整形工序，对打捆前的多根钢筋中的每根钢筋的姿态进行调整，原理为：钢筋在经由水平度调节组件所形成的S形滑落通道时，姿态发生偏移的一端先接触同一侧的多块倾斜板中的其中一块，此时钢筋与倾斜板成一定夹角，该端发生滑落延时，在另一端落入该侧某块倾斜板上时，钢筋的偏移夹角会相对之前有所减小，通过多次夹角减小的调整，实现单根钢筋滑落过程的水平调整；同时，位于倾斜板下方的滑落缓冲板可对钢筋接触输送辊之前的重力势能进行缓冲，预防钢筋弹跳。多结构改进的相互配合，减少了钢筋交叉压叠的现象，保证每捆中的单根钢筋的平整度，减少钢筋采购方再加工作业，提升产品市场竞争力。

（6）输送辊的表面一体成型有与钢筋外表面的横肋相匹配的斜槽，本结构设计可增加钢筋捆与输送辊之间的摩擦力，提升输送效率。需指出的是，该结构不仅可用于钢筋姿态整形工序，也可以使用在打捆后的输送组件内。

（7）等长倾斜板的设计，会延长钢筋的滑落路径，从而影响钢筋的生产周期，本申请将同一侧的竖直板上的倾斜板的长度限定为自上而下依次递减，使围组成的S形滑落通道的曲率自上而下依次增大，从而提高生产效率、降低生产成本。相对于等长倾斜板的方案，由于路径的减少，钢筋的滑落速度略微增加，所以该设计需搭配滑落缓冲板。第一倾斜板端部与相邻的第二倾斜板之间预留2-3倍钢筋直径的缝隙，避免了钢筋与倾斜板之间的干涉问题，减少生产过程的停机维护次数，实际意义重大。

附图说明

图1是实施例中整形设备的结构示意图；

图2是实施例中整形设备另一视角的结构示意图。

主要元件符号说明：

图中：1-设备架，2-输送驱动组件，3-输送辊，4-轴，5-轴承，6-钢筋，7-斜槽，8-第一竖直板，9-第二竖直板，10-上部第一倾斜板，11-中部第一倾斜板，12-下部第一倾斜板，13-第一滑落缓冲板，14-上部第二倾斜板，15-中部第二倾斜板，16-下部第二倾斜板，17-第二滑落缓冲板，18-液压式伸缩缸，19-挡板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明提供一种技术方案：本实施例的加入高氮强化合金的HRB400E螺纹钢筋及其生产工艺。螺纹钢筋，以质量百分比计，以质量百分比计，包括下述成分：C：0.25%，Si：0.55%，Mn：1.50%，Ti：0.020%，P：0.040%，S：0.040%，N：0.012%；余量为铁及不可避免的杂质。

加入高氮强化合金的HRB400E螺纹钢筋的生产工艺，包括以下步骤：

（1）冶炼，具体包括转炉冶炼、钢水合金化处理和LF精炼；

所述转炉冶炼具体为：入炉铁水中Si≤0.65%、P≤0.15%、S≤0.035%、渣量<0.5%，铁水温度：1250℃，总装入量157t，铁水85%，废钢15%，装入量要求稳定，前后炉偏差≤±4t；冶炼中分两批次加入石灰30kg/t钢，轻烧白云石19kg/t钢，石灰石4.5kg/t钢，控制转炉炉渣碱度为3.1，转炉终点温度为1690℃，转炉终点碳含量0.06%-0.15%；

所述脱氧合金化具体为：转炉出钢过程在钢包内进行脱氧合金化，钢包底吹氩，控制底吹压力0.5-0.8MPa；出钢1/4-3/4过程中，依次加入23kg/t钢硅锰合金、3.5kg/t硅铁、2kg/t增碳剂进行脱氧合金化，挡渣出钢，出钢时间6分钟；

所述LF精炼具体为：精炼时间为40min，采取钢包底吹氩，全程吹氩，底吹压力0.6Mpa；钢水进站调炉渣，进站调炉渣时加入石灰2kg/t钢，萤石0.5kg/t钢，在渣面飘洒脱氧剂电石0.7kg/t脱氧，钢包总渣量控制在6kg/t，炉渣碱度R：3.2；钢水进站调炉渣之后加入硅锰合金1.5kg/t钢，硅铁1.5kg/t钢，高氮强化合金1.6kg/t钢，精炼结束后、软搅拌开始前钢水进行喂线处理，硅钙线喂入量200 m/炉，喂线结束后软搅拌11min；高氮强化合金的成分组成：Fe:10%，N：10%，Ti：30%，Si：30%，Cr：15%，镧系稀土：5%；LF精炼出钢温度1560±10℃，出钢钢水成分中C≤0.25%，Si≤0.80%，Mn≤1.60%，S≤0.040%、P≤0.040%、N：100±30ppm，Ti：80-170ppm，V：10-40ppm；

（2）连铸；采取钢包长水口+中间包覆盖+浸入式水口全保护浇注，目标过热度为30℃，目标拉速2.6m/min，结晶器水量：2000L/min；二冷比水量：1.0L/kg，采取气雾冷却，压缩空气：0.3Mpa。

（3）轧制；采取步进式蓄热煤气加热炉，控制预热段温度为750±50℃，加热段温度为950℃，均热段温度为1100℃，采用18道平立交替轧机，开轧温度为1060℃，终轧温度为1000℃，上冷床温度1050℃；

（4）冷却；采用135m齿条步进式冷床，空冷，上冷床温度为1050℃，下冷床温度≤200℃；

（5）剪切和打捆；采用850吨成品冷剪，剪切温度≤150℃，剪刃宽度1400mm，定尺9m或12m剪切；在剪切和打捆工序之间设置钢筋精整工序，钢筋表面无肉眼可见缺陷，每米弯曲度≤4mm，总弯曲度不大于钢筋总长度的0.4%。

剪切和打捆工序之间增设钢筋姿态整形工序位于，在钢筋姿态整形工序采用整形设备对打捆前的多根钢筋中的每根钢筋的姿态进行调整。

参见图1和图2，整形设备包括设备架1以及设置在设备架1上的输送组件、水平度调节组件和端部整平组件：

输送组件包括输送驱动组件2、输送辊3、轴4和轴承5，输送驱动组件2与输送辊3传动连接，输送辊3通过轴4和轴承5安装在设备架1上，输送辊3为槽型结构，输送辊3的表面一体成型有与钢筋6外表面的横肋相匹配的斜槽7；

水平度调节组件包括安装在设备架1两侧的多个第一竖直板8和多个第二竖直板9，第一竖直板8和第二竖直板9的位置对称设置，第一竖直板8的内侧自上而下依次设有上部第一倾斜板10、中部第一倾斜板11、下部第一倾斜板12和第一滑落缓冲板13，第二竖直板9的内侧设置自上而下依次设有上部第二倾斜板14、中部第二倾斜板15、下部第二倾斜板16和第二滑落缓冲板17，第一倾斜板和第二倾斜板的高度交错布置，形成钢筋6的S形滑落通道（箭头所示），第一倾斜板端部与相邻的第二倾斜板之间预留三倍钢筋直径的缝隙，第一竖直板上的三个第一倾斜板的长度自上而下依次递减，第二竖直板上的三个第二倾斜板的长度自上而下依次递减，使围组成的S形滑落通道的曲率自上而下依次增大；第一滑落缓冲板13和第二滑落缓冲板17通过支座分别与第一竖直板8和第二竖直板9铰接，第一竖直板8和第二竖直板9上的滑落缓冲板对称布置，第一滑落缓冲板13和第二滑落缓冲板17与支座分别之间设置扭簧（图未示出）。

端部整平组件位于设备架的端部，采用现有设计，例如，包括液压式伸缩缸18和固定在液压式伸缩缸活塞杆端部的挡板19。

实施例二

本发明提供一种技术方案：本实施例的加入高氮强化合金的HRB400E螺纹钢筋及其生产工艺。螺纹钢筋，以质量百分比计，以质量百分比计，包括下述成分：C：0.22%，Si：0.45%，Mn：1.40%，Ti：0.010%，P：0.020%，S：0.020%，N：0.009%；余量为铁及不可避免的杂质。

加入高氮强化合金的HRB400E螺纹钢筋的生产工艺，包括以下步骤：

（1）冶炼，具体包括转炉冶炼、钢水合金化处理和LF精炼；

所述转炉冶炼具体为：入炉铁水中Si≤0.65%、P≤0.15%、S≤0.035%、渣量<0.5%，铁水温度≥1250℃，总装入量155±2t，铁水80%，废钢20%，装入量要求稳定，前后炉偏差≤±4t；冶炼中分两批次加入石灰26kg/t钢，轻烧白云石17kg/t钢，石灰石2.5kg/t钢，控制转炉炉渣碱度为2.5，转炉终点温度为1650℃，转炉终点碳含量0.06%-0.15%；

所述脱氧合金化具体为：转炉出钢过程在钢包内进行脱氧合金化，钢包底吹氩，控制底吹压力0.5-0.8MPa；出钢1/4-3/4过程中，依次加入21kg/t钢硅锰合金、1.5kg/t硅铁、1.6kg/t增碳剂进行脱氧合金化，挡渣出钢，出钢时间为5分钟；

所述LF精炼具体为：精炼时间不低于30min，采取钢包底吹氩，全程吹氩，底吹压力0.4Mpa；钢水进站调炉渣，进站调炉渣时加入石灰2kg/t钢，萤石0.5kg/t钢，在渣面飘洒脱氧剂电石0.4kg/t脱氧，钢包总渣量控制在4kg/t，炉渣碱度R：2.8；钢水进站调炉渣之后加入硅锰合金0.5kg/t钢，硅铁0.5kg/t钢，高氮强化合金0.6kg/t钢，精炼结束后、软搅拌开始前钢水进行喂线处理，硅钙线喂入量100 m/炉，喂线结束后软搅拌5min；高氮强化合金的成分组成：Fe:20%，N：10%，Ti：30%，Si：30%，Cr：8%，镧系稀土：2%；LF精炼出钢温度1560±10℃，出钢钢水成分中C≤0.25%，Si≤0.80%，Mn≤1.60%，S≤0.040%、P≤0.040%、N：100±30ppm，Ti：80-170ppm，V：10-40ppm；

（2）连铸；采取钢包长水口+中间包覆盖+浸入式水口全保护浇注，目标过热度为15℃，目标拉速2.3m/min，结晶器水量：1800L/min；二冷比水量：0.6L/kg，采取气雾冷却，压缩空气：0.3Mpa。

（3）轧制；采取步进式蓄热煤气加热炉，控制预热段温度为750±50℃，加热段温度为850℃，均热段温度为1000℃，采用18道平立交替轧机，开轧温度为1000℃，终轧温度为900℃，上冷床温度950℃；

（4）冷却；采用135m齿条步进式冷床，空冷，上冷床温度为950℃，下冷床温度≤200℃；

（5）剪切和打捆；采用850吨成品冷剪，剪切温度≤150℃，剪刃宽度1400mm，定尺9m或12m剪切；在剪切和打捆工序之间设置钢筋精整工序，钢筋表面无肉眼可见缺陷，每米弯曲度≤4mm，总弯曲度不大于钢筋总长度的0.4%。

剪切和打捆工序之间的整形设备与实施例一相同，此不赘述。

实施例三

本发明提供一种技术方案：本实施例的加入高氮强化合金的HRB400E螺纹钢筋及其生产工艺。螺纹钢筋，以质量百分比计，以质量百分比计，包括下述成分：C：0.23%，Si：0.50%，Mn：1.45%，Ti：0.015%，P：0.040%，S：0.020%，N：0.010%；余量为铁及不可避免的杂质。

加入高氮强化合金的HRB400E螺纹钢筋的生产工艺，包括以下步骤：

（1）冶炼，具体包括转炉冶炼、钢水合金化处理和LF精炼；

所述转炉冶炼具体为：入炉铁水中Si≤0.65%、P≤0.15%、S≤0.035%、渣量<0.5%，铁水温度≥1250℃，总装入量155±2t，铁水83%，废钢17%，装入量要求稳定，前后炉偏差≤±4t；冶炼中分两批次加入石灰28kg/t钢，轻烧白云石18kg/t钢，石灰石3.5kg/t钢，控制转炉炉渣碱度为2.8，转炉终点温度为1670℃，转炉终点碳含量0.06%-0.15%；

所述脱氧合金化具体为：转炉出钢过程在钢包内进行脱氧合金化，钢包底吹氩，控制底吹压力0.7MPa；出钢1/4-3/4过程中，依次加入22kg/t钢硅锰合金、2.5kg/t硅铁、1.8kg/t增碳剂进行脱氧合金化，挡渣出钢，出钢时间不少于3分钟；

所述LF精炼具体为：精炼时间不低于30min，采取钢包底吹氩，全程吹氩，底吹压力0.5Mpa；钢水进站调炉渣，进站调炉渣时加入石灰2kg/t钢，萤石0.5kg/t钢，在渣面飘洒脱氧剂电石0.5kg/t脱氧，钢包总渣量控制在5.0kg/t，炉渣碱度R：3.0；钢水进站调炉渣之后加入硅锰合金1.0kg/t钢，硅铁1.0kg/t钢，高氮强化合金1.10kg/t钢，精炼结束后、软搅拌开始前钢水进行喂线处理，硅钙线喂入量150m/炉，喂线结束后软搅拌8min；高氮强化合金的成分组成：Fe:18%，N：16%，Ti：25%，Si：25%，Cr：12%，镧系稀土：4%；LF精炼出钢温度1560±10℃，出钢钢水成分中C≤0.25%，Si≤0.80%，Mn≤1.60%，S≤0.040%、P≤0.040%、N：100±30ppm，Ti：80-170ppm，V：10-40ppm；

（2）连铸；采取钢包长水口+中间包覆盖+浸入式水口全保护浇注，目标过热度为15~30℃，目标拉速2.4m/min，结晶器水量：1900L/min；二冷比水量：0.8L/kg，采取气雾冷却，压缩空气：0.3Mpa。

（3）轧制；采取步进式蓄热煤气加热炉，控制预热段温度为750±50℃，加热段温度为900℃，均热段温度为1050℃，采用18道平立交替轧机，开轧温度为1030℃，终轧温度为950℃，上冷床温度1000℃；

（4）冷却；采用135m齿条步进式冷床，空冷，上冷床温度为1000℃，下冷床温度≤200℃；

（5）剪切和打捆；采用850吨成品冷剪，剪切温度≤150℃，剪刃宽度1400mm，定尺9m或12m剪切；在剪切和打捆工序之间设置钢筋精整工序，钢筋表面无肉眼可见缺陷，每米弯曲度≤4mm，总弯曲度不大于钢筋总长度的0.4%。

剪切和打捆工序之间的整形设备与实施例一相同，此不赘述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种加入高氮强化合金的HRB400E螺纹钢筋的生产工艺，所述加入高氮强化合金的HRB400E螺纹钢筋以质量百分比计，包括下述成分：C：0.22-0.25％，Si：0.45-0.55％，Mn：1.40-1.50％，Ti：0.010-0.020％，P≤0.040％，S≤0.040％，N：0.009-0.012％；余量为铁及不可避免的杂质；

所述生产工艺包括以下步骤：

(1)冶炼，具体包括转炉冶炼、钢水合金化处理和LF精炼；

所述转炉冶炼具体为：入炉铁水中Si≤0.65％、P≤0.15％、S≤0.035％、渣量<0.5％，铁水温度≥1250℃；冶炼中分两批次加入石灰28±2kg/t钢，轻烧白云石18±1kg/t钢，石灰石3.5±1kg/t钢，控制转炉炉渣碱度为2.8±0.3，转炉终点温度为1670±20℃，转炉终点碳含量0.06％-0.15％；

所述钢水合金化处理具体为：转炉出钢过程中钢包底吹氩，控制底吹压力为0.5-0.8MPa，出钢1/4-3/4过程中，依次加入22±1kg/t钢硅锰合金、2.5±1kg/t硅铁、1.8±0.2kg/t增碳剂进行脱氧合金化，挡渣出钢，出钢时间≥3min；

所述LF精炼具体为：钢水进站调炉渣，之后加入硅锰合金1.0±0.5kg/t钢，硅铁1.0±0.5kg/t钢和高氮强化合金1.10±0.5kg/t钢，精炼结束后、软搅拌开始前钢水进行喂线处理，硅钙线喂入量150±50m/炉，喂线结束后软搅拌5-11min；

(2)连铸；所述连铸过程中目标过热度为15-30℃，目标拉速2.3-2.6m/min，结晶器水量为1800-2000L/min，二冷比水量为0.6-1.0L/kg；

(3)轧制；采取步进式蓄热煤气加热炉，控制预热段温度为750±50℃，加热段温度为900±50℃，均热段温度为1050±50℃，采用18道平立交替轧机，开轧温度为1030±30℃，终轧温度为950±50℃，上冷床温度1000±50℃；

(4)冷却；采用135m齿条步进式冷床，空冷，上冷床温度为1000±50℃，下冷床温度≤200℃；

(5)剪切和打捆；采用850吨成品冷剪，剪切温度≤150℃，剪刃宽度1400mm；

还包括位于剪切和打捆工序之间的钢筋姿态整形工序，在钢筋姿态整形工序采用整形设备对打捆前的多根钢筋中的每根钢筋的姿态进行调整，所述整形设备包括设备架以及设置在设备架上的输送组件、水平度调节组件和端部整平组件；

所述输送组件包括输送驱动组件、输送辊、轴和轴承，输送驱动组件与输送辊传动连接，输送辊通过轴和轴承安装在设备架上；

所述水平度调节组件包括安装在设备架两侧的多个第一竖直板和多个第二竖直板，所述第一竖直板的内侧设置多个第一倾斜板，多个第一倾斜板沿竖直排列，所述第二竖直板的内侧设置多个第二倾斜板，多个第二倾斜板沿竖直排列，第一倾斜板和第二倾斜板的高度交错布置，形成钢筋的S形滑落通道。

2.根据权利要求1所述的加入高氮强化合金的HRB400E螺纹钢筋的生产工艺，其特征在于：步骤(1)LF精炼中，进站调炉渣时加入石灰2kg/t钢，萤石0.5kg/t钢，在渣面飘洒脱氧剂电石0.4-0.7kg/t脱氧，钢包总渣量控制在5.0±1.0kg/t，炉渣碱度R：3.0±0.2。

3.根据权利要求1所述的加入高氮强化合金的HRB400E螺纹钢筋的生产工艺，其特征在于：所述高氮强化合金的成分组成：Fe:10-20％，N：10-20％，Ti：15-30％，Si：15-30％，Cr：8-15％，镧系稀土：2-5％。

4.根据权利要求1所述的加入高氮强化合金的HRB400E螺纹钢筋的生产工艺，其特征在于：LF精炼出钢温度1560±10℃，出钢钢水成分中C≤0.25％，Si≤0.80％，Mn≤1.60％，S≤0.040％、P≤0.040％、N：100±30ppm，Ti：80-170ppm，V：10-40ppm。

5.根据权利要求1所述的加入高氮强化合金的HRB400E螺纹钢筋的生产工艺，其特征在于：所述第一竖直板和第二竖直板上铰接滑落缓冲板，第一竖直板和第二竖直板上铰接滑落缓冲板对称布置，所述滑落缓冲板与第一竖直板和第二竖直板之间均设置扭簧。