1、自 2005 年以来，HRB400 钢筋市场需求量不断增加，使 HRB400 钢筋的生产规模迅速扩大，产量大幅度增加，由于在生产 HRB400 钢筋中采用 V 微合金化技术，造成钒铁价格大幅度上升。因钒铁价格的提高，企业生产 HRB400 钢筋的成本增加，利润下降。为降低冶炼的合金成本，济南钢铁集团总公司（简称济钢）采用了铌代钒技术生产。自应用铌微合金化生产HRB400 以来，在连铸生产中连续发生铸坯表面横裂纹和矫直前后漏钢事故，直接影响正常生产。为稳定 HRB400 钢筋的生产，根据 V、Nb、Ti 元素的冶金特性，济钢提出铌钛复合技术在钢筋中应用，经过试验，研制成功铌钛复合 HRB400
2、钢筋，并在生产中推广应用。为保证试验的顺利实施，结合济钢现行生产工艺制度，设计并修改了钢的化学成分，制定了严格的工艺控制要求。1 工艺流程高炉优质铁水（废钢）LD 转炉炉外处理（底吹氩、喂线）方坯连铸机质量检验判定（熔炼成分、表面）热送热装轧钢加热连续轧制自然冷却定尺剪切质量检验打捆包装检验判定产品出厂。2 成分设计试验轧制钢种 20MnSiNbTi，钢筋牌号 HRB400。微合金化采用铌钛复合技术，熔炼成分Nb 含量 0.015%0.040%、Ti 含量 0.005%0.025%。熔炼成分及力学性能按 GB1499-1998执行。3 铌钛合金技术要求验钢按 HRB400 组织冶炼，采用铌铁和
3、钛铁复合微合金化技术，铌铁合金（FeNb）要求Nb64%67%，钛铁合金（FeTi）要求 Ti28%31%。4 工艺要求（1）终点温度 16401670，终点碳含量大于 0.12%。（2）按钢筋的生产规格，吨钢加入铌铁 0.200.50kg、钛铁 0.200.70kg，硅锰铁、高碳锰铁、硅铁按常规生产20MnSi 配加。（3）出钢后钢水进行炉外底吹氩处理，吹氩时间大于 5min，吹氩后温度15701600。（4）连铸中间包温度 15151540，连铸拉速 2.63.2m/min。二冷配水采用弱配水制度，矫直温度 900950。（5）铸坯加热时间 4575min，加热温度11801250，开轧温
4、度 10501150，终轧温度小于 850。（6）直径 1220mm钢筋采用双切分轧制，直径 2232mm 钢筋按常规轧制，成品轧制速度1017.5m/min。为检验钢筋力学性能是否达到 HRB400 标准要求，按设计方案进行冶炼轧制试验和批量生产。前期进行了研制试验，经对钢筋的成分、性能检验分析，各项指标达到标准要求。按试验结果对熔炼成分优化后，进行批量试验生产。根据钢筋的试验结果，对化学成分和力学性能做统计回归分析，结合合金元素对力学性能的贡献，制定了化学成分的控制目标，保证力学性能在中限范围。生产工序分析1 炼钢工序转炉终点温度 16001690，平均 1667；出钢温度 1648169
5、0，平均 1673；出钢时间大于 110s；终点 C 含量在 0.06%0.15%，平均 C 含量 0.09%。C 含量集中在0.08%0.12%，该范围数据占总量的 93.66%，C 含量大于等于 0.10%的有 67 炉，占总量的47.18%，C 含量大于等于 0.12%的只有 7 炉，占 4.93%。分析认为，大批量生产铌钛复合HRB400，终点 C 含量控制偏低，与设计目标值 C 含量大于等于 0.12%差距较大，应引起高度重视。提高终点 C 含量可有效减少钢中含氧量，降低钢水氧化性，是提高合金元素回收率的措施。冶炼过程对 Ti、Nb 加入制度严格控制，使 Ti、Nb 回收率明显提高。
6、FeNb60 按实际吨钢加入量 0.4kg 计算，Nb 元素回收率 96.81%；FeTi30 合金按实际吨钢加入量 0.55kg 计算，Ti 元素回收率 85.37%。钢水吹氩时间不小于 5min，吹氩后温度 1578，温度比吹氩前降低 29，温降为 6/min。吹氩后温度符合设计参数，适合连铸工艺对钢水温度的要求。连铸拉钢过程，中间包温度 15151540，平均为 1527。四流拉速2.83.2m/min，平均拉速 3.15m/min。试验时发生 4 次拉矫直机漏钢事故，分析漏钢的原因主要是矫直温度低，由于矫直外力作用，在钢坯振痕处矫裂，造成裂纹漏钢。为解决漏钢问题，对拉钢工艺制度进行调整
7、，把矫直温度由 880调整为 930以上，实践证明，连续拉钢 850 炉未发生漏钢事故。2 轧钢工序连铸坯采用热送热装，热装温度 650以上，正常加热时间 50min。加热温度11501250，平均 1186。开轧温度 10501180，平均 1135。按生产规格，分别采用双切分和不切分轧制，1220mm 钢筋切分轧制，2232mm 钢筋常规不切分轧制。成品轧制速度按规格严格控制，不同的轧制规格采用不同的轧制速度，1214mm 轧制速度为 17.5m/s，1620mm 轧制速度为1415m/s，22、25mm 轧制速度为 145m/s，28、32mm 轧制速度为 1012m/s。成品钢筋上冷床
8、温度小于 850，在自然冷却 1015min 后进行定尺剪切，剪切温度小于 320。铌钛复合成本分析试验生产过程，钢的熔炼成分按优化目标控制，固定高碳锰铁、硅铁、硅锰铁合金加入量。按钢筋的生产规格调整钛铁、铌钛的加入量，小规格钢筋铌钛加入量按成分下限配加，大规格钢筋按上限配加。济钢自推广应用铌钛复合技术生产 HRB400 钢筋以来，2005年 38 月份累计冶炼轧制生产 1232mm 钢筋 4255 批，生产合格钢筋 214907.267t，熔炼成分、力学性能、表面质量等综合合格率为 100%，理论成材率 101.05%，定尺率99.37%。按 HRB400 铌钛合金的平均加入量计算，合金生产成本比 HRB335 增加 47 元/t，比传统钒铁微合金化工艺降低合金成本 128.50 元/t，比铌微合金化工艺降低合金成本 13 元/t。实践证明，用铌钛复合微合金化技术生产 HRB400 钢筋，实现了生产成本最小化。
