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1640～1670℃，终点碳含量大于0.12%。(2)按钢筋的生产规格，吨钢加入铌铁0.20～0.50kg、钛铁0.20～0.70kg，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1570～1600℃。(4)连铸中间包温度1515～1540℃，连铸拉速2.6～3.2m/min。二冷配水采用弱配水制度，矫直温度900～950℃。(5)铸坯加热时间45～75min，加热温度1180～1250℃，开轧温度1050～1150℃，终轧温度小于850℃。(6)直径φ12～φ20mm钢筋采用双切分轧制，直径φ22～φ32mm钢筋按常规轧制，成品轧制速度10～17.5m/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1600～1690℃，平均1667℃;出钢温度1648～1690℃，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。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1515～1540℃，平均为1527℃。四流拉速2.8～3.2m/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，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1150～1250℃，平均1186℃。开轧温度1050～1180℃，平均1135℃。

　　按生产规格，分别采用双切分和不切分轧制，φ12～φ20mm钢筋切分轧制，φ22～φ32mm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，φ12～φ14mm轧制速度为17.5m/s，φ16～φ20mm轧制速度为14～15m/s，φ22、φ25mm轧制速度为145m/s，φ28、φ32mm轧制速度为10～12m/s。

　　成品钢筋上冷床温度小于850℃，在自然冷却10～15min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3～8月份累计冶炼轧制生产φ12～φ32mm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。

　　(来源：钢铁产业)