一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法

摘要

本发明公开了一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法，包括以下步骤：在钢筋冶炼过程中，通过在钢水转炉出钢脱氧合金化添加一部分钒钛球，再将钢水吊运至LF精炼炉补加钒钛球，并采用硅铁粉、铝粒脱氧，造还原性白渣，生产全程底吹采取氩气搅拌，控制钢水中碳以及精炼还原气氛的温度，促使钒钛球中含量较高的有益强化合金元素V、Ti、Cr还原进入钢水，进而达到复合强化建筑钢筋的作用。本申请创造性在建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球，并通过钢水碳、温度与还原反应气氛控制，促使钒钛球中含量较高的有益强化合金元素V、Ti、Cr还原进入钢水中，起到复合强化作用；工艺操作简单，还原收得率稳定，降低了建筑钢筋的生产成本。

权利要求

1.一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法，其特征在于，包括以下步骤：在钢筋冶炼过程中，通过在钢水转炉出钢脱氧合金化添加一部分钒钛球，再将钢水吊运至LF精炼炉补加钒钛球，并采用硅铁粉、铝粒脱氧，造还原性白渣，生产全程底吹采取氩气搅拌，控制钢水中碳以及精炼还原气氛的温度，促使钒钛球中含量较高的有益强化合金元素V、Ti、Cr还原进入钢水，进而达到复合强化建筑钢筋的作用；

具体包括以下步骤：

(1)转炉出钢：钢水转炉冶炼，出钢碳≥0.10％，挡渣出钢温度控制在1650℃～1680℃，出钢时间≥3min；

(2)脱氧合金化：钢水转炉后加入脱氧剂进行脱氧合金化，在钢水脱氧合金化并且钢水未出完前加入第一次钒钛球，钢包底吹氩气进行搅拌，出完钢水后底吹氩气调整为弱吹1～

3min，弱吹结束后关闭底吹，渣面均匀撒铝粒；

(3)LF精炼造渣：将上述添加钒钛球的钢水吊运至LF造还原渣、升温，根据脱氧合金化情况，在LF补加第二次钒钛球，精炼开始时加入石灰与精炼渣造渣，采用硅铁粉和铝粒脱氧，造还原性白渣，顶渣碱度为3.0～3.5，白渣中FeO％+MnO％≤1.5％，加入第三次钒钛球，钢水温度满足要求后出站弱吹4.5～5.5min吊至连铸平；

(4)连铸：将上述LF精炼造渣完成的钢水进行连铸，全保护浇注；

(5)轧制：将上述连铸完成的钢水进行轧制，得到所述建筑钢筋；

所述钒钛球的成分，以重量百分比计为：S：0.010％～0.015％，SiO2：4.50％～5.50％，FeO：3.50％～5.00％，MgO：2.50％～3.50％，MnO：0.15％～0.25％，P：0.001％～0.015％，Cu：0.016％～0.040％，TiO2：10.0％～15.0％，Cr：0.35％～2.20％，V2O5：0.80％～1.50％，余量为Fe和不可避免的杂质，且杂质含量≤0.04％。

2.根据权利要求1所述的一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法，其特征在于：在步骤(2)，所述脱氧剂加入量为钢水重量的0.06～0.1％；所述第一次钒钛球加入量为钢水重量的0.5～1.2％；所述铝粒加入量为钢水重量的0.004～0.006％。

3.根据权利要求1所述的一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法，其特征在于：在步骤(3)，所述第二次钒钛球加入量为钢水重量的0～0.5％；所述第三次钒钛球加入量为钢水重量的0～0.5％；所述硅铁粉加入量为钢水重量的0.008～0.012％，所述铝粒加入量为钢水重量的0.02～0.05％；所述石灰加入量为钢水重量的0.55～0.65％。

4.根据权利要求1所述的一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法，其特征在于：在步骤(3)，所述精炼温度控制1620℃～1640℃。

5.根据权利要求1所述的一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法，其特征在于：在步骤(4)，所述连铸的铸坯断面为160mm×160mm，中包温度为1525℃～1550℃，拉速为

2.20m/min～2.60m/min。

6.根据权利要求1所述的一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法，其特征在于：在步骤(5)，所述建筑钢筋为热轧带肋钢筋HRB400或HRB500，其中HRB400的屈服强度为

430MPa～460MPa，抗拉强度为615MPa～640MPa，延伸率为20％～25％，强屈比＝1.30～

1.45；HRB500的屈服强度为530MPa～570MPa，抗拉强度为720MPa～760MPa，延伸率为15％～

25％，强屈比＝1.25～1.45。

7.根据权利要求6所述的一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法，其特征在于：所述HRB400的成分，以重量百分比计为：C：0.20％～0.25％，Si：0.40％～0.60％，Mn：

1.30％～1.50％，P≤0.045％，S≤0.045％，余量为Fe和不可避免的杂质，且杂质含量≤

0.04％；所述HRB500的成分，以重量百分比计为：C：0.21％～0.25％，Si：0.60％～0.80％，Mn：1.40％～1.60％，P≤0.045％，S≤0.045％，余量为Fe和不可避免的杂质，且杂质含量≤

0.04％。

8.根据权利要求1所述的一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法，其特征在于：在步骤(5)，所述轧制的规格为Φ12mm×4切分轧制、Φ14×4切分轧制、Φ16mm×2切分轧制、Φ20～Φ22mm×2切分轧制、Φ25mm、Φ28mm中的一种；所述轧制的开轧温度为1065℃～1080℃，终轧温度为930℃～950℃。

说明书

一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法

技术领域

[0001] 本发明属于冶炼技术领域，尤其涉及一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法。

背景技术

[0002] HRB400中文名是热轧带肋钢筋，直径是6～100mm。HRB400是国家强制标准GB1499.2—2007《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》中规定的螺纹钢筋牌号，从2008年3月1日起
开始实施，新标准代替GB1499‑1998《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》和GB13014‑1991《钢筋混
凝土用余热处理钢筋》，与原标准GB1499‑1998相比旧标准中的Ⅲ级钢筋在新标准下改称
HRB400级钢筋。因标准成分范围较宽和生产厂家的生产设备、工艺控制等不同，各个厂家所
生产的HRB400热轧带肋钢筋的成分各不相同，同时各个钢厂生产工艺也各不相同。

[0003] HRB500是国标GB1499.2‑2018《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》里规定的一种热轧带肋Ⅳ级钢筋，旧称四级钢筋，屈服强度不小于500Mpa，直径一般为6～100mm。国家强制标准
GB1499.2‑2018《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》从2018年11月1日起开始实施，新标准代替
GB1499‑2007《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》和GB13014‑1991《钢筋混凝土用余热处理钢
筋》，与原标准GB1499‑2007相比，旧标准中的Ⅳ级钢筋在新标准下改称为HRB500级钢筋。

[0004] HRB400、HRB500建材钢筋是我国建筑钢材中的重要组成部分，其广泛应用于我国的基础建设与民生工程中。新国标GB/T1499.2‑2018的实施对钢筋生产企业是一个巨大震
动。因为新国标对钢筋的金相组织、强度等级与重量偏差都进行了相应的规范。这种规范就
促使各生产企业研究合理的钢筋强化方式，满足建筑行业发展对钢筋的新需求，促进钢铁
企业创新发展、高质量发展的新形势。在这样的形势下，采用合金强化成为各生产企业共同
研究方向。

[0005] 目前，关于HRB400建筑钢筋或HRB500建筑钢筋的公开文献有一些，例如：

[0006] 1、专利申请CN201811016844.X，公开了一种HRB400钢筋和HRB400钢筋的生产方法，其中，HRB400钢筋，以质量百分比计，其化学成分为：C 0.19～0.25％，Si 0.55～
0.80％，Mn 1.45～1.60％，V 0.02～0.04％，N 0.008‑0.010％，余量为Fe和不可避免的杂
质。通过本发明的技术方案，通过利用钒氮微合金化提高强度，相比采用钒铁微合金化达到
了降低成本的目的，因此，HRB400钢筋具有力学性能优异稳定，成本低的优点。

[0007] 2、专利申请CN201510286456.3，公开了一种HRB400抗震耐腐蚀钢筋，按重量由以下成分组成：C：0.01‑0.10％；Si：0.10‑0.30％；Mn：0.20‑0.80％；Ni：0.01‑0.05％；Cr：
0.01‑0.05％；Nb：0.02‑0.03％；P：0.02％‑0.03％；S：≤0.03％；Mo≤0.02％；余量为Fe和不
可避免的微量杂质，所述HRB400抗震耐腐蚀钢筋可以用于制造高线、螺纹钢筋、板材等，本
发明利用了廉价的红土镍矿资源替代部分铁矿石资源进行钢铁冶炼，不仅使红土镍矿中大
量的铁得到了有效利用，红土镍矿中的镍、铬、钛等成分的添加，代替常规的一部分锰、钒、
铌元素来细化钢材的晶粒，改善了钢材的抗震性能和耐腐蚀性能。

[0008] 3、专利申请CN201710139657.X，公开了一种500MPa抗震钢筋及生产工艺，所述钢筋中含有钙基复合颗粒物，包括以下元素：Ca为10％～15％，Si为12％～13％，Al为2％～
3％，Mn为30％～35％，S为4％～5％，O为30％～35％，元素质量百分数之和为100％。生产过
程中，在钢水倒入中间包后，在结晶器中添加电石进行终脱氧，控制添加电石的量使得钢筋
的钢水中的氧含量降到30～50ppm，产生钙基复合颗粒物，在800～500℃以5～15℃/s速度
冷却。本发明通过钢水出钢后往结晶器中添加一定量电石再次脱氧，使钢中生成大量弥散
分布的CaO等细小颗粒物，在控制冷却速度条件下，钙基复合颗粒物作为异质形核核心促进
晶内针状铁素体形成，细化原始奥氏体晶粒，从而提高钢筋强度和韧性。

[0009] 4、专利申请CN201410140848.4，公开了一种HRB500级热轧带肋抗震钢筋及其制备方法。该钢的化学成分按重量百分比为：C：0.17～0.25％、Si：0.4～0.8％、Mn：1.2～1.5％、
P≤0.045％、S≤0.045％、V：0.028～0.045％、N：0.008～0.014％，其余为Fe和不可避免的
杂质元素。其制备方法包括铁水脱硫、转炉冶炼、吹氩、连铸、方坯加热、轧制、轧后控冷、冷
床空冷的步骤。该钢具有强度高、韧性高、制造成本低廉的优点，而且，其制备工艺流程简
单、生产成本低廉。

[0010] 然而，现有的HRB400、HRB500建筑钢筋的力学强度不佳，收得率不稳定，为了提高钢筋的强度，现有技术还有采用快速冷却细晶强化来提高钢筋强度，或者有通过微合金化
来提高钢筋强度等方法，但是成本较高。

发明内容

[0011] 本发明为解决上述技术问题，提供了一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法。本申请结合多年钒钛球使用研究成果，创造性在建筑钢筋HRB400、HRB500冶炼过程中
添加钒钛球，并通过钢水碳、温度与还原反应气氛控制，促使钒钛球中含量较高的有益强化
合金元素V、Ti、Cr还原进入钢水中，起到复合强化作用，提高了钢筋的强度，还原收得率稳
定，制得的钢筋满足建筑钢筋新国标要求，降低了建筑钢筋的生产成本，易于推广应用。

[0012] 为了能够达到上述所述目的，本发明采用以下技术方案：

[0013] 一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法，包括以下步骤：在钢筋冶炼过程中，通过在钢水转炉出钢脱氧合金化添加一部分钒钛球，再将钢水吊运至LF精炼炉补加
钒钛球，并采用硅铁粉、铝粒脱氧，造还原性白渣，生产全程底吹采取氩气搅拌，控制钢水中
碳以及精炼还原气氛的温度，促使钒钛球中含量较高的有益强化合金元素V、Ti、Cr还原进
入钢水，进而达到复合强化建筑钢筋的作用。

[0014] 进一步地，所述的一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法，包括以下步骤：

[0015] (1)转炉出钢：钢水转炉冶炼，出钢碳≥0.10％，挡渣出钢温度控制在1650℃～1680℃，出钢时间≥3min；

[0016] (2)脱氧合金化：钢水转炉后加入脱氧剂进行脱氧合金化，在钢水脱氧合金化并且钢水未出完前加入第一次钒钛球，钢包底吹氩气进行搅拌，出完钢水后底吹氩气调整为弱
吹1～3min，弱吹结束后关闭底吹，渣面均匀撒铝粒；

[0017] (3)LF精炼造渣：将上述添加钒钛球的钢水吊运至LF造还原渣、升温，根据脱氧合金化情况，在LF补加第二次钒钛球，精炼开始时加入石灰与精炼渣造渣，采用硅铁粉和铝粒
脱氧，造还原性白渣，顶渣碱度为3.0～3.5，白渣中FeO％+MnO％≤1.5％，加入第三次钒钛
球，钢水温度满足要求后出站弱吹4.5～5.5min吊至连铸平；

[0018] (4)连铸：将上述LF精炼造渣完成的钢水进行连铸，全保护浇注；

[0019] (5)轧制：将上述连铸完成的钢水进行轧制，得到所述建筑钢筋。

[0020] 进一步地，在步骤(2)，所述脱氧剂加入量为钢水重量的0.06～0.1％；所述第一次钒钛球加入量为钢水重量的0.5～1.2％；所述铝粒加入量为钢水重量的0.004～0.006％。

[0021] 进一步地，在步骤(3)，所述第二次钒钛球加入量为钢水重量的0～0.5％；所述第三次钒钛球加入量为钢水重量的0～0.5％；所述硅铁粉加入量为钢水重量的0.008～
0.012％，所述铝粒加入量为钢水重量的0.02～0.05％；所述石灰加入量为钢水重量的0.55
～0.65％。

[0022] 进一步地，在步骤(3)，所述精炼温度控制1620℃～1640℃。

[0023] 进一步地，在步骤(4)，所述连铸的铸坯断面为160mm×160mm，中包温度为1525℃～1550℃，拉速为2.20m/min～2.60m/min。

[0024] 进一步地，在步骤(5)，所述建筑钢筋为热轧带肋钢筋HRB400或HRB500，其中HRB400的屈服强度为430MPa～460MPa，抗拉强度为615MPa～640MPa，延伸率为20％～25％，
强屈比＝1.30～1.45；HRB500的屈服强度为530MPa～570MPa，抗拉强度为720MPa～760MPa，
延伸率为15％～25％，强屈比＝1.25～1.45。

[0025] 进一步地，所述HRB400的成分，以重量百分比计为：C：0.20％～0.25％，Si：0.40％～0.60％，Mn：1.30％～1.50％，P≤0.045％，S≤0.045％，余量为Fe和不可避免的杂质，且
杂质含量≤0.04％；所述HRB500的成分，以重量百分比计为：C：0.21％～0.25％，Si：0.60％
～0.80％，Mn：1.40％～1.60％，P≤0.045％，S≤0.045％，余量为Fe和不可避免的杂质，且
杂质含量≤0.04％。

[0026] 进一步地，在步骤(5)，所述轧制的规格为Φ12mm×4切分轧制、Φ14×4切分轧制、Φ16mm×2切分轧制、Φ20～Φ22mm×2切分轧制、Φ25mm、Φ28mm轧制中的一种；所述轧制
的开轧温度为1065℃～1081℃，终轧温度为930℃～950℃。

[0027] 进一步地，所述钒钛球的成分，以重量百分比计为：S：0.010％～0.015％，SiO2：4.50％～5.50％，FeO：3.50％～5.00％，MgO：2.50％～3.50％，MnO：0.15％～0.25％，P：
0.001％～0.015％，Cu：0.016％～0.040％，TiO2：10.0％～15.0％，Cr：0.35％～2.20％，
V2O5：0.80％～1.50％，余量为Fe和不可避免的杂质，且杂质含量≤0.04％。

[0028] 由于本发明采用了以上技术方案，具有以下有益效果：

[0029] (1)本申请结合多年钒钛球使用研究成果，创造性在建筑钢筋HRB400、HRB500冶炼过程中添加钒钛球，并通过钢水碳、温度与还原反应气氛控制，促使钒钛球中含量较高的有
益强化合金元素V、Ti、Cr还原进入钢水中，起到复合强化作用。

[0030] (2)本申请工艺操作简单，还原收得率稳定，成本远低于常规工艺下采用VFe、TiFe、CrFe强化的成本，制得的钢筋满足建筑钢筋新国标要求，降低了建筑钢筋的生产成
本，易于推广应用。

具体实施方式

[0031] 下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的
范围。

[0032] 本申请实施例1～5所用钒钛球的成分，以重量百分比计为，如下表1所示。

[0033] 表1

[0034]

[0035]

[0036] 实施例1

[0037] 一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法，包括以下步骤：在钢筋冶炼过程中，通过在钢水转炉出钢脱氧合金化添加一部分钒钛球，再将钢水吊运至LF精炼炉补加
钒钛球，并采用硅铁粉、铝粒脱氧，造还原性白渣，生产全程底吹采取氩气搅拌，控制钢水中
碳以及精炼还原气氛的温度，促使钒钛球中含量较高的有益强化合金元素V、Ti、Cr还原进
入钢水，进而达到复合强化建筑钢筋的作用，具体包括以下步骤：

[0038] (1)转炉出钢：钢水转炉冶炼，出钢碳≥0.10％，挡渣出钢温度控制在1650℃，出钢时间≥3min；

[0039] (2)脱氧合金化：钢水转炉后加入脱氧剂进行脱氧合金化，在钢水脱氧合金化并且钢水未出完前加入第一次钒钛球，钢包底吹氩气进行搅拌，出完钢水后底吹氩气调整为弱
吹1min，弱吹结束后关闭底吹，渣面均匀撒铝粒；

[0040] (3)LF精炼造渣：将上述添加钒钛球的钢水吊运至LF造还原渣、升温，根据脱氧合金化情况，在LF补加第二次钒钛球，精炼开始时加入石灰与精炼渣造渣，采用硅铁粉和铝粒
脱氧，造还原性白渣，顶渣碱度为3.0，白渣中FeO％+MnO％≤1.5％，加入第三次钒钛球，钢
水温度满足要求后出站弱吹4.5min吊至连铸平；

[0041] (4)连铸：将上述LF精炼造渣完成的钢水进行连铸，全保护浇注；

[0042] (5)轧制：将上述连铸完成的钢水进行轧制，得到所述建筑钢筋。

[0043] 进一步地，在步骤(2)，所述脱氧剂加入量为钢水重量的0.06％；所述第一次钒钛球加入量为钢水重量的0.5％；所述铝粒加入量为钢水重量的0.004％。

[0044] 进一步地，在步骤(3)，所述第二次钒钛球加入量为钢水重量的0.1％；所述第三次钒钛球加入量为钢水重量的0.3％；所述硅铁粉加入量为钢水重量的0.008％，所述铝粒加
入量为钢水重量的0.02％；所述石灰加入量为钢水重量的0.55％；所述精炼温度控制1620
℃。

[0045] 进一步地，在步骤(4)，所述连铸的铸坯断面为160mm×160mm，中包温度为1525℃，拉速为2.20m/min。

[0046] 进一步地，在步骤(5)，所述建筑钢筋为热轧带肋钢筋HRB400，其中HRB400的屈服强度为453MPa，抗拉强度为626MPa，延伸率为23.2％，强屈比＝1.38；所述轧制的规格为Φ
12mm×4切分轧制；所述轧制的开轧温度为1078℃，终轧温度为940℃。

[0047] 实施例2

[0048] 一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法，包括以下步骤：在钢筋冶炼过程中，通过在钢水转炉出钢脱氧合金化添加一部分钒钛球，再将钢水吊运至LF精炼炉补加
钒钛球，并采用硅铁粉、铝粒脱氧，造还原性白渣，生产全程底吹采取氩气搅拌，控制钢水中
碳以及精炼还原气氛的温度，促使钒钛球中含量较高的有益强化合金元素V、Ti、Cr还原进
入钢水，进而达到复合强化建筑钢筋的作用，具体包括以下步骤：

[0049] (1)转炉出钢：钢水转炉冶炼，出钢碳≥0.10％，挡渣出钢温度控制在1680℃，出钢时间≥3min；

[0050] (2)脱氧合金化：钢水转炉后加入脱氧剂进行脱氧合金化，在钢水脱氧合金化并且钢水未出完前加入第一次钒钛球，钢包底吹氩气进行搅拌，出完钢水后底吹氩气调整为弱
吹3min，弱吹结束后关闭底吹，渣面均匀撒铝粒；

[0051] (3)LF精炼造渣：将上述添加钒钛球的钢水吊运至LF造还原渣、升温，根据脱氧合金化情况，在LF补加第二次钒钛球，精炼开始时加入石灰与精炼渣造渣，采用硅铁粉和铝粒
脱氧，造还原性白渣，顶渣碱度为3.5，白渣中FeO％+MnO％≤1.5％，加入第三次钒钛球，钢
水温度满足要求后出站弱吹5.5min吊至连铸平；

[0052] (4)连铸：将上述LF精炼造渣完成的钢水进行连铸，全保护浇注；

[0053] (5)轧制：将上述连铸完成的钢水进行轧制，得到所述建筑钢筋。

[0054] 进一步地，在步骤(2)，所述脱氧剂加入量为钢水重量的0.1％；所述第一次钒钛球加入量为钢水重量的0.6％；所述铝粒加入量为钢水重量的0.006％。

[0055] 进一步地，在步骤(3)，所述第二次钒钛球加入量为钢水重量的0.3％；所述第三次钒钛球加入量为钢水重量的0.2％；所述硅铁粉加入量为钢水重量的0.012％，所述铝粒加
入量为钢水重量的0.05％；所述石灰加入量为钢水重量的0.65％；所述精炼温度控制1640
℃。

[0056] 进一步地，在步骤(4)，所述连铸的铸坯断面为160mm×160mm，中包温度为1550℃，拉速为2.60m/min。

[0057] 进一步地，在步骤(5)，所述建筑钢筋为热轧带肋钢筋HRB400，其中HRB400的屈服强度为442MPa，抗拉强度为622MPa，延伸率为24.6％，强屈比＝1.41；所述轧制规格Φ16mm
×2切分轧制；所述轧制的开轧温度为1070℃，终轧温度为948℃。

[0058] 实施例3

[0059] 一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法，包括以下步骤：在钢筋冶炼过程中，通过在钢水转炉出钢脱氧合金化添加一部分钒钛球，再将钢水吊运至LF精炼炉补加
钒钛球，并采用硅铁粉、铝粒脱氧，造还原性白渣，生产全程底吹采取氩气搅拌，控制钢水中
碳以及精炼还原气氛的温度，促使钒钛球中含量较高的有益强化合金元素V、Ti、Cr还原进
入钢水，进而达到复合强化建筑钢筋的作用，具体包括以下步骤：

[0060] (1)转炉出钢：钢水转炉冶炼，出钢碳≥0.10％，挡渣出钢温度控制在1655℃，出钢时间≥3min；

[0061] (2)脱氧合金化：钢水转炉后加入脱氧剂进行脱氧合金化，在钢水脱氧合金化并且钢水未出完前加入第一次钒钛球，钢包底吹氩气进行搅拌，出完钢水后底吹氩气调整为弱
吹1.3min，弱吹结束后关闭底吹，渣面均匀撒铝粒；

[0062] (3)LF精炼造渣：将上述添加钒钛球的钢水吊运至LF造还原渣、升温，根据脱氧合金化情况，在LF补加第二次钒钛球，精炼开始时加入石灰与精炼渣造渣，采用硅铁粉和铝粒
脱氧，造还原性白渣，顶渣碱度为3.2，白渣中FeO％+MnO％≤1.5％，加入第三次钒钛球，钢
水温度满足要求后出站弱吹4.7min吊至连铸平；

[0063] (4)连铸：将上述LF精炼造渣完成的钢水进行连铸，全保护浇注；

[0064] (5)轧制：将上述连铸完成的钢水进行轧制，得到所述建筑钢筋。

[0065] 进一步地，在步骤(2)，所述脱氧剂加入量为钢水重量的0.07％；所述第一次钒钛球加入量为钢水重量的0.5％；所述铝粒加入量为钢水重量的0.004％。

[0066] 进一步地，在步骤(3)，所述第二次钒钛球加入量为钢水重量的0.3％；所述第三次钒钛球加入量为钢水重量的0.3％；所述硅铁粉加入量为钢水重量的0.009％，所述铝粒加
入量为钢水重量的0.03％；所述石灰加入量为钢水重量的0.56％；所述精炼温度控制1625
℃。

[0067] 进一步地，在步骤(4)，所述连铸的铸坯断面为160mm×160mm，中包温度为1530℃，拉速为2.25m/min。

[0068] 进一步地，在步骤(5)，所述建筑钢筋为热轧带肋钢筋HRB400，其中HRB400的屈服强度为460MPa，抗拉强度为632MPa，延伸率为24.3％，强屈比＝1.37；所述轧制规格Φ22mm
×2切分轧制；所述轧制的开轧温度为1075℃，终轧温度为950℃。

[0069] 实施例4

[0070] 一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法，包括以下步骤：在钢筋冶炼过程中，通过在钢水转炉出钢脱氧合金化添加一部分钒钛球，再将钢水吊运至LF精炼炉补加
钒钛球，并采用硅铁粉、铝粒脱氧，造还原性白渣，生产全程底吹采取氩气搅拌，控制钢水中
碳以及精炼还原气氛的温度，促使钒钛球中含量较高的有益强化合金元素V、Ti、Cr还原进
入钢水，进而达到复合强化建筑钢筋的作用，具体包括以下步骤：

[0071] (1)转炉出钢：钢水转炉冶炼，出钢碳≥0.10％，挡渣出钢温度控制在1675℃，出钢时间≥3min；

[0072] (2)脱氧合金化：钢水转炉后加入脱氧剂进行脱氧合金化，在钢水脱氧合金化并且钢水未出完前加入第一次钒钛球，钢包底吹氩气进行搅拌，出完钢水后底吹氩气调整为弱
吹2.9min，弱吹结束后关闭底吹，渣面均匀撒铝粒；

[0073] (3)LF精炼造渣：将上述添加钒钛球的钢水吊运至LF造还原渣、升温，根据脱氧合金化情况，在LF补加第二次钒钛球，精炼开始时加入石灰与精炼渣造渣，采用硅铁粉和铝粒
脱氧，造还原性白渣，顶渣碱度为3.4，白渣中FeO％+MnO％≤1.5％，加入第三次钒钛球，钢
水温度满足要求后出站弱吹5.4min吊至连铸平；

[0074] (4)连铸：将上述LF精炼造渣完成的钢水进行连铸，全保护浇注；

[0075] (5)轧制：将上述连铸完成的钢水进行轧制，得到所述建筑钢筋。

[0076] 进一步地，在步骤(2)，所述脱氧剂加入量为钢水重量的0.09％；所述第一次钒钛球加入量为钢水重量的0.6％；所述铝粒加入量为钢水重量的0.006％。

[0077] 进一步地，在步骤(3)，所述第二次钒钛球加入量为钢水重量的0.3％；所述第三次钒钛球加入量为钢水重量的0.2％；所述硅铁粉加入量为钢水重量的0.011％，所述铝粒加
入量为钢水重量的0.047％；所述石灰加入量为钢水重量的0.63％；所述精炼温度控制1637
℃。

[0078] 进一步地，在步骤(4)，所述连铸的铸坯断面为160mm×160mm，中包温度为1548℃，拉速为2.57m/min。

[0079] 进一步地，在步骤(5)，所述建筑钢筋为热轧带肋钢筋HRB400，其中HRB400的屈服强度为450MPa，抗拉强度为619MPa，延伸率为24.3％，强屈比＝1.38；所述轧制规格为Φ
25mm；所述轧制的开轧温度为1080℃，终轧温度为948℃。

[0080] 实施例5

[0081] 一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法，包括以下步骤：在钢筋冶炼过程中，通过在钢水转炉出钢脱氧合金化添加一部分钒钛球，再将钢水吊运至LF精炼炉补加
钒钛球，并采用硅铁粉、铝粒脱氧，造还原性白渣，生产全程底吹采取氩气搅拌，控制钢水中
碳以及精炼还原气氛的温度，促使钒钛球中含量较高的有益强化合金元素V、Ti、Cr还原进
入钢水，进而达到复合强化建筑钢筋的作用，具体包括以下步骤：

[0082] (1)转炉出钢：钢水转炉冶炼，出钢碳≥0.10％，挡渣出钢温度控制在1665℃，出钢时间≥3min；

[0083] (2)脱氧合金化：钢水转炉后加入脱氧剂进行脱氧合金化，在钢水脱氧合金化并且钢水未出完前加入第一次钒钛球，钢包底吹氩气进行搅拌，出完钢水后底吹氩气调整为弱
吹2min，弱吹结束后关闭底吹，渣面均匀撒铝粒；

[0084] (3)LF精炼造渣：将上述添加钒钛球的钢水吊运至LF造还原渣、升温，根据脱氧合金化情况，在LF补加第二次钒钛球，精炼开始时加入石灰与精炼渣造渣，采用硅铁粉和铝粒
脱氧，造还原性白渣，顶渣碱度为3.3，白渣中FeO％+MnO％≤1.5％，加入第三次钒钛球，钢
水温度满足要求后出站弱吹5.0min吊至连铸平；

[0085] (4)连铸：将上述LF精炼造渣完成的钢水进行连铸，全保护浇注；

[0086] (5)轧制：将上述连铸完成的钢水进行轧制，得到所述建筑钢筋。

[0087] 进一步地，在步骤(2)，所述脱氧剂加入量为钢水重量的0.08％；所述第一次钒钛球加入量为钢水重量的0.5％；所述铝粒加入量为钢水重量的0.005％。

[0088] 进一步地，在步骤(3)，所述第二次钒钛球加入量为钢水重量的0.25％；所述第三次钒钛球加入量为钢水重量的0.4％；所述硅铁粉加入量为钢水重量的0.010％，所述铝粒
加入量为钢水重量的0.035％；所述石灰加入量为钢水重量的0.60％；所述精炼温度控制
1630℃。

[0089] 进一步地，在步骤(4)，所述连铸的铸坯断面为160mm×160mm，中包温度为1540℃，拉速为2.40m/min。

[0090] 进一步地，在步骤(5)，所述建筑钢筋为热轧带肋钢筋HRB400，其中HRB400的屈服强度为446MPa，抗拉强度为624MPa，延伸率为24.3％，强屈比＝1.40；所述轧制的规格为Φ
28mm；所述轧制的开轧温度为1073℃，终轧温度为940℃。

[0091] 实施例1～5制得的HRB400的成分与性能检验结果如下表2所示。

[0092] 表2

[0093]

[0094] 本申请实施例6～10所用钒钛球的成分，以重量百分比计为，如下表3所示。

[0095] 表3

[0096]

[0097]

[0098] 实施例6

[0099] 一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法，包括以下步骤：在钢筋冶炼过程中，通过在钢水转炉出钢脱氧合金化添加一部分钒钛球，再将钢水吊运至LF精炼炉补加
钒钛球，并采用硅铁粉、铝粒脱氧，造还原性白渣，生产全程底吹采取氩气搅拌，控制钢水中
碳以及精炼还原气氛的温度，促使钒钛球中含量较高的有益强化合金元素V、Ti、Cr还原进
入钢水，进而达到复合强化建筑钢筋的作用，具体包括以下步骤：

[0100] (1)转炉出钢：钢水转炉冶炼，出钢碳≥0.10％，挡渣出钢温度控制在1660℃，出钢时间≥3min；

[0101] (2)脱氧合金化：钢水转炉后加入脱氧剂进行脱氧合金化，在钢水脱氧合金化并且钢水未出完前加入第一次钒钛球，钢包底吹氩气进行搅拌，出完钢水后底吹氩气调整为弱
吹1min，弱吹结束后关闭底吹，渣面均匀撒铝粒；

[0102] (3)LF精炼造渣：将上述添加钒钛球的钢水吊运至LF造还原渣、升温，根据脱氧合金化情况，在LF补加第二次钒钛球，精炼开始时加入石灰与精炼渣造渣，采用硅铁粉和铝粒
脱氧，造还原性白渣，顶渣碱度为3.2，白渣中FeO％+MnO％≤1.5％，加入第三次钒钛球，钢
水温度满足要求后出站弱吹4.6min吊至连铸平；

[0103] (4)连铸：将上述LF精炼造渣完成的钢水进行连铸，全保护浇注；

[0104] (5)轧制：将上述连铸完成的钢水进行轧制，得到所述建筑钢筋。

[0105] 进一步地，在步骤(2)，所述脱氧剂加入量为钢水重量的0.06％；所述第一次钒钛球加入量为钢水重量的0.7％；所述铝粒加入量为钢水重量的0.004％。

[0106] 进一步地，在步骤(3)，所述第二次钒钛球加入量为钢水重量的0.4％；所述第三次钒钛球加入量为钢水重量的0.3％；所述硅铁粉加入量为钢水重量的0.008％，所述铝粒加
入量为钢水重量的0.02％；所述石灰加入量为钢水重量的0.55％；所述精炼温度控制1620
℃。

[0107] 进一步地，在步骤(4)，所述连铸的铸坯断面为160mm×160mm，中包温度为1530℃，拉速为2.30m/min。

[0108] 进一步地，在步骤(5)，所述建筑钢筋为热轧带肋钢筋HRB500，且HRB500的屈服强度为554MPa，抗拉强度为725MPa，延伸率为23.5％，强屈比＝1.31；所述轧制的规格为Φ
12mm×4切分轧制；所述轧制的开轧温度为1081℃，终轧温度为950℃。

[0109] 实施例7

[0110] 一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法，包括以下步骤：在钢筋冶炼过程中，通过在钢水转炉出钢脱氧合金化添加一部分钒钛球，再将钢水吊运至LF精炼炉补加
钒钛球，并采用硅铁粉、铝粒脱氧，造还原性白渣，生产全程底吹采取氩气搅拌，控制钢水中
碳以及精炼还原气氛的温度，促使钒钛球中含量较高的有益强化合金元素V、Ti、Cr还原进
入钢水，进而达到复合强化建筑钢筋的作用，具体包括以下步骤：

[0111] (1)转炉出钢：钢水转炉冶炼，出钢碳≥0.10％，挡渣出钢温度控制在1670℃，出钢时间≥3min；

[0112] (2)脱氧合金化：钢水转炉后加入脱氧剂进行脱氧合金化，在钢水脱氧合金化并且钢水未出完前加入第一次钒钛球，钢包底吹氩气进行搅拌，出完钢水后底吹氩气调整为弱
吹3min，弱吹结束后关闭底吹，渣面均匀撒铝粒；

[0113] (3)LF精炼造渣：将上述添加钒钛球的钢水吊运至LF造还原渣、升温，根据脱氧合金化情况，在LF补加第二次钒钛球，精炼开始时加入石灰与精炼渣造渣，采用硅铁粉和铝粒
脱氧，造还原性白渣，顶渣碱度为3.1，白渣中FeO％+MnO％≤1.5％，加入第三次钒钛球，钢
水温度满足要求后出站弱吹5.5min吊至连铸平；

[0114] (4)连铸：将上述LF精炼造渣完成的钢水进行连铸，全保护浇注；

[0115] (5)轧制：将上述连铸完成的钢水进行轧制，得到所述建筑钢筋。

[0116] 进一步地，在步骤(2)，所述脱氧剂加入量为钢水重量的0.1％；所述第一次钒钛球加入量为钢水重量的0.8％；所述铝粒加入量为钢水重量的0.006％。

[0117] 进一步地，在步骤(3)，所述第二次钒钛球加入量为钢水重量的0.3％；所述第三次钒钛球加入量为钢水重量的0.3％；所述硅铁粉加入量为钢水重量的0.012％，所述铝粒加
入量为钢水重量的0.05％；所述石灰加入量为钢水重量的0.63％；所述精炼温度控制1640
℃。

[0118] 进一步地，在步骤(4)，所述连铸的铸坯断面为160mm×160mm，中包温度为1545℃，拉速为2.50m/min。

[0119] 进一步地，在步骤(5)，所述建筑钢筋为热轧带肋钢筋HRB500，且HRB500的屈服强度为562MPa，抗拉强度为728MPa，延伸率为24.6％，强屈比＝1.30；所述轧制的规格为Φ14
×4切分轧制；所述轧制的开轧温度为1080℃，终轧温度为944℃。

[0120] 实施例8

[0121] 一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法，包括以下步骤：在钢筋冶炼过程中，通过在钢水转炉出钢脱氧合金化添加一部分钒钛球，再将钢水吊运至LF精炼炉补加
钒钛球，并采用硅铁粉、铝粒脱氧，造还原性白渣，生产全程底吹采取氩气搅拌，控制钢水中
碳以及精炼还原气氛的温度，促使钒钛球中含量较高的有益强化合金元素V、Ti、Cr还原进
入钢水，进而达到复合强化建筑钢筋的作用，具体包括以下步骤：

[0122] (1)转炉出钢：钢水转炉冶炼，出钢碳≥0.10％，挡渣出钢温度控制在1660℃，出钢时间≥3min；

[0123] (2)脱氧合金化：钢水转炉后加入脱氧剂进行脱氧合金化，在钢水脱氧合金化并且钢水未出完前加入第一次钒钛球，钢包底吹氩气进行搅拌，出完钢水后底吹氩气调整为弱
吹1.5min，弱吹结束后关闭底吹，渣面均匀撒铝粒；

[0124] (3)LF精炼造渣：将上述添加钒钛球的钢水吊运至LF造还原渣、升温，根据脱氧合金化情况，在LF补加第二次钒钛球，精炼开始时加入石灰与精炼渣造渣，采用硅铁粉和铝粒
脱氧，造还原性白渣，顶渣碱度为3..2，白渣中FeO％+MnO％≤1.5％，加入第三次钒钛球，钢
水温度满足要求后出站弱吹4.8min吊至连铸平；

[0125] (4)连铸：将上述LF精炼造渣完成的钢水进行连铸，全保护浇注；

[0126] (5)轧制：将上述连铸完成的钢水进行轧制，得到所述建筑钢筋。

[0127] 进一步地，在步骤(2)，所述脱氧剂加入量为钢水重量的0.07％；所述第一次钒钛球加入量为钢水重量的0.8％；所述铝粒加入量为钢水重量的0.004～0.006％。

[0128] 进一步地，在步骤(3)，所述第二次钒钛球加入量为钢水重量的0.5％；所述第三次钒钛球加入量为钢水重量的0.35％；所述硅铁粉加入量为钢水重量的0.009％，所述铝粒加
入量为钢水重量的0.03％；所述石灰加入量为钢水重量的0.58％；所述精炼温度控制1625
℃。

[0129] 进一步地，在步骤(4)，所述连铸的铸坯断面为160mm×160mm，中包温度为1535℃，拉速为2.30m/min。

[0130] 进一步地，在步骤(5)，所述建筑钢筋为热轧带肋钢筋HRB500，且HRB500的屈服强度为540MPa，抗拉强度为730MPa，延伸率为22％，强屈比＝1.35；所述轧制的规格为Φ20mm
×2切分轧制；所述轧制的开轧温度为1070℃，终轧温度为940℃。

[0131] 实施例9

[0132] 一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法，包括以下步骤：在钢筋冶炼过程中，通过在钢水转炉出钢脱氧合金化添加一部分钒钛球，再将钢水吊运至LF精炼炉补加
钒钛球，并采用硅铁粉、铝粒脱氧，造还原性白渣，生产全程底吹采取氩气搅拌，控制钢水中
碳以及精炼还原气氛的温度，促使钒钛球中含量较高的有益强化合金元素V、Ti、Cr还原进
入钢水，进而达到复合强化建筑钢筋的作用，具体包括以下步骤：

[0133] (1)转炉出钢：钢水转炉冶炼，出钢碳≥0.10％，挡渣出钢温度控制在1670℃，出钢时间≥3min；

[0134] (2)脱氧合金化：钢水转炉后加入脱氧剂进行脱氧合金化，在钢水脱氧合金化并且钢水未出完前加入第一次钒钛球，钢包底吹氩气进行搅拌，出完钢水后底吹氩气调整为弱
吹2.5min，弱吹结束后关闭底吹，渣面均匀撒铝粒；

[0135] (3)LF精炼造渣：将上述添加钒钛球的钢水吊运至LF造还原渣、升温，根据脱氧合金化情况，在LF补加第二次钒钛球，精炼开始时加入石灰与精炼渣造渣，采用硅铁粉和铝粒
脱氧，造还原性白渣，顶渣碱度为3.4，白渣中FeO％+MnO％≤1.5％，加入第三次钒钛球，钢
水温度满足要求后出站弱吹5.3min吊至连铸平；

[0136] (4)连铸：将上述LF精炼造渣完成的钢水进行连铸，全保护浇注；

[0137] (5)轧制：将上述连铸完成的钢水进行轧制，得到所述建筑钢筋。

[0138] 进一步地，在步骤(2)，所述脱氧剂加入量为钢水重量的0.09％；所述第一次钒钛球加入量为钢水重量的0.9％；所述铝粒加入量为钢水重量的0.006％。

[0139] 进一步地，在步骤(3)，所述第二次钒钛球加入量为钢水重量的0.4％；所述第三次钒钛球加入量为钢水重量的0.35％；所述硅铁粉加入量为钢水重量的0.011％，所述铝粒加
入量为钢水重量的0.045％；所述石灰加入量为钢水重量的0.62％；所述精炼温度控制1635
℃。

[0140] 进一步地，在步骤(4)，所述连铸的铸坯断面为160mm×160mm，中包温度为1540℃，拉速为2.50m/min。

[0141] 进一步地，在步骤(5)，所述建筑钢筋为热轧带肋钢筋HRB500，且HRB500的屈服强度为550MPa，抗拉强度为750MPa，延伸率为24％，强屈比＝1.40；所述轧制的规格为Φ25mm；
所述轧制的开轧温度为1065℃，终轧温度为947℃。

[0142] 实施例10

[0143] 一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法，包括以下步骤：在钢筋冶炼过程中，通过在钢水转炉出钢脱氧合金化添加一部分钒钛球，再将钢水吊运至LF精炼炉补加
钒钛球，并采用硅铁粉、铝粒脱氧，造还原性白渣，生产全程底吹采取氩气搅拌，控制钢水中
碳以及精炼还原气氛的温度，促使钒钛球中含量较高的有益强化合金元素V、Ti、Cr还原进
入钢水，进而达到复合强化建筑钢筋的作用，具体包括以下步骤：

[0144] (1)转炉出钢：钢水转炉冶炼，出钢碳≥0.10％，挡渣出钢温度控制在1668℃，出钢时间≥3min；

[0145] (2)脱氧合金化：钢水转炉后加入脱氧剂进行脱氧合金化，在钢水脱氧合金化并且钢水未出完前加入第一次钒钛球，钢包底吹氩气进行搅拌，出完钢水后底吹氩气调整为弱
吹2min，弱吹结束后关闭底吹，渣面均匀撒铝粒；

[0146] (3)LF精炼造渣：将上述添加钒钛球的钢水吊运至LF造还原渣、升温，根据脱氧合金化情况，在LF补加第二次钒钛球，精炼开始时加入石灰与精炼渣造渣，采用硅铁粉和铝粒
脱氧，造还原性白渣，顶渣碱度为3.3，白渣中FeO％+MnO％≤1.5％，加入第三次钒钛球，钢
水温度满足要求后出站弱吹5.0min吊至连铸平；

[0147] (4)连铸：将上述LF精炼造渣完成的钢水进行连铸，全保护浇注；

[0148] (5)轧制：将上述连铸完成的钢水进行轧制，得到所述建筑钢筋。

[0149] 进一步地，在步骤(2)，所述脱氧剂加入量为钢水重量的0.08％；所述第一次钒钛球加入量为钢水重量的0.9％；所述铝粒加入量为钢水重量的0.005％。

[0150] 进一步地，在步骤(3)，所述第二次钒钛球加入量为钢水重量的0.3％；所述第三次钒钛球加入量为钢水重量的0.4％；所述硅铁粉加入量为钢水重量的0.010％，所述铝粒加
入量为钢水重量的0.035％；所述石灰加入量为钢水重量的0.60％；所述精炼温度控制1630
℃。

[0151] 进一步地，在步骤(4)，所述连铸的铸坯断面为160mm×160mm，中包温度为1540℃，拉速为2.40m/min。

[0152] 进一步地，在步骤(5)，所述建筑钢筋为热轧带肋钢筋HRB500，且HRB500的屈服强度为545MPa，抗拉强度为734MPa，延伸率为23.8％，强屈比＝1.35；所述轧制的规格为Φ
28mm；所述轧制的开轧温度为1075℃，终轧温度为933℃。

[0153] 实施例6～10制得的HRB500成分与性能检验结果如下表4所示。

[0154] 表4

[0155]

[0156]

[0157] 为了进一步说明本发明能够达到所述技术效果，做以下实验：

[0158] 采用传统工艺制备HRB400，具体工艺为：直接在转炉合金化时添加钒氮合金，不进行LF精炼处理，Si含量0.70％左右，较本发明高0.20％；V含量0.020％，较本发明高0.005％
左右；不添加Ti；轧制工艺：开轧温度1030℃～1050℃，终轧温度850℃～900℃。同时进行5
个平行实验，分别标记为对比例1、对比例2、对比例3、对比例4、对比例5，各对比例制得的
HRB400成分与性能检验对比结果如下表5所示。

[0159] 表5

[0160]

[0161] 通过将实施例1～5与对比例1～5进行对比可知，本发明直接使用钒钛球还原得到V、Ti、Cr等强化合金元素，降低了VFe合金与SiFe合金使用量，生产成本相对较低。

[0162] 另外，采用传统工艺制备HRB500，具体工艺为：采用在转炉合金化时添加钒氮合金与VFe合金，进行LF精炼微调成分处理，Si含量为0.65％左右，较本发明低0.05％；V含量为
0.085％，较本发明高0.065％左右；无强化Ti元素；轧制工艺为：开轧温度1050℃～1080℃，
终轧温度850℃～900℃。同时进行5个平行实验，分别标记为对比例6、对比例7、对比例8、对
比例9、对比例10，各对比例制得的HRB500成分与性能检验对比结果如下表6所示。

[0163] 表6

[0164]

[0165]

[0166] 通过将实施例6～10与对比例6～10进行对比可知，本发明直接使用钒钛球还原得到V、Ti、Cr等强化合金元素，降低了VFe合金使用量，实现较低的V、Ti、Cr含量达到较好强化
效果。由于钒钛球价格也较单独的VFe、TiFe与CrFe价格低，因此，生产成本相对较低。

[0167] 综上所述，本申请结合多年钒钛球使用研究成果，创造性在建筑钢筋HRB400、HRB500冶炼过程中添加钒钛球，并通过钢水碳、温度与还原反应气氛控制，促使钒钛球中含
量较高的有益强化合金元素V、Ti、Cr还原进入钢水中，起到复合强化作用；工艺操作简单，
还原收得率稳定，成本远低于常规工艺下采用VFe、TiFe、CrFe强化的成本，制得的钢筋满足
建筑钢筋新国标要求，降低了建筑钢筋的生产成本，易于推广应用。

[0168] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在没有背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无
论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附
权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同含义和范围内的所有变化
囊括在本发明的保护范围之内。