RB400带肋钢筋低成本微合金化工艺生产试验研究.doc

H RB400带肋钢筋低成本微合金化工艺生产试验研究 酒泉钢铁（集团）公司 杨爱元 摘要：为不断降低成本，先后以FeV50、NV75和FeNb65微合金化工艺进行了生产HRB400带肋钢筋试制，通过比较不同微合金的不同加入量及碳、锰化学成分含量对成品HRB400带肋钢筋性能的影响，制定最佳微合金化生产工艺，以指导现场生产。 主题词：微合金化、HRB400、成本、研究开发 1前 言 混凝土结构用钢筋作为工程结构主要材料之一，被广泛用于工业与民用建筑、铁道、桥梁、公路、水电等行业，其质量的优劣直接影响工程结构的正常使用和安全。我国建筑用钢筋普遍采用的是Ⅱ级HRB335带肋钢筋，而发达国家如美国、西欧、日本等则普遍使用的是Ⅲ级HRB400带肋钢筋，甚至级别更高的带肋钢筋。随着我国加入WTO，建筑用钢筋的等级迫切需要提高，这不仅有利于我国建筑用钢筋参与国际竞争，而且生产使用高强度钢筋也可以节省钢材资源，提高建筑物的抗震级别。据有关专家测算，按现行建筑标准，以Ⅲ级HRB400带肋钢筋代替Ⅱ级带肋钢筋平均可节约钢筋用量14%，全国每年可节约建筑用钢筋用量约420万吨左右，相当于一个中型钢铁企业一年的产量，由此可见，生产Ⅲ级HRB400带肋钢筋具有巨大经济效益和社会效益。 酒钢于2002年采用FeV微合金化生产工艺成功地开发出了Ⅲ级HRB400带肋钢筋;2003年在此基础上，为了降低生产成本，又应用NV微合金化技术开发出了Ⅲ级HRB400带肋钢筋；今年以来随着FeV和NV合金价格的暴涨，上述两种微合金化工艺生产Ⅲ级HRB400带肋钢筋已失去竞争力，2004年9月采用价格较低的FeNb合金，开发出了用FeNb微合金化的Ⅲ级HRB400带肋钢筋,进一步降低了生产成本，取得了显著的经济效益。 2 HRB400微合金化工艺研究 2.1 主要技术要求 HRB400热轧带肋钢筋采用标准为GB1499—1998，HRB400带肋钢筋生产的化学成分见表1；力学性能见表2 表1 HRB400化学成分 牌号化学成分 %CSiMnPSV或NbHRB400≤0.25≤0.80≤1.60≤0.045≤0.045/FeV设计成分 0.18～0.240.40～0.751.20～1.50≤0.030≤0.0300.04～0.10NV设计 成分0.18～0.240.40～0.751.20～1.50≤0.030≤0.0300.02～0.04NbFe设计成分0.18～0.240.40～0.751.20～1.50≤0.030≤0.0300.025～0.040 表2 HRB400力学性能 牌号σs (MPa)σb (MPa)δ5 (%)HRB400≥400≥570≥14 钢筋实测抗拉强度与实测屈服点之比不小于1.25； 钢筋实测屈服强度与表2规定的最小屈服点之比不大于1.30。 2.2工艺流程 高炉铁水→混铁炉→转炉冶炼→档渣出钢→脱氧合金化（微合金化）→钢包全程底吹氩→方坯连铸（大包注流保护浇注）→铸坯检验入库→方坯加热→高速棒材轧机轧制→水冷段控制冷却→倍尺剪剪切→冷床冷却→定尺剪剪切→表面、外观质量检查→打包入库。 2.3冶炼、轧制控制要点 冶炼控制要点：控制终点C≥0.05%，P≤0.020%,S≤0.020%；挡渣出钢，要求渣层小于50mm；用MnSi、FeSi和BaAlSi作为脱氧合金；吹氩时间不少于5分钟，吹氩后添加覆盖剂保温；连铸全过程保护浇注，正常拉速控制在2.2～2.8m/min。 轧制控制要点：为保证钢中V、Nb微合金元素、化合物的充分固溶，采用较高的加热温度，加热炉均热温度控制在1150℃～1200℃；开轧温度控制在1080℃～1150℃；终轧温度控制在850℃～950℃。 2.4试验方案 根据各种微合金元素的强化效果，设计了三种加入量的方案，通过比较以取得较经济合理的微合金化工艺方案。FeV、NV和FeNb微合金化试验方案见表3、表4、表5。 表3 FeV合金加入量方案 项 目成品目标V含量（%）吨钢加入量（kg）方案一0.051.0方案二0.061.2方案三0.071.4 表4 NV合金加入量方案 项 目成品目标V含量（%）吨钢加入量（kg）方案一0.020.3方案二0.030.4方案三0.040.5 表5 FeNb合金加入量方案 项 目成品目标Nb含量（%）吨钢加入量（kg）方案一0.0250.50方案二0.0350.60方案三0.0400.70 2.5产品检验结果 表6 FeV钢筋 、NV钢筋和FeNb钢筋化学成分表 微合