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1、HRB400热轧带肋钢筋研制开发第26卷第1期2004年3月甘肃冶金CANSUMEnLLURGYVoI.26NO.1Mar.,2004文章编号:1672-4461(2004)014)0504)3HRB400热轧带肋钢筋研制开发鲁维东(酒泉钢铁集团公司,甘肃嘉峪关735100)摘要:通过酒钢4000t的HRIM00热轧带肋钢筋生产实践,总结了生产中的冶炼,轧制要点,分析了钢筋的性能及产生的效益.关键词:HRIM00;热轧;带肋钢筋;研制中图分类号:TG335.64文献标识码:B1前言随着国民经济的发展,基础设施的建设对混凝土结构用钢筋的性能也提出了更高地要求.目前,国外主要生产和使用屈服强度40
2、0460MPa的钢筋,而我国还是以级钢筋强度为主,强度偏低.因此,国家有关部门积极号召推广应用400MPa新级钢筋.采用微合金化的冶炼工艺,控轧控冷工艺等研制成功的400MPa新级钢筋,将我国建筑用钢筋大大向前推进了一步,具有较好的经济效益和社会效益.承钢,攀钢,首钢,八钢等企业已纷纷研制成功并投人生产.2002年,酒泉钢铁集团公司将HRB400热轧带肋钢筋研制开发列为重点科技创新项目.深入地进行了研制开发工作.2产品开发采用的标准HRB400热轧带肋钢筋采用标准为GB14991998.标准对钢筋生产的技术要求主要有以下几方面.2.1化学成分(1)钢的牌号,化学成分(熔炼成分)和碳当量应符合表
3、l的规定.根据需要,钢中还可以加入V,Nb,Ti等元素.表1ItRIM00钢的化学成分(%)牌号CsiMnPsCeqHRB40oO.25O.8O1.6O0.0450,O450.54(2)碳当量Ceq(百分比)值可按下列公式计算:Ceq=C+Mn/6+V/5,允许偏差为+0.03%.2.2力学性能(1)钢筋的力学性能应符合表2的规定.(2)根据需方要求,可供应满足下列条件的钢筋: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.表2ItRIM00钢的力学性能2.3工艺试验2.3.1弯曲试验按表3的规定弯曲180.后,钢筋受弯曲部位表面不得产
4、生裂纹.表3弯曲试验标准2.3.2反向弯曲试验根据需方要求,钢筋可进行反向弯曲试验.反弯试验弯心直径比弯曲试验相应增加一个钢筋直径.先正向弯曲45.,后反向弯曲23.经反弯试验后,钢筋受弯曲部位表面不得产生裂纹.收稿日期:2003-07-26作者简介:鲁维东(1969-),男,工程师,1992年毕业于昆明理工大学金属材料及压力加工专业.第1期鲁维东:HRtM00热轧带肋钢筋研制开发513产品开发工艺方案和技术要点根据国标GB14991998对HRB400热轧带肋钢筋的要求及酒钢HRB335热轧带肋钢筋的生产经验,我们制定了以下工艺方案和技术要点.3.1工艺流程高炉铁水一混铁炉一转炉冶炼一脱氧合
5、金化一钢包全程底吹氩一方坯连铸(大包注流保护浇注)一铸坯检验入库一方坯加热一高速棒材轧机轧制一水冷段控制冷却倍尺剪剪切一冷床冷却一定尺剪剪切一表面,外观质量检查一打包入库3.2冶炼技术要点3.2.1成品成分控制HRB400成品微量化学成分控制标准见表4.表41111134OO成品微量化学成分控制标准(%)元素cSiMnPSV判定成分0.180.240.400.751.201.500.0300.0300.040.10目标成分0.200.581.350.0200.0200.063.2.2工艺控制冶炼生产在酒钢50t转炉上进行,入转炉铁水要求:P0.100%,S0.040%,Si:0.250.60%
6、.合金选择:MnSi,FeSi,BaA1Si,FeV合金,MnSi,FeSi合金必须烘烤并呈暗红色.转炉控制终点C0.05%.出钢过程全程底吹氩,钢水到站吹氩时间大于5min,静置30s,测温,取样化验成分;成分微调后继续吹氩,吹氩时间大于2min,吹氩强度以液面微动为准.浇注在酒钢四机四流全弧形150方坯连铸机上进行,正常拉速控制在2.2二2.8m/min.3.3轧制技术要点(1)/JIl热控制.为保证钢筋经热轧后沿长度方向具有较高的性能均匀性,要求钢坯加热温度应均匀一致.为保证Nb,V等的碳,氮化合物充分固溶,应采用较高的加热温度,一般应在1150C以上.(2)轧制过程控制.轧前对轧机,导
7、卫等严格检查,清理,精心调整;严格按要求剪切头尾.(3)控制冷却.轧后采取穿水冷却措施以进一步提高钢筋强度.4冶炼,轧制生产情况从2002年111月,共组织冶炼生产8次,生产合格铸坯5065t.组织轧制生产9次,生产成品钢筋3900多吨.从几次HRIM00钢冶炼成品C的控制水平看,成品c均控制在了冶炼要点要求的范围内,成分兑现率从最初的81.8%提高到目前的100%.P,S的终点控制目标为不大于0.020%,判定值为不大于0.030%.试生产期间冶炼终点P,S基本达到工艺条件要求,从出钢到钢水浇注过程,钢水有轻微的回磷现象.冶炼过程中V的控制较好,收得率约为8595%,成品V含量在0.0460
8、.084%之间,达到了冶炼要点中0.040.10%的控制要求.钢的碳当量控制范围在0.400.47%之间,完全满足标准要求.轧制生产在酒钢高速棒材生产线上进行,小规格(16mm)棒材由原引进德马克高速线材设备生产,大规格(1)18mm)棒材粗轧,中轧利用原线材设备,精轧机由018,019两架新建轧机组成.轧制过程中加热温度控制基本符合工艺制度要求.由于3月份新建棒材生产线正处于调试阶段,棒材水冷箱还存在一些问题,穿水冷却基本不能实现,导致3月份轧制(1)28mm规格钢筋时轧后冷却效果不理想,钢筋强度指标富余量不大.4月份-*L厂对大棒水冷箱水嘴进行了改造,在轧制时投用了5个水嘴,水冷后平均温降
9、为100150.由于轧后快冷作用的发挥,使钢筋强度显着提高.5成品钢筋性能检验结果5.1钢筋力学性能见表5.从试制钢筋的力学性能检验结果来看,几种规格钢筋的延伸率指标都远远大于国标要表5钢筋力学性能检验结果统计生产公称直径日期中(ttltt1)检验口.Ob85墨(2(2(丝2最大50o66531最小43059027平均45662929最大48564531最小41558024平均460609.326.7最大53568032最小44058524平均47662128最大51568531最小44560019平均479644.825最大46063026最小45561022平均457622.524.5最大
10、49567030最小4456o524平均46963826.9/>4009570145425国标要求上3OOOO5OO63l3OO3OO8勰M3352甘肃冶金第26卷求.小规格西l4nlnl钢筋屈服强度最低为440MPa,平均476MPa;抗拉强度最低为585MPa,平均621MPa.满足国标要求且有较大富余量.3月份轧制的大规格(I)28mrn钢筋屈服强度最低为415MPa,平均459.8MPa;抗拉强度最低为580MPa,平均609.3MPa.全部满足国标要求,但强度指标有个别批次接近标准下限.4月份工艺改进后轧制的(I)28mrn规格钢筋力学性能有较大幅度提高,屈服强度最低为445M
11、Pa,平均478.6MPa;抗拉强度最低为600MPa,平均644.8MPa.全部满足国标要求且有较大富余量.5.2钢筋抗震性能建筑设计中不同抗震等级对钢筋屈服强度的要求不一样,抗震钢筋要求ObM/o.实测I.25,or.实测/.标准1.3.由表6可见,钢筋性能完全满足抗震要求.表6钢筋抗震性能指标5.3钢筋工艺性能成品钢筋的弯曲试验和反弯试验结果见表7,全部合格.表7钢筋工艺性能5.4钢筋微观组织检验钢中加人微合金化元素V在轧制过程中会因形变诱导析出,生成V化合物颗粒,一方面阻止奥氏体晶粒长大,另一方面又能阻止或推迟奥氏体再结晶的发生,细化了奥氏体从而可细化铁素体晶粒.一般HRB335级钢筋
12、的组织晶粒度在78级左右,组织为铁素体+珠光体.试轧的V微合金化HRB400Ill级钢筋的组织晶粒度达89级.组织为铁素体+珠光体.6经济效益分析对生产厂而言,生产HRB400热轧带肋钢筋比HRB335热轧带肋钢筋生产成本上升709O元/t,而HRB400热轧带肋钢筋比HRB335热轧带肋钢筋市场售价高约150t,由此可见,生产HRB400热轧带肋钢筋可为生产厂带来6080元/t的净利润.对用户而言,HRB400钢筋与HRB335钢筋相比屈服强度标准值由335MPa提高到400MPa,强度提高了19.4%,抗拉,抗压强度设计值由310MPa提高到360MPa,设计强度提高了16.13%.如果钢
13、筋用量按强度对应关系换算,则使用HRB400钢筋比使用HRB335钢筋可节约钢材16%.在实际使用中,还有其他因素需要考虑,总的钢材节约率在14%左右.HRB335钢筋市场售价按2300t计算,扣除HRB400钢筋比HRB335钢筋价格高出的150t,使用HRB400钢筋综合成本可降低190t左右.7结语(1)发展400MPa热轧钢筋是冶金结构调整的重点,是与国际技术接轨的需要,所以推广HRB400钢筋符合国际标准的大趋势.(2)采用HRB400钢筋可少而精,从而节省钢筋使用量,现场施工中的运输量,场地占用量及施工工作量,从总体上降低了工程造价,降低了工程成本.如果能全面推广应用HRB400钢
14、筋,将产生巨大的经济效益和社会效益.(3)通过生产实践,酒钢高速棒材线生产的大小不同规格的HRB400热轧带肋钢性能指标都能满足国标要求,而且有较大的富余量.冶炼兑现率平均达97.3%,铸坯合格率达100%.轧制成材率平均为95.I%.生产工艺可靠,产品性能稳定,已完全具备大批量生产的条件.(4)经用户使用表明,酒钢生产的HRB400热轧带肋钢筋质量可靠,完全满足使用要求.参考文献:1王学忠.HRI00新级钢筋推广应用及效益C.热轧新螺纹钢筋论文集.2002.10.2谢仕柜.推进高强度钢筋的发展c.新级钢筋推广研讨会论文集.1999,l0.3徐有邻.我国混凝土结构用钢筋的现状及发展J.土木工程,1999.5.