HRBF500E細晶粒抗震鋼筋生產工藝的研究

王婷婷

本鋼集團北營公司棒線材研究所 遼寧本溪 117000

新修訂的GB/T 1499.2-2018《鋼筋混凝土用鋼 第二部分：熱軋帶肋鋼筋》標準將于2018年11月1日開始正式實施，該標準增加了細晶粒熱軋帶肋抗震鋼筋牌號HRBF400E、HRBF500E。本文根據低溫軋制工藝在高速線材產線生產螺紋鋼的實踐經驗，提出生產細晶粒熱軋帶肋抗震鋼筋HRBF500E的工藝方案及工藝裝備要求[1]。

1 化學成分及性能要求（執行標準GB/T 1499.2-2018）

1.1 化學成分

化學成分 /%C Si Mn P S Ceq HRBF500E ≤0.25 ≤0.80 ≤1.60 ≤0.045 ≤0.045 ≤0.55牌號

根據需要可加入V、Nb、Ti等元素。

1.2 力學性能

牌號力學性能下屈服強度ReL /MPa抗拉強度Rm/MPa斷后伸長率 A最大力總伸長率Agt Rom/RoeL RoeL/ReL HRBF500E ≥400 ≥630 ≥14% ≥9.0% ≥1.25 ≤1.30

2 HRBF500E控制軋制及控制冷卻工藝及裝備

根據盤螺在高線低溫軋制生產經驗，提出螺紋鋼棒材低溫軋制工藝生產細晶粒熱軋帶肋鋼筋工藝方案，如下：

步進梁式加熱爐：高強度鋼筋合金含量高，對鋼坯加熱質量要求高，要求溫度均勻，溫差小，提高微合金溶解度，保證工藝穩定和產品質量穩定。采用低溫加熱，滿足開軋溫度要求。

孔型系統：在軋機道次和能力允許前提下，應盡可能采用大斷面坯料，同時增大各道次的變形量，即采用大變形。

低溫軋制，把相變過程安排在中軋或精軋階段，軋制溫度Ae3-Ar3之間，借助奧氏體再結晶獲得細小的奧氏體晶粒，以便得到細小的鐵素體晶粒；孔型變形與溫度制度相結合，通過鐵素體再結晶獲得細小的鐵素體晶粒。實踐證明，粗中軋采用低溫開軋比只有精軋機組低溫軋制晶粒更加細化，提高屈屈服強度更加顯著。

在中軋和精軋機組間增設水冷裝置及恢復段，精軋機組要設置機架間冷卻，主要因低溫加熱和軋制時，變形功和形變熱隨溫度的降低而增加，精軋軋制速度高，來不及散熱，軋件存在溫升現象，組織控制只能通過控溫軋制和軋后的控制冷卻。在有減定徑機組且具備低溫軋制能力的高速線材產線上更易實現，軋機粗、中、精軋機組6+8+4模式的棒材產線可以實現。沒有減定徑機組，由于精軋機組機架間無水冷裝置，無法阻止軋件升溫，終軋溫度高，影響晶粒細化程度和組織細化效果。

軋后設置水冷裝置，適當水冷，主要目的是阻止軋件升溫，抑制鐵素體晶粒長大。快冷的目的是抑制鐵素體晶粒的長大，以獲得細小的鐵素體組織。

采用低溫軋制及軋后控冷工藝生產的細晶粒熱軋帶肋鋼筋晶粒度可達10級以上，通過鋼的組織細化可實現提高熱軋帶肋鋼筋力學性能[2]。

采用低溫軋制工藝生產的細晶粒鋼筋通過組織細化顯著提高了力學性能，合金添加量顯著減少，只需添加少量的釩氮合金即可滿足力學性能要求，可有效提高強屈比指標，有利于強屈比的穩定；細晶粒鋼筋時效后并沒有明顯的屈服強度下降，可以保證屈值比。

3 與其他工藝對比

不同工藝方式 組織 性能常規軋制 比較均勻的粗大鐵素體和珠光體組織 綜合性能好。軋后余熱處理 表層有回火馬氏體、心部鐵素體+珠光體、過渡區組成。強屈比不能滿足抗震性能要求，冷彎性能不好，易脆斷。超快速冷卻工藝表面晶粒較細的閉環回火馬氏體層，心部鐵素體+珠光體、過度區組成強屈比低不能滿足抗震性能要求，易銹蝕。低溫軋制工藝 表層細小鐵素體、心部鐵素體+珠光體、過渡區無回火組織層，塑性好，可以滿足抗震性能要求。

4 結語

采用低溫軋制的超細晶技術是細晶粒熱軋帶肋鋼筋生產發展的方向，有利于節能降耗，降低合金成本，有利于高強度鋼筋的開發、推廣和應用；對企業來說，低溫軋制工藝技術生產細晶粒高強度抗震鋼筋是必然趨勢。