∮12mm30MnSi盤條的研制

李鋼 陳海軍 雷洪 李果

（寶鋼集團八鋼公司制造管理部 烏魯木齊 830022）

1 前言

由于PC鋼棒具有高強度韌性、低松弛性、與混凝土握裹力強，良好的可焊接性、鐓鍛性、節省材料等特點，在國內已被廣泛應用于高強的預應力混凝土管樁、高層建筑、電桿、高架橋墩、鐵路軌枕等預應力構件中。隨著近年來西部經濟發展PC鋼棒需求量穩步地增長。而預應力鋼筋常用30MnSi，經八鋼公司對西北周邊的市場情況進行市場調研、考察，決定開發∮12mm 30MnSi熱軋光圓盤條，以滿足市場需求。

2 產品技術要求

30MnSi熱軋盤條執行與用戶簽訂的協議成分、性能并以YB/T111—1997為依據，對化學成分、力學性能、盤條外形尺寸、表面質量等制定了控制標準。

2.1 30MnSi成分設計分析

30MnSi鋼棒屬于熱處理強化鋼材，盤園化學成分是性能基礎。30MnSi成分的設計以YB/T111—1997標準并參考國內同類廠家的產品，結合寶鋼集團八鋼公司幾十年生產優鋼經驗進行。其目標成分設計見表1；P、S、Ni、Cr、Cu為有害元素需低于其上限值；主控元素C、Si、Mn含量增加，可增加奧氏體穩定性，降低臨界冷卻速度，提高淬透性。C含量的增加在提高淬透性的同時還提高其淬硬性，降低鋼材塑性，而Si、Mn基本與淬硬性無關;Mn、Si含量增加可使PC鋼棒淬火后回火過程中組織分解轉變速度減慢，提高組織回火穩定性，從而使PC鋼棒強度、硬度隨回火溫度升高而下降的程度減弱，從而使PC鋼棒調質處理性能穩定、可控，在W(Si)、W(Mn)＜1.5%時其含量增加塑性增加，因此，成分設計按適當降低C含量，提高Mn、Si含量以便得到良好綜合性能的鋼棒，據此設計了30MnSi成分。

2.2 其熱軋態組織性能分析

圖1 30MnSi動態C曲線

在供貨協議中要求抗拉強度670～720MPa，延伸率、斷面收縮率分別不小于25%和48%，即需原料的熱軋態組織具有低強度、高塑性、鐵素體晶粒等軸化的金相組織特點，以適應其深加工具好的拉拔性能；同時在陰螺紋后的淬火加熱同樣的加熱制度奧氏體形核點較少，晶粒相對粗化，使得C曲線右移，降低臨界冷卻速度，利于提高30MnSi淬透性。即決定了30MnSi軋制生產中要采用延遲冷卻工藝，圖1為30MnSi動態C曲線，經試制表明；冷卻速度V按1～5℃/s控制，抗拉強度、斷面收縮率分別在670～700 MPa和50%左右，性能較理想。實際生產中可考慮生產∮12mm30MnSi軋制速度30～35m/s，斯太爾摩第一組輥道起步速度為0.4～0.6m/s。

表1 30MnSi化學成分

3 工藝線路

150t轉爐-LF精煉-方坯連鑄（結晶器電磁攪拌+末端電磁攪拌）-高線軋制-檢驗-標識-入庫。

4 軋制試驗方案（表2）

表2 30MnSi軋制試驗方案

5 試驗結果及分析

5.1 試驗結果（表3）

表3 30MnSi軋制試驗結果

5.2 試驗分析（表4）

表4 30MnSi脫碳及夾雜物情況試驗結果

通過試制其塑性的面縮指標得以穩步提高，而強度處于要求指標值的中下限，由30MnSi成分設計分析可知：提高W(Si)、W(Mn)含量，且適當降低W(C)含量即需在下一輪生產中進一步完善其化學成分設計，再經工藝優化增大使其在生產時工藝調整窗口或富余量，增加其生產的穩定性。同時進一步滿足用戶需求。

6 用戶使用

φ12mm 30MnSi熱軋控冷盤條經用戶使用后，反映盤條表面質量好、尺寸精度高，經拉拔斷口形貌良好。過程拉拔順利，成品率高，用戶使用后較為滿意。

7 結論

1)寶鋼集團八鋼公司目前的設備及工藝狀況通過合理的成分設計，采用150t轉爐-LF精煉-方坯連鑄（結晶器電磁攪拌+末端電磁攪拌）-軋制開發PC鋼棒用30MnSi熱軋盤條是完全可行的，并且試制是成功的，經用戶使用后較為滿意，可進行批量工業化生產。

2)由于PC鋼棒的強度處于要求指標值的中下限、PC鋼棒鐓頭錨錮性能則分別需要優化生產工藝和做好跟蹤改進工作。