聯(lián)鑫鋼鐵引進(jìn)德國西馬克雙高棒生產(chǎn)線，通過采用微釩強(qiáng)化、在線分級控冷控溫工藝及精軋大壓下輥環(huán)軋制技術(shù)相結(jié)合，達(dá)到形變誘導(dǎo)相變析出和阻礙晶粒長大的目的，該技術(shù)生產(chǎn)的HRBF400E熱軋鋼筋金相組織呈纖維狀的微晶態(tài)，晶粒度在10級及以上，大幅度提高鋼筋的強(qiáng)韌性。
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前言
近年來，大規(guī)模的基礎(chǔ)建設(shè)和城鎮(zhèn)化造成建筑鋼材的市場需求量急劇增大，其中熱軋鋼筋是需求量最大的一類建筑鋼材。眾所周知，鋼鐵生產(chǎn)需要消耗大量的資源和能源，對生態(tài)環(huán)境影響巨大。自GB/T 1499.2-2018新國標(biāo)實(shí)施后，對鋼筋內(nèi)部組織要求加嚴(yán)，為此國內(nèi)大多數(shù)鋼廠選擇添加V、Ti、Nb等微合金強(qiáng)化提高產(chǎn)品性能，隨著合金需求量的增長，合金價(jià)格也持續(xù)增長，企業(yè)生產(chǎn)成本增加，鋼鐵企業(yè)面臨十分嚴(yán)峻的生存壓力。
對生產(chǎn)企業(yè)來講，迫切需要解決的是：在不增加生產(chǎn)成本和節(jié)約能源的基本前題下，使鋼材的綜合性能大幅度提高。
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前言工藝概述
2.1工藝流程
微晶化熱軋鋼筋的生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。
2.2坯料成分
鋼筋生產(chǎn)所用坯料成分見表1。
2.3 冶煉工藝
轉(zhuǎn)爐中裝入鐵水和廢鋼進(jìn)行頂吹氧冶煉，控制出鋼終點(diǎn)C≥0.08%，P、S≤0.030%，減少鋼水中活度氧含量；出鋼時(shí)進(jìn)行脫氧合金化，鋼包全程底吹氬，確保鋼水成分、溫度均勻，并控制夾雜物上浮，鋼水達(dá)到設(shè)計(jì)成分和開澆溫度后吊運(yùn)至連鑄機(jī)進(jìn)行全保護(hù)澆鑄得到165mm×165mm鋼坯。
2.4 加熱爐加熱工藝
鋼坯熱送至雙蓄熱步進(jìn)式加熱爐，加熱爐采用三段式智能溫控系統(tǒng)，預(yù)熱段800-950℃、加熱段1020-1180℃、均熱段1130-1200℃，鋼坯通體溫度均勻并達(dá)到980-1020℃奧氏體均勻化時(shí)出鋼軋制。
2.5 軋制控冷工藝
1）鋼坯經(jīng)高壓水除鱗（水壓0.4-1.0MPa）后進(jìn)入粗、中軋機(jī)組進(jìn)行軋制，然后通過兩段控溫水箱冷卻回溫至870-920℃，保證軋件在預(yù)精軋軋制時(shí)溫度在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)。
2）Φ22mm及以下規(guī)格在預(yù)精軋機(jī)組經(jīng)兩切分后進(jìn)入三段控溫水箱冷卻回溫至750-800℃，保證軋件在精軋機(jī)組軋制時(shí)溫度在奧氏體和鐵素體兩相區(qū)，并控制精軋軋件變形量在40%以上，軋件內(nèi)部組織呈纖維狀，然后進(jìn)入四段控溫水箱分級控冷回溫至750-780℃后上冷床空冷。
3）Φ25mm及以上規(guī)格在預(yù)精軋機(jī)組不切分單根進(jìn)入三段控溫水箱冷卻回溫至800-850℃后上冷床空冷。
4）上述控冷工藝采用快冷-回溫-快冷-回溫的循環(huán)分段分級控冷，并確保軋件表面溫度＞500℃，處于馬氏體相變溫度以上。水箱冷卻方式為霧化冷卻，冷卻均勻性好，保證微晶鋼表面氧化鐵皮結(jié)構(gòu)致密且與基體粘結(jié)度好，保護(hù)鋼筋不易腐蝕，且表面清潔、顏色光亮呈青藍(lán)色。
微晶鋼控軋控冷工藝如圖2所示。
2.6 精軋輥環(huán)技術(shù)
精軋低溫大壓下軋制技術(shù)使精軋輥環(huán)工作環(huán)境十分苛刻，在整個軋制過程中，不但要求輥環(huán)耐高溫、耐磨損，而且要能夠承受每秒高達(dá)300次左右交變外應(yīng)力和熱應(yīng)力的考驗(yàn)而不斷裂，并且還要有耐高溫氧化腐蝕性能。
2.7 微釩強(qiáng)化機(jī)理
微晶鋼平衡態(tài)鐵素體和VN的含量與溫度關(guān)系見圖3。
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微晶鋼實(shí)物質(zhì)量分析
3.1 微晶鋼產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量控制水平
聯(lián)鑫鋼鐵微晶化生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用于大生產(chǎn)以來，產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)控制良好。從雙高棒2021年4月份的生產(chǎn)數(shù)據(jù)來看，屈服強(qiáng)度均值446MPa，CPK2.47；抗拉強(qiáng)度均值598MPa，CPK2.80；沒有性能低內(nèi)控現(xiàn)象，產(chǎn)品合格率100%，工序過程能力充足。
3.2 微晶鋼產(chǎn)品高倍分析
聯(lián)鑫鋼鐵生產(chǎn)的部分微晶化鋼筋高倍檢驗(yàn)分析見表2。
3.3 微晶鋼組織晶粒分析
微晶鋼和普通鋼筋的組織晶粒度對比結(jié)果見表3。在相同規(guī)格情況下，微晶鋼的晶粒度高于普通鋼筋2個級別，且微晶鋼晶粒細(xì)小致密，對性能的強(qiáng)化效果明顯優(yōu)于普通熱軋鋼筋。
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結(jié)語
聯(lián)鑫鋼鐵針對雙高棒先進(jìn)生產(chǎn)線開發(fā)的微晶化熱軋鋼筋是一種高標(biāo)準(zhǔn)、高品質(zhì)、低成本、節(jié)約型的新型建材，減少了貴重合金的使用，通過細(xì)晶強(qiáng)化、相變強(qiáng)化等方式獲得纖維狀微晶組織，大幅提高鋼材的強(qiáng)度和韌性，對節(jié)省資源、降低成本及提高建筑安全性能具有重要戰(zhàn)略意義。
