螺纹钢筋PSB830生产工艺研究与性能检验

（山钢新疆分公司轧钢厂，新疆 喀什 844200）

精轧螺纹钢筋广泛应用于高速公路、高速铁路的大型桥梁及边坡锚固工程。它具有连接、锚固简便、粘着力强、张拉锚固安全可靠、施工方便等优点，而且节约钢筋，减少构件面积和重量。螺纹钢筋P S B 8 3 0是一种特殊形状带有不连续的外螺纹的直条钢筋，该钢筋在任意截面处，均可以用带有内螺纹的连接器或锚具进行连接或锚固。随着工业的迅速发展，对钢筋性能的要求，欧、美等国主要采用微合金化技术生产高强度、综合性能好的400MPa、500MPa级钢筋。微合金化是当前各钢厂开发热轧带肋高强钢筋的主要方式，它是指在钢中加入微量V、N b等元素，利用其强化作用，使钢通过热轧后获得高强度、高焊接性以及良好的成型性能。

1 工艺流程

铁水预处理→转炉冶炼→L F精炼→连铸机连铸→轧制→检验→发货

2 技术要求

2.1 钢种化学成分（熔炼成分）见表1。

2.2 力学性能要求见表2。

2.3 钢筋的弯曲度不得影响正常使用，钢筋每米弯曲度不应大于4 mm，总弯曲度不大于钢筋总长度的0.4%。钢筋的端部应平齐，不影响连接器通过。钢筋拉伸实验按GB/T 20065-2006执行。其他未尽事宜执行GB/T 20065-2006规定。

2.4 钢筋的公称截面面积与理论重量见表3。

2.5 钢筋外形尺寸及允许偏差见表4。

3 生产工艺与性能检验

3.1 生产工艺

转炉控制炉渣碱度2.8-3.0，保证过程渣化好，终渣化透。转炉采用双渣法，拉碳取样化验成分，合格后放钢。出库的连铸坯，倒运到加热炉前原料跨内。将钢坯由行车吊运至加热炉装料辊道上，齐头后由推钢机推进加热炉内加热。连铸坯在加热炉内加热至规定温度。连铸坯出炉后，经出炉辊道、机前辊道送至 Φ500×1粗轧机，进行轧制。粗轧后的坯料，由辊道运至160t热剪进行切头、切尾。轧件切头、切尾后，进入 Φ430×4中轧机组，进行轧制。中轧后的轧件经辊道送入Φ320×8精轧机组轧制成成品。钢坯加热应均匀，加热时间：80～90分钟。加热制度如表5所示：

生产过程中严格执行停轧降温制度。轧制温度制度。开轧温度：1050～1100℃，精轧终轧温度：950±20℃。加强穿水水量和水压的控制，按照钢筋上冷床温度680℃左右控制穿水。成品轧件经倍尺剪分断剪切。剪断后的轧件由调速辊道送入上卸钢装置。轧件由上卸钢装置抛出后进入步进式冷床自然冷却。轧件在冷却的过程中由齐头辊道齐头。经步进式冷床，轧件落入下卸钢装置上，当轧件达到一定的数量时，下卸钢机构动作，轧件落入冷剪前辊道。冷剪前辊道将轧件送入300t冷剪进行定尺剪切。定尺钢材由链式移钢机移至收集平台上，人工分离通尺材，通尺钢材进入通尺材收集区；定尺钢材经人工点数后落入收集小车。

3.2 性能检验

试样取双倍试样，一组用于正常检验，一组用于试验分析。产品的物理性能如表6所示。产品的强度值符合国家标准，且各检测点的检验值相对稳定。

4 金相组织分析

将以上产品进行取样，利用金相分析仪进行了分析。

4.1 金相组织检测

采用金相图像分析仪以及扫描电镜分析对试样的金相组织进行分析，考察钢筋的显微组织，如图1所示。

表1

表2

表3

表4

表5 PSB830钢坯加热严格按下表控制炉温

表6 物理性能

由图1可知，样品均为铁素体与珠光体混合物。其中晶粒度为9.0级，且分布均匀。未见明显带状组织。样品中也未见明显的带状组织。钢筋的强度与钢坯的含碳量在一定范围内存在着正比的关系，即强度随着含碳量的增大而增大。合金元素Mn、Si构成置换固溶体，使屈服强度和抗拉强度增加。而V元素可以形成碳的化合物、氮的化合物，在轧后冷却时析出，起到第二相沉淀强化作用，并且V可以有效的细化晶粒，从而提高钢材的物理性能。

图1 轧后金相组织

图2 扫描电镜分析

4.2 析出相扫描电镜分析在试样处理和分析过程中，经过反复观察对比发现金相电解腐蚀法优于常规的硝酸酒精溶液浸蚀法。

由图2可以看出：采用微合金生产的钢筋中均有大量弥散的析出粒子，但存在明显的不同。脱溶析出相的弥散析出和分布能够有效增加钢的强度，但是，析出粒子在聚集长大后也会降低强化甚至恶化强化效果。因此母相中存在有溶质原子的浓度差而使母相成分均匀化，均匀化的过程将破坏相界面平衡。

结语

要保证钢材的性能，合金成分应必须满足要求，C、Mn、V等合金含量必须严格控制。加热温度和终轧温度过高会导致轧后晶粒粗大，使内部组织在奥氏体区停留时间过长，轧制过程产生的变形带、位错在奥氏体区发生回复现象，发生相变后，产品内部晶粒较大，使钢材的屈服强度降低。另外，析出粒子的尺寸和分散程度也直接影响到钢材的物理性能。

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