HRBF500E细晶粒抗震钢筋生产工艺的研究

王婷婷

本钢集团北营公司棒线材研究所 辽宁本溪 117000

新修订的GB/T 1499.2-2018《钢筋混凝土用钢 第二部分：热轧带肋钢筋》标准将于2018年11月1日开始正式实施，该标准增加了细晶粒热轧带肋抗震钢筋牌号HRBF400E、HRBF500E。本文根据低温轧制工艺在高速线材产线生产螺纹钢的实践经验，提出生产细晶粒热轧带肋抗震钢筋HRBF500E的工艺方案及工艺装备要求[1]。

1 化学成分及性能要求（执行标准GB/T 1499.2-2018）

1.1 化学成分

化学成分 /%C Si Mn P S Ceq HRBF500E ≤0.25 ≤0.80 ≤1.60 ≤0.045 ≤0.045 ≤0.55牌号

根据需要可加入V、Nb、Ti等元素。

1.2 力学性能

牌号力学性能下屈服强度ReL /MPa抗拉强度Rm/MPa断后伸长率 A最大力总伸长率Agt Rom/RoeL RoeL/ReL HRBF500E ≥400 ≥630 ≥14% ≥9.0% ≥1.25 ≤1.30

2 HRBF500E控制轧制及控制冷却工艺及装备

根据盘螺在高线低温轧制生产经验，提出螺纹钢棒材低温轧制工艺生产细晶粒热轧带肋钢筋工艺方案，如下：

步进梁式加热炉：高强度钢筋合金含量高，对钢坯加热质量要求高，要求温度均匀，温差小，提高微合金溶解度，保证工艺稳定和产品质量稳定。采用低温加热，满足开轧温度要求。

孔型系统：在轧机道次和能力允许前提下，应尽可能采用大断面坯料，同时增大各道次的变形量，即采用大变形。

低温轧制，把相变过程安排在中轧或精轧阶段，轧制温度Ae3-Ar3之间，借助奥氏体再结晶获得细小的奥氏体晶粒，以便得到细小的铁素体晶粒；孔型变形与温度制度相结合，通过铁素体再结晶获得细小的铁素体晶粒。实践证明，粗中轧采用低温开轧比只有精轧机组低温轧制晶粒更加细化，提高屈屈服强度更加显著。

在中轧和精轧机组间增设水冷装置及恢复段，精轧机组要设置机架间冷却，主要因低温加热和轧制时，变形功和形变热随温度的降低而增加，精轧轧制速度高，来不及散热，轧件存在温升现象，组织控制只能通过控温轧制和轧后的控制冷却。在有减定径机组且具备低温轧制能力的高速线材产线上更易实现，轧机粗、中、精轧机组6+8+4模式的棒材产线可以实现。没有减定径机组，由于精轧机组机架间无水冷装置，无法阻止轧件升温，终轧温度高，影响晶粒细化程度和组织细化效果。

轧后设置水冷装置，适当水冷，主要目的是阻止轧件升温，抑制铁素体晶粒长大。快冷的目的是抑制铁素体晶粒的长大，以获得细小的铁素体组织。

采用低温轧制及轧后控冷工艺生产的细晶粒热轧带肋钢筋晶粒度可达10级以上，通过钢的组织细化可实现提高热轧带肋钢筋力学性能[2]。

采用低温轧制工艺生产的细晶粒钢筋通过组织细化显著提高了力学性能，合金添加量显著减少，只需添加少量的钒氮合金即可满足力学性能要求，可有效提高强屈比指标，有利于强屈比的稳定；细晶粒钢筋时效后并没有明显的屈服强度下降，可以保证屈值比。

3 与其他工艺对比

不同工艺方式 组织 性能常规轧制 比较均匀的粗大铁素体和珠光体组织 综合性能好。轧后余热处理 表层有回火马氏体、心部铁素体+珠光体、过渡区组成。强屈比不能满足抗震性能要求，冷弯性能不好，易脆断。超快速冷却工艺表面晶粒较细的闭环回火马氏体层，心部铁素体+珠光体、过度区组成强屈比低不能满足抗震性能要求，易锈蚀。低温轧制工艺 表层细小铁素体、心部铁素体+珠光体、过渡区无回火组织层，塑性好，可以满足抗震性能要求。

4 结语

采用低温轧制的超细晶技术是细晶粒热轧带肋钢筋生产发展的方向，有利于节能降耗，降低合金成本，有利于高强度钢筋的开发、推广和应用；对企业来说，低温轧制工艺技术生产细晶粒高强度抗震钢筋是必然趋势。