Z2007-0285

HRB400（Nb）钢筋的生产实践张德才（马钢（合肥）钢铁有限责任公司钢轧厂，安徽合肥 230011）摘要：介绍了马钢（合肥）公司钢轧厂为提升经济效益用铌铁代替钒铁生产HRB400的生产实践情况，摸索出一套合理的工艺参数，并分析了规模生产中出现的不合格品，提出了解决办法。

关键词：热轧带肋钢筋；铌微合金化；生产工艺；力学性能中图分类号：TG335.6＋4 文献标识码：A 文章编号：1006-9356（2007）00-0000-00 Productive Practice of Nb micro-alloyed HRB400reinforced barZHANG De-cai(Steel-making & rolling Plant, Department of Hefei, Maanshan Iron and Steel Co Ltd, Hefei 230011, Anhui, China)Abstract：The present paper introduced productive practice of Nb micro-alloyed HRB400 reinforced bar,found out a series of process parameter,analyzed the cause to weste product,and introduced the solution to problem at Steel-making & rolling Plant ,Department of Hefei , Maanshan Iron and Steel Co Ltd ,in order to promote economical benefit.Key words：HRB400 reinforced bar , niobium micro-alloying , productive process , mechanical property作者简介：张德才（1969-），男，大学本科，工程师；E-mail:zzhangdecai@；修订日期：2007-10-31钢筋混凝土用热轧带肋钢筋是工程结构最主要材料之一，被广泛应用于各类建筑工程中。

HRB400钢筋作为HRB335钢筋的升级换代产品，是国内大力推广使用的产品，发展前景广阔。

原合肥钢铁公司第二炼钢厂曾采用钒铁微合金化工艺技术生产HRB400(V)热轧带肋钢筋。

但自2003年开始，钒铁合金价格一路攀升，用钒铁合金生产HRB400(V)带肋钢筋的市场竞争优势日趋减弱。

为降低生产成本，实现经济效益最大化，2006年下半年马钢合肥公司重组后，汲取其它生产厂家的经验且进行了生产工艺实践，开发了用铌铁代替钒铁微合金化的HRB400(Nb)热轧带肋钢筋。

经一年的摸索改进，HRB400(Nb)生产工艺参数控制稳定，实物质量完全符合国家标准要求，已组织规模生产。

1 生产流程与工艺要求1.1 生产工艺流程该厂用铌铁代替钒铁微合金化的HRB400Ⅲ级热轧带肋钢筋的主要工艺流程：45 t氧气顶吹转炉→吹氩站→R6 m弧形4流150 mm×150 mm连铸机→辊道热送→蓄热式梁底组合步进式加热炉→棒材连轧机组轧制→穿水冷却→步进式齿条冷床→剪切→检验→包装。

1.2 转炉冶炼工艺要求其工艺要求：①制定合理的装入制度，废钢比控制在22％～30％。

②早化渣，化透渣，确保前期的脱磷效果；冶炼中期适当提高枪位、控制脱碳速度、防止炉渣返干，利用此期炉渣碱度高、温度高、流动性好、氧化铁（FeO）较低、熔池搅拌强烈等综合条件，提高脱硫效率。

③用增碳法保证所炼钢种碳成分命中。

终点w(C)＝0.05％～0.15％，w(P)≤0.025％，w(S)≤0.035％。

④合金及脱氧剂加入顺序：大部分硅铝铁→硅锰合金→硅铁→铌铁→部分硅铝铁；增碳剂必须在开始出钢后加入。

当终点w（C）≥0.05％时硅铝铁加入量需按下限控制，终点w（C）＜0.05％时按上限控制。

⑤采用挡渣出钢，严格控制下渣量。

⑥钢包底吹氩，吹氩时间大于5 min。

⑦熔炼成分为w（C）＝0.17％～0.22％，w（Si）＝0.30％～0.50％，w（Mn）＝1.23％～1.37％，w（S）≤0.045％，w（P）≤0.045％，w（Nb）＝0.02％～0.04％，Ceq＝0.41％～0.50％。

1.3 连铸工艺要求其工艺要求：钢水上台温度：第1炉为1 615～1 630 ℃，连浇炉1 570～1 595 ℃；浇注温度控制在1 510～1 530 ℃；采用高液面操作，中包液面控制应不低于500 mm，正常工作拉速为2.0～2.5 m/min，起步拉速为正常拉速的60％～80％；采用全保护浇注，减少钢水二次氧化，降低钢种夹杂物；结晶器冷却水90～120 m3/h，二次冷却水随供水曲线变化。

1.4 轧制工艺要求其工艺要求：在线辊道热送连铸坯，在线检验发现不合格铸坯及时剔除；轧前认真检查轧槽、导卫、导槽，清理干净，以防形成耳子、折叠和出现粘钢、擦伤。

其轧制过程工艺参数控制为：连铸坯的均热温度为1 130～1 190 ℃，加热温度为1 170～1 230 ℃，开轧温度为1 100～1 200 ℃，终轧温度为890～950 ℃。

2 试制结果与分析试制阶段共生产10炉（批）φ22 mm钢筋，钢筋的熔炼成分见表1，钢筋的性能指标见表2，金相组织检验见表3。

表1 钢筋的化学成分表2 钢筋的性能指标Table 2 Mechanical characteristics of HRB400 reinforced barTable 3 Microstructures of HRB400 reinforced bar实践结果表明，钢筋的熔炼成分可满足其工艺要求，金相组织合理，力学性能完全符合钢筋混凝土用热轧带肋钢筋GB1499—1998标准，且有一定的盈余，可进行批量试制。

2007年1月开始组织规模生产，到7月共生产807炉（批）23 097.632 t HRB400（Nb），产生26炉（批）1 420.397 t力学性能超标的不合格品，合格率仅为93.85％。

其中19炉钢筋的R m值低于国标下限，5炉钢筋无明显屈服。

规模生产中出现R m值低于国标下限的现象，每月均有零星发生，但以4月份居多，其主要原因是：①化学成分波动偏大。

文献表明，用回归分析法可推导出在轧制工艺不变的情况下，钢筋的R m值与其化学成分及断面直径（D）的关系[1]为：R＝376＋510Ceq－3D（Ceq＝C＋1/6Mn＋1/10Si），Ceq值与钢筋R m值呈正m相关关系，即对于公称直径（D）一定的钢筋，如其R m值偏低则可适当增加Ceq 值来使其满足要求。

②钢筋实际内径控制偏小公差过大。

现行国家标准是以理论截面积来计算强度的，钢筋的实际内径减小，其R m值也会降低；当实际内径减小到一定程度时，R m值就会低于国标下限。

③热轧带肋钢筋由于碳、锰、硅的质量分数较碳素结构钢要高，故其在加工中的变形抗力亦大，为降低变形抗力、增加塑性，往往希望加热温度高些，但钢筋在轧制过程中温度控制过高，特别是加热温度和终轧温度过高，则会导致晶粒粗大而降低钢筋的强度。

④部分架次更换大功率电机后，虽可明显提高轧制速度和轧机产能，但也要充分考虑到对产品质量的影响。

⑤穿水冷却工艺还不成熟，对于不同规格的钢筋采用多大的流量和压力的冷却水还在摸索中，这势必会导致轧后冷却速度的不稳定和钢筋金相组织的变化，R m值也会发生波动。

HRB400(Nb)钢筋无明显屈服现象出现在5至7月，主要原因是钢筋金相组织中贝氏体过高所致，贝氏体超过15％就易出现无屈服现象[2]。

其原因有二：一是加入铌后，固溶铌增加了奥氏体的稳定性，抑制了铁素体在奥氏体晶界的形核，从而减少了铁素体的产生，促进了贝氏体组织的形成[2]；二是轧后冷却速度达15 ℃/s后，再提高冷却速度则会形成铁素体和贝氏体组织[3]。

要抑制贝氏体就应在冷却过程中避开贝氏体产生的温度段，使钢筋在终轧温度到550 ℃的冷却过程中降低冷却速度，确保铁素体和珠光体有充分的转变时间[2]。

3 采取的措施与效果品质优良的钢筋不仅要有较高的抗拉强度，还需有适中的屈服强度和较好的伸长率。

为此，该厂采取了应对措施：①针对不同规格的钢筋，要求炼钢工序按照不同的内控成分冶炼，轧钢工序按照所轧钢筋的规格进行铸坯成分的验收且控制入炉；生产φ12～φ18 mm小规格钢筋时碳当量按中下限控制，生产φ20～φ28 mm时碳当量按中上限控制。

②加强对关键架次红坯尺寸的检查，及时调整红坯尺寸超标的架次，确保成品尺寸公差符合国家标准要求，减少因断面直径公差超标所导致的抗拉强度不合格。

③严格按照轧制要求控制过程温度，特别是加热温度和终轧温度。

控制终轧温度，即是通过适当控制轧制速度特别是精轧机组的轧制速度，减少轧制变形和摩擦所产生的热量，且在成品孔前浇水冷却轧件，将终轧温度控制在890～950 ℃。

④进一步摸索和完善穿水冷却工艺，使每一种规格有一适当的冷却速度，确保钢筋的金相组织合理、性能稳定。

在2006年8—10月实施上述措施中，又生产了326炉（批）17006.426 t HRB400（Nb），产生了3炉（批）108.347 t不合格品，合格率为99.40％，比前期的93.85％提高了5.55％。

4 结语经一年的摸索和总结，马钢合肥公司钢轧厂生产HRB400（Nb）钢筋的工艺参数稳定，各项性能指标均已达到或超过国家标准的要求，已进行规模生产。

由于其合格率还没有达到100％，故须进一步跟踪分析和研究，以把钢筋的各项性能指标控制在最佳值，为客户提供更为满意的产品。

参考文献：[1] 李志敏，向艳霞.20MnSi热轧带肋钢筋碳当量与抗拉强度关系初探[J].昆钢科技，2000，（1，2）:4-6.[2] 赵宇，陈伟，杜顺林.昆钢Nb微合金化HRB400热轧带肋钢筋的开发[J].轧钢，2005，（1）:21.[3] 李运虎，周振农.热轧带肋钢筋力学性能提升的实践[J].马钢技术，2001，（3）:37.文章已按规范要求编辑完。

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