C-Mn-Si低合金钢控轧控冷生产Φ32mm HRB400工艺与组织性能

　用HRB400钢筋取代HRB335钢筋可节省约12%～14%的钢材，近年来，建设部和钢铁行业一直致力于在建筑领域推广使用HRB400钢筋，目前HRB400钢筋已广泛应用于国内城市高层建筑、国家重点工程建设等。HRB400钢筋的生产主要有Nb、V微合金化和余热处理等方法。国内各钢铁企业主要采用Nb、V或Nb-V复合微合金化技术生产HRB400钢筋，生产成本较高，而且Nb微合金化生产的HRB400有时存在屈服消失的现象，余热处理方法生产的钢筋国内市场认可度不高，出口销量有限，为此进行C-Mn-Si低合金钢生产HRB400工业试验，通过控轧控冷工艺，使之达到HRB400性能水平，以降低生产成本。

　　为确定C-Mn-Si低合金钢生产HRB400的工艺流程，对20MnSi热轧钢筋性能进行统计，结果见表1。可见，20MnSi热轧钢筋抗拉强度、伸长率高于标准规定的HRB400性能要求，屈服强度低于HRB400要求10MPa，只需考虑提高屈服强度的方法，在所有的强化金属的方法中，细化晶粒是唯一既提高强度又不降低塑性和韧性的方法，因此采用控轧控冷细化晶粒，提高钢筋强度，使性能符合GB1499.2-2007 HRB400的要求。据此确定C-Mn-Si低合金钢控轧控冷生产HRB400工艺流程为：高炉铁水→转炉→连铸机→加热炉→粗轧机→中轧机→预水冷段→精轧机→轧后控冷→冷床空冷→定尺剪切→打捆→成品。

　　表1 20MnSi 热轧钢筋性能平均值

　　轧钢生产线由17架轧机组成，全线实现无扭轧制，前段轧机微张力、后段轧机无张力控制，生产钢筋时受孔型限制，钢筋的变形量调整范围比较小，可通过调整开轧温度和终轧温度实现控轧，开轧温度可控制在1050～1100℃，偏下限控制，防止奥氏体晶粒粗化，实验时钢筋平均终轧温度1055～1080℃，实现奥氏体再结晶控制轧制。控制冷却投入两段冷却水管，每段长为4.9m，水压2.0MPa。实验钢筋的化学成分(质量分数，%)：0.20C，0.52 Si，1.38Mn，0.024P，0.020S，0.43Ceq。

　　实验钢筋的金相组织为F+P，钢筋心部和边缘的晶粒度为8.5级和9.5级，比热轧钢筋分别提高1.0～2.0级，力学性能符合HRB400的要求。实验钢筋屈服强度比热轧态钢筋提高了25MPa，抗拉强度提高5MPa，断后伸长率下降较小，力学性能符合HRB400的要求。C-Mn-Si低合金钢控轧控冷生产HRB400钢筋强化机制有细晶强化、固溶强化和相变强化。在实际生产中，C、Mn含量中、上限控制，同时控制好控轧控冷工艺参数，以得到均匀细小的晶粒组织。