高強度鋼筋低成本工藝流程

隨著建筑行業的快速發展，建筑鋼筋成為鋼材產品中消耗量最大的品種，目前已占中國全部鋼產量的五分之一。在不斷提高建筑鋼筋的性能，特別是實現其高強度化的同時，探索低成本的生產工藝路線，顯然具有重大的經濟效益和社會效益。

釩合金化是實現鋼筋高強度化最主要的、已獲成功的方法。為了節約貴重的釩資源，降低鋼筋的生產成本，通過在釩鋼中增氮，可以有效發揮釩的析出強化作用。研究表明，在相同強度水平下，V-N鋼中所需要的釩含量明顯地比V鋼中的低。經過合金成分的優化，V-N微合金化400MPa高強度鋼筋中V的質量分數可降低到0.02%~0.04%，與采用V-Fe微合金化鋼筋相比較，V質量分數降低了50%。在中國現有的企業裝備水平下，V-N微合金化技術是生產400MPa級及以上高強度鋼筋的一條經濟有效的途徑。通過利用廉價的氮元素，在相同的強度水平下，不僅鋼中貴重的釩合金消耗量得以大大節約，而且，試驗證明，用V-N微合金化所獲得的鋼筋具有性能穩定，強度波動范圍小，應變時效敏感性低，焊接性能優良等特點，可以滿足抗震、耐火的設計要求。V-N微合金化技術在高強度鋼筋上的成功應用，已在中國鋼筋生產企業獲得了廣泛應用，取得了巨大效益。

余熱處理工藝是實現低成本高強度鋼筋生產的另一個重要方面。余熱處理工藝在國外已經是成熟的生產工藝路線，在歐洲是生產高強度鋼筋的主要生產路線。所謂余熱處理工藝，包括鋼筋軋后的三個階段：第一階段為表面淬火階段。鋼筋出軋機后進行快速冷卻，此時表面層發生馬氏體轉變，心部的熱量來不及傳出，仍處于奧氏體狀態。第二階段為自回火階段。鋼筋心部的熱量向表面傳遞擴散，使表面淬火馬氏體發生回火轉變，轉變為回火馬氏體，心部仍保留奧氏體組織。第三階段為心部組織轉變階段。鋼筋在冷卻過程中，心部的冷卻速度較小，發生鐵素體+珠光體轉變。余熱處理鋼筋實際上是通過表層獲得回火馬氏體組織來實現強化的。普通碳素鋼通過余熱處理即可達到400、500MPa級高強度鋼筋的性能指標要求。余熱處理工藝與V-N微合金化技術的配合，在低碳錳鋼的基礎上，可生產出屈服強度達到600MPa級的鋼筋。余熱處理工藝生產的高強度鋼筋中合金含量低，具有明顯的成本優勢。除一次性設備(主要是軋后水冷裝備)投入外，生產成本增加很少。因此，余熱處理工藝也是低成本高強度鋼筋生產的一條有效途徑。鋼筋余熱處理工藝在中國正處于推廣階段，許多鋼廠的鋼筋生產線均裝備了穿水冷卻設備，已具備了余熱處理鋼筋的生產條件。

此外，中國近年來在“973”重大基礎研究項目成果的基礎上發展起來的細晶粒鋼筋生產工藝也是一種低成本高強度鋼筋生產方法。利用超細晶技術，在碳素鋼和20MnSi鋼的基礎上獲得了400MPa級和500MPa級鋼筋，減少了合金的消耗，節約了資源。