Nb微合金化HRB400钢筋的开发
第ｌ期总第１６１期
２ ０ ０ ６年２月 冶 金 丛 刊
ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＣＯＬＬＥＣＴＩＯＮＳ Ｓｕｍ．１６ｌ ＮＯ．１ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２ ０ ０ ６
Ｎｂ微合金化ＨＲＢ４００钢筋的开发
郭云峰 李学勤 黄振晖 朱伯平
（广钢集团技术中心棒管研究所）
摘要本文介绍了广钢２０ＭｎＳｉＮｂ的开发研究，论述了采用铌微合金化生产ＨＲＢ４００钢筋的相关生产工艺特点
及产品性能特点。
关键词ＨＲＢ４００；微合金化；钢筋；开发 中图分类号：ＴＧ３３７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—３８１８（２００６）Ｏｌ一０００８—０３
ＥＸＰＬｏＩＴＡＴＩｏＮ ｏＦ Ｎｂ ＭＩＣＲｏ—ＡＬＬｏＹＩＮＧ ＨＲＢ４００
Ｇｕｏ Ｙｕｎｆｅｎｇ Ｌｉ Ｘｕｅｑｉｎ Ｈｕａｎｇ Ｚｈｅｎｈｕｉ Ｚｈｕ Ｂｏｐｉｎｇ
（Ｂａｒ＆Ｐｉｐｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ＧＩＳＥ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｅｎｔｒｅ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ２０ＭｎＳｉＮｂ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ｉｎ ＥＡＦ ｏｆ ＧＩＳＥ ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｐｒｏ．
ｃｅｓｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ＨＲＢ ｂｙ ａｄｏｐｔｉｎｇ Ｎｂ—ｍｉｃｒｏ·ａｌｌｏｙｉｎｇ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ＨＲＢ４００；Ｍ ｉｃｒｏ—ａｌｌｏｙｉｎｇ；ｓｔｅｅｌ ｂａｒ；ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ —
ｌ 刚置
目前，采用微合金化方法生产ＨＲＢ４００钢筋主
要有钒微合金化与铌合金化两种方法。多年来我国
绝大多数钢厂都是采用钒合金化生产ＨＲＢ４００钢
筋，但钒铁合金价格在２００４年底开始持续上涨，造
成ＨＲＢ４００钢筋的成本大幅上升（见表１）。为降低
生产成本，提高效益。广钢在年初进行了含铌
ＨＲＢ４００钢筋的开发。
表１ ２００５年３月３１日国内价格表
２ Ｎｂ微合金化ＨＲＢ４００钢筋的研究
开发
２．１方案制定
使用６４％Ｎｂ—Ｆｅ合金，采用铌微合金化方法。 铌是高科技领域中重要的合金材料。虽然铌的
发现已经有２００年历史，但是作为工业材料使用只
是最近４０年的事情。铌是强碳、强氮物形成元素，
在钢中生成稳定难溶的碳、氮化物，有利于形成较细
小的铸造组织。微合金化通常是指在低Ｃ—Ｍｎ钢
再添加微量的、不超过０．１％的Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ等碳氮物
形成元素，使之对钢的力学性能产生影响，或对钢的
耐蚀性、耐热性起有利作用。 根据微合金化元素
的固溶析出规律，铌是较容易固溶到钢中，又较容易
从钢中析出的微合金化元素。除了与钢中的Ｃ元
素形成ＮｂＣ之外，更容易与电炉钢中的残余氮相结
合形成ＮｂＮ。利用控制轧制能进一步强化沉淀，细
化晶粒，提高钢的强度。
２．２化学成分设计
对广钢２００４年生产的ＨＲＢ３３５钢筋的化学成分和
力学性能随机抽查了９００炉进行统计分析，见表２。
在分析广钢生产的ＨＲＢ３３５钢筋、钒微合金
ＨＲＢ４００钢筋的成份、力学性能范围基础上，依据
表２
ＨＲＢ３３５钢平均性能指标 维普资讯 http://www.cqvip.com 第１期 郭云峰等：Ｎｂ微合金化ＨＲＢ４００钢筋的开发
ＧＢ／Ｔ１４９９—１９９８标准要求，对含铌ＨＲＢ４００钢筋化 学成分进行设计（见表３）。
表３钢种成分设计 单位：％
Ｃ Ｓｉ Ｍｎ Ｐ、Ｓ Ｎｂ
０．１８—０．２４ ０．３０—０．６５ １．００—１．５０≤０．０４５ ０．０３０—０．０４５
碳、锰的设计主要是为了保证钢种的强度，考虑
钢种的焊接性能将锰含量上限降低。硅能在不增加
碳当量的前提下，提高钢的强度。在此基础上向钢
中添加Ｎｂ ０．０３０％一０．０４５％；对钢中铬、镍、铜的
残余含量各不大于０．４０％，其总量不大于０．８０％。
２．３ 性能要求
要求钢筋的力学性能及加工性能达到或优于 ＧＢ１４９９—１９９８规定的ＨＲＢ４００级钢筋的要求，钢筋
具有良好的焊接性，抗震性等特点。
２．４ 工艺流程
６０ｔ电炉冶炼 钢包内微合金化一吹氩喂丝－＋
连铸１５０ｒａｍ Ｘ １５０ｒａｍ方坯 连轧（高线），规格为 １０ｒａｍ（高线）、２０ｒａｍ、２８ｒａｍ、４０ｒａｍ。 钢水由６０ｔ电炉冶炼后，在钢水注入钢包中的
约１／３时开始加入合金。加入方法按硅锰合金一硅 铁合金－＋终脱氧剂（Ｓｉ—ｎ１）－＋铌铁的顺序加入。采
用偏心炉底出钢操作，铌铁的回收率按９３％计算，
加入量按０．５０—０．６５ｋｇ／ｔ考虑，为保证碳氮化物充
分溶解，要求开轧温度为１ ０５０～１ １００℃。
３ 生产情况及结果分析
广钢于３月２４ １３进行２０ＭｎＳｉＮｂ钢试验，截至
２００５年１２月止，共生产了５万多吨的含铌Ⅳ级钢
筋，性能合格，质量稳定。
３．１ 化学成份 ２０ＭｎＳｉＮｂ钢坯的化学成份见表４．
３．２力学性能
使用６４％Ｎｂ—Ｆｅ进行微合金化，其力学性能
见表５。 根据ＧＢ１４９９—９８标准中的力学性能：叮。￣＞４００
表４化学成份
表５力学性能
ＭＰａ，叮ｂ≥５７０ＭＰａ，６５≥１４％，加铌ＨＲＢ４００钢筋的
性能指标均符合国标，并具有以下特性：
（１）强度高、性能稳定。采用Ｎｂ微合金化，其 屈服强度比ＨＲＢ３３５钢筋提高了１００～１２０ＭＰａ，抗
拉强度提高了８０—１００ＭＰａ，强度范围见表６，抗拉
强度的增加少于屈服强度的增加且性能波动小。 表６试验ＨＲＢ４００钢筋性能范围
（２）时效分析。钢筋强度随轧后放置时间强度
下降，延伸率上升，抗拉强度下降幅度较屈服强度下
降幅度小，直径２８ｒａｍ的钢筋放置ｌ０天后强度基本
稳定，屈服强度平均下降１０—２０ＭＰａ，抗拉强度平均
下降３—１０ＭＰａ，延伸率上升２％一４％（见图１、图２）。
（３）抗震性能好。钢筋叮ｂ／ｔｒ。≥１．３，完全符合
抗震钢筋的质量要求。
（４）焊接性良好。在保证强度足够的前提下，
生产中控制碳当量保证钢筋有良好的焊接性能。实
际生产控制钢筋碳当量在０．３８％一０．４２％，保证钢
材焊接性能良好。 图１
２８－０
２６－０
２４．０ 坤
２２．０ 规格为２８ｒａｍ钢筋的力学性能随时间变化图示
ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ ｌ１ Ｉ ２
时间（ｄ）
图２规格为２８ｒａ
ｍ钢筋的力学性能８ 与时间的关系图 维普资讯 http://www.cqvip.com １０－ 冶金丛刊 总第１６１期
（５）组织。典型的金相组织图见图３，组织为
７１％～７５％的铁索体加２４％一２８％的珠光体，晶粒
度９～１１级，比普通２０ＭｎＳｉ钢的热轧组织晶粒度细
２—３级，加铌细化晶粒效果明显。可见，钢中加入
微合金化元素铌在轧制过程中会因形变诱导析出，
图３金相组织图（ｘ １５０倍） 生成铌化合物颗粒，一方面阻止奥氏体晶粒长大，另
方面又能阻止或推迟奥氏体再结晶的发展，细化
了奥氏体从而细化铁素体晶粒。
４ 结论
（１）广钢开发的含ＮｂＨＲＢ４００钢筋的屈服强度
可达４５０～４６０ＭＰａ，强屈比大于１．３，各项性能指标
均达到或优于国家标准。
（２）与钒微合金化相比，利用铌微合金化生产
ＨＲＢ４００钢筋可以有效降低生产成本，提高市场竞
争力。
（３）含ＮｂＨＲＢ４００钢筋晶粒度９—１１级，铌的
微合金化效果明显。
（４）采取合理成分设计与轧制工艺，能大大减
少钢中出现贝氏体组织的几率。
参 考 文 献
［１］侯大华．徐利群。李烈军。沈奕光．优质２０ＭｎＳｉＶ１１Ｉ级热轧螺纹钢筋的开发．冶金丛刊，１９９２（２）。１—３ ［２］ 张新建．２０ＭｎＳｉＶ生产试验小结．水城钢铁（集团）公司 ［３］ 李双武等．２０ＭｎＳｉ ｂｉｂ热轧带肋钢筋开发实践．河北冶金，２００４（５）。３５—３７ ［４］ 李文学．微台金化对热轧钢筋的影响．物理测试，２００４（３），４—８ ［５］ 炼钢一连铸新技术８００问．北京，冶金工业出版社，２００３，４７８．
（上接第３页）
热轧规格：厚度为１．８—３．０ｍｍ；宽度为１ ２１９ｍｍ。
温度制度（见表４）：出炉温度１ １２０～１ １４０￣Ｃ，终轧温度
８７０￣８９０￣Ｃ，卷取温度６３０－６５０￣Ｃ。凸度设定４０１￣ｍ，平
直度日标：０Ｉ负荷分配（见表５）。 表４温度制度（规格为２．０ｒａｍ ｘ １ ０２０ｒａｍ）
负荷分配／％４０自动计算自动计算自动计算目动计算２５
注：除鳞茉选择：前３后４；凸度设定：４０ Ｉｘｍ；Ｆｌ— 机架全部采用 新辊。宽度偏差要求：＋（１Ｏ一１５）／Ｉ＇ｌｌｍ。 ４ 结论
（１）随着近年来发电、家电、电子和机械等产业
的迅速发展，我国硅钢片的消费和生产增长很快。 故硅钢产业有较大的市场前景，尤其是冷轧无取向
硅钢产业近几年发展很快。广东是无取向硅钢片消 费大省之一。缺口大。开发无取向硅钢具有较大的区
域市场容量。 （２）基于珠钢工艺技术条件，可从低碳低硅无
取向冷轧硅钢［一般Ｓｉ＜１％或（Ｓｉ＋Ａ１）＜１％］的
原料卷做起。
（３）从成分上看。若ＶＯＤ设备调试成功并投入
使用，理论上可以ＥＡＦ—ＬＦ—ＶＯＤ的工艺路线生产
终点［Ｃ］≤３０ｐｐｍ硅钢钢水。从生产节奏出发，要
求电炉出钢［Ｃ］要尽可能低，还需要保证ＶＯＤ处理 时问在８０ｍｉｎ左右完成。
（４）通过用户提供的要求和成分分析，轧制模拟
采取以下工艺：控制第１机架道次的累积压下率为
４０％以上；控制终轧最后道次压下率在２０％以上；控制
终轧温度为８３０￣９００℃，卷取温度为６３０—６９０￣Ｃ。
参 考 文 献
［１］ 陈卓．武钢：国内电工钢生产走趋与市场展望．冶金信息导刊．２００３（６），８ ［２］ 李文．广东省金属学会：广东省钢材消费量的调查与研究２００３．１１ ［３］ 阎江玲．太钢：热轧硅钢冶炼化学与电磁性能．山西机械。２００２（１），１ ［４］ 广州珠钢续建工程炼钢系统ＶＯＤ部分．附件之总体说明和基本技术数据。ＤＡＮＩＥＬＩ公司．２００１ ［５］ 黄浩东等．鞍钢：冷轧无取向硅钢热带钢生产工艺研究．鞍钢技术，２００３（５）．２７ ［６］ 广州珠钢续建工程炼钢系统ＶＯＤ部分．附件之总体说明和基本技术数据。ＤＡＮＩＥＬＩ公司。２００１ ［７］张译中．宝钢：国外晶粒取向硅钢技术的进展．上海金属．
２００２（３）．３３ 维普资讯 http://www.cqvip.com
转炉开发HRB400钢的生产实践
转炉开发ＨＲＢ４００钢的生产实践 技术中心 聂雨青毕建民罗敏 摘 要 文章总结了转炉开发Ｈ 钢的生产实践。实践表明，采用该工艺生产ＨＲＢ４０ｏ新Ⅲ 级钢筋，钢的化学成分均匀，钒铁的微合金化能使钒获得较高和稳定的收得率。钢材性能稳 定可靠。能有效降低生产成本，获得较好的经济效益。 １前言 热轧带肋钢筋（俗称新Ⅲ级钢筋）具有 强度高、延性好、可焊性好的优点，用于建筑 工程可大量节省钢材，提高建筑结构的抗震 性能和整体质量水平，是国家重点推广应用 的建材新产品，也是ＨＲＢ３３５ １Ｉ级钢筋的升 级换代产品。 ２００１年以来，湖南省作为全国新Ⅲ级钢筋 推广试点省之一，推广应用工作进展很快，已在 各类建筑工程中大批量使用，市场需求迅速增 加。过去，涟钢采用“６ｏ吨电炉一＋ＬＦ精炼炉＿＋ 连铸— 制”的工艺路线生产新Ⅲ级钢筋，产品 成本较高，产量受到限制 为降低生产成本，提 高生产能力，我们从２００１年３月至６月组织开 展“９０吨转炉 钢包底吹氩（氮）＿＋连铸 轧制 “的工艺路线生产ＨＲＢ４００热轧带肋钢筋的试 验研究。 ２冶炼 ． 转炉冶炼的钢水不经过ＬＦ炉精炼，直 接从炉后钢包内加人Ｆｅ—Ｖ进行微合金化 处理。该工艺的关键在于怎样使钢中的钒获 得较高且稳定的收得率，并把钢中的钒元素 控制在一个适当的范围之内。 ２．１冶炼工艺路线 ９０吨转炉冶炼 炉后脱氧合金化＿＋加 钒铁（５０％Ｆｅ—Ｖ）微合金化一＋钢包底吹氮＿＋ 小方坯连铸。 ２．２冶炼操作要点 本工艺冶炼要求采用“高拉碳补吹”操 作，终点降枪吹炼时间必须大于１分钟，保证 钢水成分和温度均匀。 钢水终点碳要求控制在０．０８％一 ０．１５％之间，避免钢水因过氧化而影响合金 收得率。 钢水先进行脱氧合金化，然后采用５０％ Ｆｅ—Ｖ微合金化。钢中碳含量不足时，允许 在出钢过程中加入适量ＳｉＣ增碳、钢水底吹 氮时间要求大于５分钟，以保证钢水成分均 匀。 ２．３钢的熔炼成分 试验期间按本工艺共冶炼合格钢坯８７ 炉计６５５２吨，其中７５炉已轧制新Ⅲ级钢筋， 其熔炼成分统计如表１所示。 ’ 表１ ＨＲＢ４００新Ⅲ级钢筋熔炼成分统计表 平均值０．２０ ０．５６ １．３８ ０．０２０ ０．０２０ ０．０８ ０．４５ 最大值０．２５ ０．６５ ｌ＿６０ ０．０４０ ０．０３０ ０．１１ ０．５４ 最小值ｏ．１６ ０．４６ １．２１ ０．ｏｉｏ ０．０１０ ０．０５ ０．３８ 经统计，钢中钒元素的含量可以控制在 需要的范围内，其金属收得率稳定在９ｏ％左 右，表明该工艺合理可靠，适合转炉大批量生 产。 ３力学性能 ３：１０１年３月至６月共轧制班＝【Ｂ４００新Ⅲ级 ・ｌ７・
转炉开发HRB400钢的生产实践 2
第４期 ２００２年７月 湖南冶金 ＨＵＮＡＮ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ ＮＯ．４ Ｊｕ１．２００２
转炉开发ＨＲＢ４００钢的生产实践
聂雨青，毕建民，罗 敏
（涟源钢铁集团有限公司，湖南 娄底４１７００９）
摘 要：总结了转炉开发ＨＲＢ４００钢的生产实践。实践表明，采用该工艺生产ＨＲＢ４００新Ⅲ级钢筋， 钢的化学成分均匀，性能稳定可靠。钒铁的微合金化能使钒获得较高和稳定的收得率；能有效降低生产 成本，获得较好的经济效益。 关键词：转炉；冶炼；ＨＲＢ４００钢
中图分类号：ＴＦ７６２＋．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５－－．６０８４（２００２）ｏ４—０Ｏ３７一一ｏ２
ＰＲＡＣＴＩＣＥ ｏＦ ＤＥＶＥＬｏＰＩＮＧ ＨＲＢ４００
ＢＹ ＡＣｏＮＶＥＲＴＥＲ ＰＲｏＣＥＳＳ
ＮＩＥ Ｙｕ—ｑｉｎｇ，ＢＩ Ｊｉａｎ—ｍｉｎ，ＬＵＯ Ｍｉｎ
（Ｌｉａｎｙｕａｎ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｌｏｕｄｉ ４１ ７００９，Ｈｕｎａｎ）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ＨＲＢ４００ ｂｙ ｃｏｎｖｅｔｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗａｓ ｓｕｍｍｅｄ ｕｐ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒｓ．Ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｓｈｏｕｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｎｅｗⅢｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｂａｒ
ＨＲＢ４００ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ｕｎｉｆｒｏｍ，ｉｔｓ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｉｓ ｒｅｌｉａｂｌｅ ａｎｄ ｓｔａｂｌｅ ａ ｍｉｃｒｏ－－ａｌｌｏｙｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｗｉｔｈ Ｆｅ—Ｖ ａｌｌｏｙ ｃａｎ ｏｂｔａｉｎ ｈｉｇｈｅｒ ｒａｔｅ ｏｆ
Ｖａｎａｄｉｕｍ ｒｅｃｏｖｅｒ．Ｔｈｅ ｎｅｗ ｐｒｏｓｅｓｓ ｃａｎ ｒｅｄｕｃｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｃｏｓｔ ｏｆ ＨＲＢ４００，ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｉｓ ｅｃｏｎｏｍｙ ｔａｒｇｅｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．
热轧带肋高强钢筋HRB400开发和应用
叁 妻 柳钢科技 炼钢连铸学会论文专辑 ｐ 不斗 投 ３２３
热轧带肋高强钢筋ＨＲＢ４００开发和应用
严明华胡晓伟
（新余钢铁有限责任公司）
摘 要 阐述了开发热轧带肋高强钢筋的工艺方式，分析了微合金化和穿水冷却工艺特点，及
其在新钢生产热轧带肋高强钢筋ＨＲＢ４００的应用情况。
关键词ＨＲＢ４００热轧带肋钢筋 微合金化 穿水冷却
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｏｔ・—－ｒｏｌｌｅｄ Ｈｉｇｈ・—。ｓｔｒｅｎｇｔｈ
Ｒｉｂｂｅｄ Ｓｔｅｅｌ Ｂａｒ ＨＲＢ４００
Ｙａｈ Ｍｉｎｇｈａｎ Ｈｕ Ｘｉａｏｗｅｉ
（Ｘｉｎｙｕ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｈｏｔ－ｒｏｌｌｅｄ ｈｉｇｈ－ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｆｉｂｂｅｄ ｓｔｅｅｌ ｂａｒ ｗａｓ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ，
ｔｈｅ ｍｉｃｒｏａｌｌｙｉｎｇ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｃｏｏｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｌｌ ｆｏｒ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ
ｈｏｔ——ｒｏｌｌｅｄ ｈｉｇｈ——ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｆｉｂｂｅｄ ｂａｒ ＨＲＢ４００ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ＨＲＢ４００ Ｈｏｔ－ｒｏｌｌｅｄ Ｒｉｂｂｅｄ Ｓｔｅｅｌ Ｂａｒ Ｍｉｃｒｏａｌｌｏｙｉｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｏｌｉｎｇ
１前言 ２开发热轧带肋高强钢筋的工艺方式
我国早期使用普碳钢Ｑ２３５生产Ｉ级光面钢
筋和变形钢筋，钢筋强度低，品种严重匮乏，
产量和质量均不能满足大规模经济建设的需要，
自２０世纪７０年代起逐渐被各种低合金钢筋所
取代。其后的３０年间，强度级别为３３５ＭＰａ的
Ⅱ级钢筋的生产和使用在我国一直处于主导地
位。但是长期的生产和使用证明，Ⅱ级钢筋存
使用富氮合金开发HRB400热轧带肋钢筋的生产实践
第４期总第ｌ９４期 ２ ０ １ １年８月 冶 金 丛 刊
ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＣＯＬＬＥＣＴＩＯＮＳ Ｓｕｍ．１９４ ＮＯ．４ Ａｕｇｕｓｔ ２ ０ １ １
使用富氮合金开发ＨＲＢ４００热轧带肋钢筋的生产实践
齐盟国
（广州钢铁股份有限公司，广东广州５１０３８１）
摘要本文介绍了广州钢铁股份有限公司转炉炼钢厂应用富氮合金使钢水增氮、辅以钒微合金化技术开发 ＨＲＢ４００热轧带肋钢筋的生产实践。开发的ＨＲＢ４００钢筋化学成分稳定、均匀，力学性能满足ＧＢ１４９９．２—２００７ ＨＲＢ４００热轧带肋钢筋技术要求，生产成本比目前采用２０ＭｎＳｉＶＣｒ钢生产ＨＲＢ４００热轧带肋钢筋的可降低１９．６９ 元／吨。 关键词 转炉炼钢；增氮；热轧带肋钢筋 中图分类号：ＴＦ７１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—３８１８（２０１１）０４—００１５—０４
ＤＥＶＥＬｏＰＭＥＮＴ ｏＮ ＨＲＢ４００ ＨＯＴ．ＲＯＬＬＥＤ ＲＩＢＢＥＤ
ＢＡＲＳ ＷＩＴＨ ＮＩＴＲｏＧＥＮ．ＲＩＣＨ ＡＬＬｏＹ
Ｑｉ Ｍｅｎｇｇｕｏ
（Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０３８１，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ ＨＲＢ ｈｏｔ．ｒｏｌｌｅｄ ｒｉｂｂｅｄ ｂａｒｓ ｗｅｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｗｉｔｈ ｎｉｔｒｏｇｅｎ．ｒｉｃｈ ａｌｌｏｙ ａｎｄ ｖａｎａｄｉｕｍ ｍｉｃｒｏａｌｌｏ．
ｙｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｍｐａｎｙ．Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ＨＲＢ４００ ｈａｓ ｓｔａｂｌｅ ａｎｄ ｕｎｉｆｏｒｍ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＨＲＢ４００ ｍｅｔ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ＧＢ １４９９．
２．２００７ ＨＲＢ４００ ｈｏｔ．ｒｏｌｌｅｄ ｒｉｂｂｅｄ ｂａｒｓ．Ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃｏｓｔ ｗａｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ １９．６９ｙｕａｎ／ｔｏｎ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ＨＲＢ４００ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ２０ＭｎＳｉＶＣｒ．
HRB400热轧带肋钢筋的开发与应用
１４ ２００６年第２期
ＨＲＢ４００热轧带肋钢筋的开发与应用
赵金勇，李丙海
（西林钢铁集团有限公司，黑龙江伊春１５３０２５）
摘要：阐述开发Ⅲ级钢筋的强化机理和生产方法，简介西钢开发生产ＨＲＢ４０ｏⅢ热轧带肋钢筋的工艺特点。 关键词：Ⅲ级热轧带肋钢筋；强化机理；微合金化
１ Ⅲ级热轧带肋钢筋的开发目的和
意义
热轧带肋钢筋是建筑业中应用最广泛的钢 材。我国每年消耗量在４０００万ｔ以上。目前在市 场上占主导地位的仍是上世纪７０年代开始广泛 应用的３３５ＭＰａ１／级钢筋（以２０ＭｎＳｉ为典型钢种）， 欧、美等工业化发达国家早已普遍淘汰Ⅱ级钢筋， 取而代之的是４００—５００ＭＰａ级钢筋。其中４００ＭＰａ 级钢筋占总量的７０％，５００ＭＰａ级高强度钢筋占
２５％以上，６００ＭＰａ级高强度钢筋也开始应用。 ４ｏｏＭＰａⅢ级钢筋与３３５ＭＰａ１／级钢筋相比，具 有强度高，安全储备大，可焊性好，抗震及抗疲劳
性良好等一系列优越性能，在建筑中，既可减少钢 材的使用量（可节约１０％一１５％），降低工程造价， 又可减少地震等灾害带来的损失。可见ＨＲＢ４００ 钢筋是ＨＲＢ３３５钢筋的升级换代产品，推广Ⅲ级钢 筋具有巨大的经济效益和社会效益。
我国于２００２年４月正式实施了“混凝土结构 设计规范”（ＧＢ５００１０—２００２），明确ＨＲＢ４００钢筋是 混凝土结构主导钢筋。
所以，开发生产Ⅲ级钢筋已势在必行，西钢是 建筑钢筋的专业生产厂，为抢占市场先机，率先研 发ＨＲＢ４００热轧带肋钢筋，更具战略意义。
２Ⅲ级热轧带肋钢筋的强化机理和
生产方法
收稿日期：２００６—０２—２４ ２．１强化机理
从强化机理上主要有固溶强化，位错强化，析 出强化，沉淀强化和细晶强化等。
热轧钢筋的控轧工艺方法有未再结晶区和（ａ ＋７）两相区轧制。其中未再结晶区控轧，即在 ８５０￣Ｃ—Ａ３以上，结合轧后的控制冷却，抑制铁素 体的高温长大，细化晶粒，改善钢筋的组织状态， 提高钢筋的强度和韧性，（ａ＋７）两相区轧制需要
铌含量及铸锭加热温度对HRB400螺纹钢组织性能的影响
特殊钢
SPECIAL STEEL第42
卷第1
期
・66・2021
年2
月Vol. 42. No. 1
February 2021
锭含量及铸锭加热温度对HRB400螺纹钢组织性能的影响
周云杨晓伟陈焕德张宇
(江苏省(沙钢)钢铁研究院,张家港215625)
摘要利用Gleeble
热模拟仪、高温激光共聚焦显微镜、透射电子显微镜研究了饥含量(0.011% -0.055%)
及
加热温度(1 100 ~ 1 250 ■€ )
对HRB400
钢20 mm
板组织和性能的影响。结果表明，1 180 °C
加热1 h
时20 mm
钢板中
随锭含量增加，铁素体比例减少，贝氏体比例增加，屈服强度升高;規含量0.024%
时,组织中铁素体比例50.8%
、珠光
体比例39.0%,
贝氏体比例10.2%,
屈服强度426 MPa,
抗拉强度685 MPa,
伸长率24.0%,
断面收缩率61.3 %0
锭析
出物尺寸随加热温度升高逐渐细化，数量逐渐增多;1 180
七加热时锭含量析出物尺寸7-88 nm,
呈弥散分布。
关键词锭微合金化HRB400
钢加热温度珠光体贝氏体
Effect of Niobium Content and Ingot Heating Temperature
on Microstructure and Property of HRB400 Steel Rebar
Zhou Yun, Yang Xiaowei, Chen Huande and Zhang Yu
(Institute of Research of Iron and Steel (IRIS) of Shasteel‘Jiangsu Province,Zhangjiagang 215625)
Abstract The effects of niobium content (0. 011% ~0. 055% ) and heating temperature ( 1 100 - 1 250
HRB400细晶粒带肋钢筋的研发及产业化
１０ 昆 钢 科技 ２００７年１０月 第３期
ＨＲＢ４００细晶粒带肋钢筋的研发及产业化
陈伟 苏鹤洲 赵宇
（技术中心）
摘 要本文介绍了昆钢ＨＲＢ４００细晶粒带肋钢筋的研发及产业化，对钢筋金相组织、焊接性能
及时效性进行了研究分析，对经济和社会效益进行了评价。
关键词 产品开发ＨＲＢ４００细晶粒带肋钢筋 回火温度 产业化 效益
１ 前言
ＨＲＢ４００热轧带肋钢筋是国家八五以来大力
推广使用的新一代钢筋混凝土用热轧带肋钢筋．它
具有强度高、性能稳定、安全储备量大、节省钢材
（比ＩＩ级钢筋省１４％～１６％）等优点，用ＨＲＢ４００钢
筋代替ＩＩ级钢筋具有巨大的社会效益和经济效
益。为了加速我国建筑用钢材的更新换代和与国际
接轨．建设部将ＨＲＢ４００热轧带肋钢筋的推广应用
列入了“九五”发展规划．以取代目前广泛使用的
ＨＲＢ３３５热轧带肋钢筋。
目前国内ＨＲＢ４００热轧带肋钢筋的生产基本
都采用常规的微合金化热轧工艺．生产成本比
ＨＲＢ３３５高１５０～２００元／吨．给ＨＲＢ４ｏｏ的推广使
用带来了一定的困难。２００５年７月以前，昆钢生产
ＨＲＢ４００基本都采用常规的微合金化热轧工艺生
产。随着钒铁、铌铁价格的不断攀升，ＨＲＢ４００生产
成本不断增加。影响了企业整体经济效益的提升。
为了降低ＨＲＢ４００生产成本。保证企业效益最大
化；同时为了增强企业的核心竞争力，走创新和可
持续发展的道路．２００５年下半年昆钢更新了技术
装备．同年７月开展了ＨＲＢ４００细晶粒带肋钢筋的
研发及产业化。在两年多的研发及产业化过程中，
昆钢不断对生产工艺优化改进．细晶粒带肋钢筋综
合性能得到改善．生产成本不断降低。
２试制工艺设计
２．１微合金元素的选择
对钢进行微合金强化的元素通常采用Ｔｉ、Ｎｂ、
Ｖ．这些元素对Ｃ、Ｎ都具有很强的亲和力，可以形
成碳氮化物，这些Ｃ—Ｎ化合物会在冷却过程中析 出，产生沉淀强化作用，使钢的强度上升。同时，这
新Ⅲ级HRB400热轧带肋钢筋的开发和研制
ｔ４＂－ 嘲｝ ２ 总第 期
新Ⅲｌ级ＨＲＢ４００热轧带肋钢筋的开发和研制
天津天钢集团有限公司高速线材厂剖炳连 崔宏武 王炳霞
［摘要］对天钢高线厂开发研制新Ⅲ级ＨＲＢ４００热轧带肋钢筋的轧制工艺、控冷工艺及生产情况做了介绍，并对轧制后 产品性能进行了分析 该厂所生产的新Ⅲ级热轧带肋钢筋产品质量完全符台ＧＢ１４９９—１９９８国家标准要求．可以满足建筑行业 对高强度 高塑性钢筋的要求。 美键词热轧带肋钢筋 工艺性能开发
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｎｅｗ ｌｌＩ Ｇｒａｄｅ Ｈｏｔ－－ｒｏｌｌｅｄ Ｒｉｂｂｅｄ Ｂａｒ ＨＲＢ４００
Ｈｉｇｈ—Ｓｐｅｅｄ Ｗｉｒｅ Ｒｏｄ Ｍｉｌｌ ｏｆ Ｔｉａｎｊｉｎ Ｔｉｍ￣ｇａｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．
Ｌｉｕ ｂｉｎｇｌｉａｎ Ｃｕｉ ｈｏｎｇｗｕ Ｗａｎｇ ｂｉｎｇｘｉａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｇｉｖｅｓ ａ ｂｒｉｅｆ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｒｏｌｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｃｏｏｌｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｓｕｍｍａｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ
ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｎｅｗ￣［ｇｒａｄｅ ｈｏｔ——ｒｏｌｌｅｄ ｒｉｂｂｅｄ ｂａｒ ＨＲＢ４００ ｉｎ ｔｈｅ Ｈｉｇｈ—－ｓｐｅｅｄ Ｗｉｒｅ Ｒｏｄ Ｍｉｌｌ
ｏｆ Ｔｉａｎｇａｎｇ Ｇｒｏｕｐ，ａｎｄ ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｅｄｕｃｔ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ｆｉｎｉｓｈｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｙ ｉｓ
ａｃｃｏｒｄ ｗｉｔｈ ｄｅｍａｎｄｓ ｏｆ ＧＢ１４９９—１９９８，ｔｈｅ．ｇｅｎｅｒａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｃａｌｌ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄｓ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｆｏｒ ｈｉ曲一ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｈｉ －ｄｕｃｔｉｌｅ ｒｅｈａｒｓ
HRB400带肋钢筋的研制
ＨＲＢ４００带肋钢筋的研制 高轶颉 （河北神风重型机械有限公司邯郸０５６２００） 摘要：介绍了在高速线材轧机上，按线材生产工艺生产ＨＲＢ４００小规格热轧带肋钢筋的工艺和产品性能。研制的 ＨＲＢ４００小规格热轧带肋钢筋采用微合金化处理提高了钢的强度和塑性。结果表明其产品强度高、塑性高，焊接性 能良好，可以满足用户的要求。产品质量符合ＧＢ１４９９￣１９９８标准要求。 关键词：微合金化；研制；ＨＲＢ４００
ＧａｏＹｉｊｉｅ （ＨｅＢｅｉ Ｓｈｅｎｆｅｎｇ Ｈｅａｖｙ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．Ｈａｎｄａｎ ０５６２００） Ａｂｓｅｅｔ，￣：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ＨＲＢ４００ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔｅｅｌ－ｂａｒ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｉｂ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ ｂｙ ｗｉｒｅ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｈｉ曲ｓｐｅｅｄ ｗｉｒｅ ｒｏｌｌｉｎｇ ｍｉｌ１．Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ＨＲＢ４００ ｓｍａｌｌ－ｓｐｅｃｓ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔｅｅｌ－ｂａｒ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｉｂ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ’Ｓ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ ｔｈｒｏｕｇｈ ｍｉｃｒｏａｌｌｏｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ａｒｅ ｈｉ曲ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，ｈｉｇｈ ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ ａｎｄ ｇｏｏｄ ｓｅａｌｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ａｎｄ ｉｔ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｕｓｅｒ’Ｓ ｎｅｅｄ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆＧＢ １４９９－１９９８． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏａｌｌｏｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ；ＨＲＢ４００ １前言 高强度、高塑性、综合性能好的钢筋在高层建 筑等建筑工程中的应用目趋广泛。但是，目前国内 普遍应用的小规格钢筋，如Ｑ２３５光圆Ｉ级钢筋和 冷轧带肋钢筋均不能达到要求。ＨＲＢ４００新ＩＩＩ级小 规格热轧带肋钢筋的延伸率６ 在２０％以上。与 Ｑ２３５光圆Ｉ级钢筋相比，不但增加了与水泥握裹 力，而且强度大幅度提高，并可实现节材４２％，经 济效益十分显著；与同规格ＬＬ５５０级冷轧带肋钢 筋相比，虽不节材，但却大幅度提高建筑物的安全 储备，而且应用范围扩大，社会效益显著。而且由 于使用高速线材生产工艺生产，简化了生产工艺， 降低了生产成本，更加便于对产品质量的控制。 ２设备及主要参数 （１）炼钢：３０吨氧气顶吹转炉。 （２）连铸机：大包回转台，中间包（ｇ－量４０，结 晶器（８５０ｍｍ），弧半径Ｒ９ｍ的连铸机。 圜 皇 塑 ｔｔｐ．＇ｗ属ｗｗｄ世ｓｓｊｚｚ界，ｃｏ （３）轧机：一套４５。无扭控冷双线高速线材轧 机，年产量为３５万ｔ，设计速度为７０ｍ／ｓ。（粗轧机 组为９架悬臂式二辊轧机，中轧机组为４架二辊 高刚度轧机，剪，精轧机组为ｌ０架摩根轧机）。 ３试制工艺 ３．１化学成分设计 ４００ＭＰａ新ＩＩＩ级钢筋不但对产品屈服点和抗 拉强度等指标有较高要求，而且还必须保证钢筋 有良好的焊接性能，因此所选用材质是在２０ＭｎＳｉ 低合金钢基础上进行微合金化处理，微合金化元 素可选定Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ等元素。在Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ微合金元 素中，以微合金化元素对钢强化时，尤以Ｎｂ效果 最为显著；而且用Ｎｂ作为微合金化元素也最为经 济。综合以上分析，最终材质确定为２０ＭｎＳｉＮｂ，设 计化学成分见表１。 ３．２冶炼 ３．２．
钢筋与混凝土新技术-高强钢筋应用技术
建筑业新技术系列-钢筋与混凝土技术
高强钢筋应用技术
1. 热轧高强钢筋应用技术
1.1. 技术内容
高强钢筋是指国家标准《钢筋混凝土用钢 第 2 部分:热轧带肋钢筋》GB 1499.2 中规定的屈服强度为 400MPa 和 500MPa 级的普通热轧带肋钢筋（HRB） 以及细晶粒热轧带肋钢筋（HRBF）。
通过加钒（V）、铌（Nb）等合金元素微合金化的其牌号为HRB；通过控轧和控冷工艺，使钢筋金相组织的晶粒细化的其牌号为HRBF；还有通过余热淬水处理的其牌号为RRB。这三种高强钢筋，在材料力学性能、施工适应性以及可焊性方面，以微合金化钢筋（HRB）为最可靠；细晶粒钢筋（HRBF）其强度指标与延性性能都能满足要求，可焊性一般；而余热处理钢筋其延性较差，可焊性差，加工适应性也较差。
经对各类结构应用高强钢筋的比对与测算，通过推广应用高强钢筋，在考虑构造等因素后，平均可减少钢筋用量约12%~18％，具有很好的节材作用。按房屋建筑中钢筋工程节约的钢筋用量考虑，土建工程每平方米可节约25~38元。因此，推广与应用高强钢筋的经济效益也十分巨大。
高强钢筋的应用可以明显提高结构构件的配筋效率。在大型公共建筑中，普遍采用大柱网与大跨度框架梁，若对这些大跨度梁采用400MPa、500MPa级高强钢筋，可有效减少配筋数量，有效提高配筋效率，并方便施工。
在梁柱构件设计中，有时由于受配置钢筋数量的影响，为保证钢筋间的合适间距，不得不加大构件的截面宽度，导致梁柱截面混凝土用量增加。若采用高强钢筋，可显著减少配筋根数，使梁柱截面尺寸得到合理优化。
1.2. 技术指标
400MPa和500MPa 级高强钢筋的技术指标应符合国家标准 GB1499.2 的规定， 钢筋设计强度及施工应用指标应符合《混凝土结构设计规范》GB50010、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204、《混凝土结构工程施工规范》GB50666及其他相关标准。