全国钢筋焊接网应用技术研讨会论文

全国钢筋焊接网应用技术研讨会论文

提高冷轧带肋钢筋延性的新工艺

翟 文   翟 武

提  要  冷轧带肋钢筋经过低温回火处理后，延性得到明显改善。拉断后伸长率（A_11.3）与标准规定相比可提高40～70%。反映钢筋延性的最重要指标最大力总伸长率（Agt）提高了2倍以上。钢筋经回火处理后虽然强度大约降低10%左右，但实际强度值仍高于标准规定的550N/mm²。采用低温在线回火处理工艺，是一种经济合理地提高钢筋延性的有效手段之一。

关键词  冷轧带肋钢筋  低温回火  伸长率  最大力总伸长率

 1、前言

业内专家提出，冷加工钢筋应加强管理，控制质量，整顿市场，适应标准要求。并改善性能（特别是延性），进行优化或淘汰，由市场竞争决定其前途。此话一语切中要害，对冷轧带肋钢筋的生存发展具有现实意义。

目前国内生产冷轧带肋钢筋的工艺设备，一般采用主动式或被动式轧机，生产两面或三面带肋钢筋。由于工艺基本定型，多年来没有大的革新，工艺技术已显得落后，不能适应技术进步的新形势。同时，低碳钢热轧圆盘条经过冷轧后，强度提高，延性降低，外型尺寸又有严格要求，伸长率（A_11.3）很难达到8.0%的标准。不少企业是小规模作坊式生产，缺乏有效的技术管理和严格的质量检验，难以保证产品质量。还有个别假冒伪劣产品进入市场，直接影响到冷轧带肋钢筋产品的信誉和推广应用。

安阳合力冷轧公司根据我国建筑行业推广应用HRB400Mpa并将进一步推广HRB500MPa高强度钢筋的发展趋势，坚持走优化工艺、淘汰落后的发展道路，集研发、制造、生产于一体，自主创新一套全新的冷轧带肋钢筋生产装备。这套工艺设备布局合理，运行稳定，速度可调，操作方便，整条生产线实现了自动化、连续化、高速化作业。不仅大幅度提高了冷轧带肋钢筋的伸长率,同时使强度依然符合国家标准。工艺技术、产品质量、产业规模实现了突破性进展。

2、生产工艺流程

低碳钢热轧圆盘条→冷轧机组→回火处理→数控剪切→定尺或盘卷收线

该生产线经过不断改进与创新，改变了传统的冷轧带肋钢筋生产工艺，采用自主研发的冷轧技术、在线回火控温技术、辅以数控飞剪和自动收线系统，形成了一套新的冷轧带肋钢筋生产装置，大大优化了冷轧带肋钢筋的工艺技术。在保证冷轧带肋钢筋的抗拉强度值高于标准规定的550 N/mm²的前提下，钢筋的断后伸长率（A_11.3）可达到12%以上，与标准规定相比提高40～70%。反映钢筋延性的最重要指标最大力总伸长率（Agt）提高了2倍以上，充分改善了产品的力学性能。经国家建筑钢材质量监督检测中心、国家金属制品质量监督检测中心检测，各项力学性能指标完全达到热轧Ⅳ级（HRB500级）钢筋的国家标准，伸长率A5.65达到18.5%～22.0%，强度高，延性好。并且产品外型尺寸精确，表面质量优良，与混凝土之间的粘结锚固性能良好。工艺技术创新有效地促进了产品质量优化。

采用冷轧后的在线回火处理工艺，可提高金属材料组织稳定性，消除内应力，获得适宜的强度与良好的延性，使产品的力学性能各项指标完全达到国家标准（GB13788）的规定。产品的强度和伸长率合格率几乎达到100%，能满足高端客户的使用要求,并为冷轧带肋钢筋产品的使用和产业化发展开辟了新途径。

3、试验结果

试验结果见表1。整个试验分低强部分与高强部分两种。

抗拉强度大致为460MPa的低碳钢热轧圆盘条，经过大约30%左右的面缩率后轧制成大约720MPa的冷轧带肋钢筋。对低强部分，抗拉强度R¹_m为726MPa（4种直径平均值），而伸长率A_11.3平均仅为4.7%；经过I类热处理后，条件屈服强度R²_p0.2为544MPa，抗拉强度R²_m为596MPa，抗拉强度降低18%，而伸长率A²_11.3达14.1%，与未热处理相比，刚好增加了2倍，与标准规定相比提高70%以上。最大力总伸长率达到7.58%，远大于标准规定2.0%的指标。从条件屈服强度和抗拉强度结果可与标准（GB13788－2008）中的CRB550级钢筋相对应，

但其断后神长率和最大力总伸长率有明显提高，大大超出了冷轧带肋钢筋延性标准的要求。同样，对于高强部分，经过II类热处理后，四种直径钢筋的抗拉强度平均值R²_m达653 MPa，抗拉强度平均降低10%，而伸长率A²_11.3达11.2%，与标准规定相比增大了40%，最大力总伸长率达6.21%，也是远大于2.0 %的指标。表1的试验结果也代表了我公司近年大批生产的实际情况。

表1 冷轧带肋钢筋回火前后性能对比

根据上面两种热处理情况，可给出二种强度级别（低强和高强）钢筋的技术性能指标（见表2）。 

表2  冷轧带肋钢筋（热处理后）技术指标建议值

对于较低强度级别的钢筋，仍可采用原规程（JGJ 95-2003）CRB550级钢筋的强度设计值（360 MPa）。

利用较高强度的盘条，轧制成较高强度的冷轧带肋钢筋，通过II类热处理后，虽然强度有少量降低，仍可达650MPa左右、且有较高的延性。对于较高强度钢筋，其设计强度可取的较高一些。

钢筋经冷轧及热处理后，可获得具有微细晶粒结构的高强度、高延性的冷轧带肋钢筋，冷轧带肋钢筋晶粒度检验参照GB1499.2-2007标准中细晶粒热轧钢筋的规定要求，其检验结果见表3。

表3  安阳合力冷轧公司冷轧带肋钢筋金相检验结果

4、工程应用

宜用作钢筋混凝土结构件中的受力钢筋、钢筋焊接网、箍筋、构造钢筋等。

用于现浇混凝土构件，一是强度高，可节约钢材和降低工程造价。二是伸长率已达到III级钢标准，能保证工程的安全度。三是与混凝土之间的粘结锚固性能良好。

冷轧带肋钢筋是钢筋焊接网用材的理想选择。由于它具有尺寸精度高、抗拉强度高、表面质量好，易于矫直点焊等优点，是钢筋焊接网的首选材料。在国外，CRB 550级冷轧带肋钢筋是钢筋焊接网的主要选材。

5、主要特点

（1）通过回火控温技术，大幅度提高产品的伸长率，获得良好的力学性能，克服了冷轧带肋钢筋延性偏低的行业难题。

（2）将冷轧工艺与回火处理相结合，使两种强化效果相加，进一步提高钢材的强韧性，从而发展成为一项科学的冷轧形变热处理技术，促进产品规模化产业化发展，实现了冷轧带筋钢筋工艺产品优化的重大突破。

（3）以普通碳素钢为原料，经过冷加工和回火处理，把条件屈服强度提高到500Mpa级，意味着减量化使用钢材，为用冷轧方式生产高效节约型建筑用钢开辟了一条新路。这正是提高冷轧带肋钢筋生产工艺与产品优化技术的意义所在。

 6、结语

冷轧带肋钢筋生产利用在线热处理技术，使钢筋延性得到明显改善，拉断伸长率及最大力总伸长率大幅度提高，远超过标准要求，抗拉强度仍高于标准规定值，利用在线低温回火处理工艺是一种经济合理地提高钢筋延性的有效措施。

安阳合力冷轧公司在设备创新、工艺创新、产品创优过程中，已先后申请8项国家专利，目前已形成年产20万吨的生产能力。将进一步扩大规模产量，增加新的品种，使高质量的冷轧带肋钢筋尽快在全国范围内推广使用。