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[摘 要]30MnSi热轧光圆盘条是用于预应力混凝土的钢柱钢筋，其在实际生产过程中需要多个冶炼程序，有转炉冶炼、LF炉精炼等。多种生产工序下来之后，该盘条的表面质量较好，夹杂物的尺寸以及晶粒较小，并且气体含量不高，进而成功运用于预应力混凝土离心管桩、电杆、高架桥墩等预应力构件中。文章就此对30MnSi热轧盘条光圆钢筋的生产实践过程进行了探讨，内容供相关人士参考。
[关键词]30MnSi；热轧；钢筋；生产实践
中图分类号：S833 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）24-0255-01
前言
30MnSi热轧盘条光圆钢筋由于其具有较高的强度韧性、较低的松弛性、良好的可焊接性、镦锻性等的特点，因此其广泛应用于预应力混凝土离心管桩、电杆、高架桥墩、铁路轨枕等预应力构件中。而随着国家经济水平的提高，人们生活水平也相应的提高，对于钢筋应用的要求也越来越高，因此，加强对30MnSi热轧光圆盘条生产实践研究具有十分重要的意义。
1 产品要求及工艺流程
30MnSi热轧光圆盘条从工程材料来说，其属于优质碳素钢，对于钢的纯净度要求较高，要求钢中非金属夹杂物等级分为：A类≤210级、B类≤115级、C类≤210级、D类≤115级。化学成分内控要求C：0128%～0132%、Si：0175%～1100%、Mn：1100%～1120%、P≤01020%、S≤01020%、N≤010080%，钢中残余元素Cr≤0120%、Ni≤0120%、Cu≤0112%。力学性能与用户协商要求：抗拉强度≤750MPa、伸长率A≥2210%、断面收缩率ψ≥40%。
基于30MnSi光圆盘条对钢质纯净度、化学成分及力学性能的要求制定工艺路线：铁水→1300t混铁炉→80t转炉→LF炉外精炼→150×150mm（或160mm×160mm）五流方坯连铸机→步进冷床→步进炉加热→高速线材连轧机组轧制→吐丝→风冷线缓冷→检验→包装入库。
2 工艺控制
2.1 炼钢工艺
第一， 转炉冶炼。在进行转炉冶炼的过程中，要求操作人员要严格控制铁水、废钢等原材料的质量，稳定控制整个冶炼过程。而在出钢的过程中，要求其采用档渣锥进行档渣作业，从而进一步地提高挡渣效果。一般脱硫合金化的加入顺序为：铝铁→高碳锰铁→硅钙钡→硅铁，这个过程需要重点控制好合金的加入时机和加入量。出钢过程采用全程底吹氩操作和渣洗工艺，加入石灰2.0kg/t钢，氩站吹氩时间≥3.0min，利用出钢过程中较好的动力学搅拌条件以及钢水提供的热力学条件，充分熔化造渣料，能够起到较好的脱硫和吸附钢水夹杂物的作用。通过出钢全程中的吹氩和渣洗工艺操作，能够改善钢水的洁净度，并保证其成分和温度的均匀性。
第二，连铸控制。这个过程中，操作人员采用R9m5机5流小方坯铸机进行浇注，结晶器水量控制在130～140m3/h之内，二冷比水量按照1.7～1.9L/kg的范围进行控制；中包钢水的过热度按照20～35℃的范围进行控制；浇筑采用的是典型的拉速，拉速按2.5～2.6m/min控制。并通过对铸坯进行低倍组织和表面质量检验，使得铸坯质量较好，满足轧制要求。
2.2 轧钢工艺
轧钢过程中，铸件经过梁式加热炉进行加热，加热温度控制在1080～1120℃，加热时长为60～80min，轧制的时候采用26或28架全连续无扭高速线进行轧制，注意开轧温度控制为1000～1040℃，进轧温度控制为900～930℃，吐丝温度控制为880～910℃。而在期太尔摩风冷后的盘条经集卷、盘卷运输及打包后，即可获得HPB300热轧盘条光圆钢筋。
3 LF精炼
为满足30MnSi光圆盘条产品要求，通过LF精炼环节进行脱S、成分微调、夹杂物形态和数量及温度的控制。
3.1 造渣
根据转炉的重点硫含量情况以及合成渣含量情况，操作人员采用4档送电起弧，当炉渣基本上炉化之后，可以分批加入多效精炼剂。当炉渣较稠时，加入铝矾土调渣，保证炉渣具有良好的流动性，并且脱氧情况良好。在高碱度的还原渣，借助Ar气搅拌，实现有效的扩散脱O、脱S和去除夹杂物。精炼终渣成分见表1。
3.2 吹Ar
当初炼钢水进入精炼的工位之后，用较大的压力对渣面进行吹开，从而保证化学成分的均匀性。然后在精炼的过程中，保持吹Ar为扩散脱O、脱S、去除夹杂物等提供动力学条件。整个精炼过程中，操作人员根据需要调减Ar气流量，并随时观察Ar气搅拌情况，除脱S、加合金或增碳剂外，其余操作均保持钢水在渣面下轻微蠕动，避免钢液翻腾吸气。
3.3 成分微调
根据钢水进入LF工位吹Ar均匀化成分之后的式样结果分析，微调中的碳、硅、锰等成分要在内控要求范围内。调整成分碳时要综合考虑加含碳合金的增碳、电极、钢包渣线Mg-C砖增碳等因素，加增C剂时特别控制Ar气搅拌强度，保证C粒完全熔于钢液中；调硅时要考虑CaSi丝增加0.102%～0.103%硅。经LF成分微调后，30MnSi成分控制良好，完全符合内控要求，见表2。
3.4 温度控制
在LF精炼过程汇总，出钢温度控制需要在保证钢水热度的同时，考虑到LF中因铸流减少时温度损失，一般情况下，温度控制的范围在1570～1590℃之间。
结束语
综上所述，30MnSi热轧光圆盘条作为钢棒应用中最为广泛的型号，其生产过程中的各个工序和环节直接影响到材料的性能，因此，研究人员一定要加强对30MnSi热轧光圆盘条生产实践过程研究，从而保证其生产能够达到相关标准要求，满足客户的实际需求。
参考文献
[1] 陈伟，陈红，张卫强，赵宇，王卫东，文玉兵.节约型HPB300热轧盘条光圆钢筋的生产实践[J].熱加工工艺，2014，43（07）：108-111+116.
[2] 杨新龙，金武俊，刘峰.PC钢桩钢筋30MnSi热轧光圆盘条的开发[J].钢铁研究，2014，42（6）：30-34.
[3] 蒋世川，刘俊，李义长，等.PC钢棒用30MnSi热轧光圆盘条生产实践[J].四川冶金，2010，32（5）：29-32.
[4] 赵进.PC钢棒30MnSi生产实践及主要质量缺陷分析[C]//炼钢-连铸高品质洁净钢生产技术交流会.2012.
[关键词]30MnSi；热轧；钢筋；生产实践
中图分类号：S833 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）24-0255-01
前言
30MnSi热轧盘条光圆钢筋由于其具有较高的强度韧性、较低的松弛性、良好的可焊接性、镦锻性等的特点，因此其广泛应用于预应力混凝土离心管桩、电杆、高架桥墩、铁路轨枕等预应力构件中。而随着国家经济水平的提高，人们生活水平也相应的提高，对于钢筋应用的要求也越来越高，因此，加强对30MnSi热轧光圆盘条生产实践研究具有十分重要的意义。
1 产品要求及工艺流程
30MnSi热轧光圆盘条从工程材料来说，其属于优质碳素钢，对于钢的纯净度要求较高，要求钢中非金属夹杂物等级分为：A类≤210级、B类≤115级、C类≤210级、D类≤115级。化学成分内控要求C：0128%～0132%、Si：0175%～1100%、Mn：1100%～1120%、P≤01020%、S≤01020%、N≤010080%，钢中残余元素Cr≤0120%、Ni≤0120%、Cu≤0112%。力学性能与用户协商要求：抗拉强度≤750MPa、伸长率A≥2210%、断面收缩率ψ≥40%。
基于30MnSi光圆盘条对钢质纯净度、化学成分及力学性能的要求制定工艺路线：铁水→1300t混铁炉→80t转炉→LF炉外精炼→150×150mm（或160mm×160mm）五流方坯连铸机→步进冷床→步进炉加热→高速线材连轧机组轧制→吐丝→风冷线缓冷→检验→包装入库。
2 工艺控制
2.1 炼钢工艺
第一， 转炉冶炼。在进行转炉冶炼的过程中，要求操作人员要严格控制铁水、废钢等原材料的质量，稳定控制整个冶炼过程。而在出钢的过程中，要求其采用档渣锥进行档渣作业，从而进一步地提高挡渣效果。一般脱硫合金化的加入顺序为：铝铁→高碳锰铁→硅钙钡→硅铁，这个过程需要重点控制好合金的加入时机和加入量。出钢过程采用全程底吹氩操作和渣洗工艺，加入石灰2.0kg/t钢，氩站吹氩时间≥3.0min，利用出钢过程中较好的动力学搅拌条件以及钢水提供的热力学条件，充分熔化造渣料，能够起到较好的脱硫和吸附钢水夹杂物的作用。通过出钢全程中的吹氩和渣洗工艺操作，能够改善钢水的洁净度，并保证其成分和温度的均匀性。
第二，连铸控制。这个过程中，操作人员采用R9m5机5流小方坯铸机进行浇注，结晶器水量控制在130～140m3/h之内，二冷比水量按照1.7～1.9L/kg的范围进行控制；中包钢水的过热度按照20～35℃的范围进行控制；浇筑采用的是典型的拉速，拉速按2.5～2.6m/min控制。并通过对铸坯进行低倍组织和表面质量检验，使得铸坯质量较好，满足轧制要求。
2.2 轧钢工艺
轧钢过程中，铸件经过梁式加热炉进行加热，加热温度控制在1080～1120℃，加热时长为60～80min，轧制的时候采用26或28架全连续无扭高速线进行轧制，注意开轧温度控制为1000～1040℃，进轧温度控制为900～930℃，吐丝温度控制为880～910℃。而在期太尔摩风冷后的盘条经集卷、盘卷运输及打包后，即可获得HPB300热轧盘条光圆钢筋。
3 LF精炼
为满足30MnSi光圆盘条产品要求，通过LF精炼环节进行脱S、成分微调、夹杂物形态和数量及温度的控制。
3.1 造渣
根据转炉的重点硫含量情况以及合成渣含量情况，操作人员采用4档送电起弧，当炉渣基本上炉化之后，可以分批加入多效精炼剂。当炉渣较稠时，加入铝矾土调渣，保证炉渣具有良好的流动性，并且脱氧情况良好。在高碱度的还原渣，借助Ar气搅拌，实现有效的扩散脱O、脱S和去除夹杂物。精炼终渣成分见表1。
3.2 吹Ar
当初炼钢水进入精炼的工位之后，用较大的压力对渣面进行吹开，从而保证化学成分的均匀性。然后在精炼的过程中，保持吹Ar为扩散脱O、脱S、去除夹杂物等提供动力学条件。整个精炼过程中，操作人员根据需要调减Ar气流量，并随时观察Ar气搅拌情况，除脱S、加合金或增碳剂外，其余操作均保持钢水在渣面下轻微蠕动，避免钢液翻腾吸气。
3.3 成分微调
根据钢水进入LF工位吹Ar均匀化成分之后的式样结果分析，微调中的碳、硅、锰等成分要在内控要求范围内。调整成分碳时要综合考虑加含碳合金的增碳、电极、钢包渣线Mg-C砖增碳等因素，加增C剂时特别控制Ar气搅拌强度，保证C粒完全熔于钢液中；调硅时要考虑CaSi丝增加0.102%～0.103%硅。经LF成分微调后，30MnSi成分控制良好，完全符合内控要求，见表2。
3.4 温度控制
在LF精炼过程汇总，出钢温度控制需要在保证钢水热度的同时，考虑到LF中因铸流减少时温度损失，一般情况下，温度控制的范围在1570～1590℃之间。
结束语
综上所述，30MnSi热轧光圆盘条作为钢棒应用中最为广泛的型号，其生产过程中的各个工序和环节直接影响到材料的性能，因此，研究人员一定要加强对30MnSi热轧光圆盘条生产实践过程研究，从而保证其生产能够达到相关标准要求，满足客户的实际需求。
参考文献
[1] 陈伟，陈红，张卫强，赵宇，王卫东，文玉兵.节约型HPB300热轧盘条光圆钢筋的生产实践[J].熱加工工艺，2014，43（07）：108-111+116.
[2] 杨新龙，金武俊，刘峰.PC钢桩钢筋30MnSi热轧光圆盘条的开发[J].钢铁研究，2014，42（6）：30-34.
[3] 蒋世川，刘俊，李义长，等.PC钢棒用30MnSi热轧光圆盘条生产实践[J].四川冶金，2010，32（5）：29-32.
[4] 赵进.PC钢棒30MnSi生产实践及主要质量缺陷分析[C]//炼钢-连铸高品质洁净钢生产技术交流会.2012.