∮12mm30MnSi盘条的研制
2019-04-30李钢陈海军雷洪李果
李钢 陈海军 雷洪 李果
（宝钢集团八钢公司制造管理部 乌鲁木齐 830022）
1 前言
由于PC钢棒具有高强度韧性、低松弛性、与混凝土握裹力强，良好的可焊接性、镦锻性、节省材料等特点，在国内已被广泛应用于高强的预应力混凝土管桩、高层建筑、电杆、高架桥墩、铁路轨枕等预应力构件中。随着近年来西部经济发展PC钢棒需求量稳步地增长。而预应力钢筋常用30MnSi，经八钢公司对西北周边的市场情况进行市场调研、考察，决定开发∮12mm 30MnSi热轧光圆盘条，以满足市场需求。
2 产品技术要求
30MnSi热轧盘条执行与用户签订的协议成分、性能并以YB/T111—1997为依据，对化学成分、力学性能、盘条外形尺寸、表面质量等制定了控制标准。
2.1 30MnSi成分设计分析
30MnSi钢棒属于热处理强化钢材，盘园化学成分是性能基础。30MnSi成分的设计以YB/T111—1997标准并参考国内同类厂家的产品，结合宝钢集团八钢公司几十年生产优钢经验进行。其目标成分设计见表1；P、S、Ni、Cr、Cu为有害元素需低于其上限值；主控元素C、Si、Mn含量增加，可增加奥氏体稳定性，降低临界冷却速度，提高淬透性。C含量的增加在提高淬透性的同时还提高其淬硬性，降低钢材塑性，而Si、Mn基本与淬硬性无关;Mn、Si含量增加可使PC钢棒淬火后回火过程中组织分解转变速度减慢，提高组织回火稳定性，从而使PC钢棒强度、硬度随回火温度升高而下降的程度减弱，从而使PC钢棒调质处理性能稳定、可控，在W(Si)、W(Mn)＜1.5%时其含量增加塑性增加，因此，成分设计按适当降低C含量，提高Mn、Si含量以便得到良好综合性能的钢棒，据此设计了30MnSi成分。
2.2 其热轧态组织性能分析
图1 30MnSi动态C曲线
在供货协议中要求抗拉强度670～720MPa，延伸率、断面收缩率分别不小于25%和48%，即需原料的热轧态组织具有低强度、高塑性、铁素体晶粒等轴化的金相组织特点，以适应其深加工具好的拉拔性能；同时在阴螺纹后的淬火加热同样的加热制度奥氏体形核点较少，晶粒相对粗化，使得C曲线右移，降低临界冷却速度，利于提高30MnSi淬透性。即决定了30MnSi轧制生产中要采用延迟冷却工艺，图1为30MnSi动态C曲线，经试制表明；冷却速度V按1～5℃/s控制，抗拉强度、断面收缩率分别在670～700 MPa和50%左右，性能较理想。实际生产中可考虑生产∮12mm30MnSi轧制速度30～35m/s，斯太尔摩第一组辊道起步速度为0.4～0.6m/s。
表1 30MnSi化学成分
3 工艺线路
150t转炉-LF精炼-方坯连铸（结晶器电磁搅拌+末端电磁搅拌）-高线轧制-检验-标识-入库。
4 轧制试验方案（表2）
表2 30MnSi轧制试验方案
5 试验结果及分析
5.1 试验结果（表3）
表3 30MnSi轧制试验结果
5.2 试验分析（表4）
表4 30MnSi脱碳及夹杂物情况试验结果
通过试制其塑性的面缩指标得以稳步提高，而强度处于要求指标值的中下限，由30MnSi成分设计分析可知：提高W(Si)、W(Mn)含量，且适当降低W(C)含量即需在下一轮生产中进一步完善其化学成分设计，再经工艺优化增大使其在生产时工艺调整窗口或富余量，增加其生产的稳定性。同时进一步满足用户需求。
6 用户使用
φ12mm 30MnSi热轧控冷盘条经用户使用后，反映盘条表面质量好、尺寸精度高，经拉拔断口形貌良好。过程拉拔顺利，成品率高，用户使用后较为满意。
7 结论
1)宝钢集团八钢公司目前的设备及工艺状况通过合理的成分设计，采用150t转炉-LF精炼-方坯连铸（结晶器电磁搅拌+末端电磁搅拌）-轧制开发PC钢棒用30MnSi热轧盘条是完全可行的，并且试制是成功的，经用户使用后较为满意，可进行批量工业化生产。
2)由于PC钢棒的强度处于要求指标值的中下限、PC钢棒镦头锚锢性能则分别需要优化生产工艺和做好跟踪改进工作。
