半鎮(zhèn)靜鋼材料發(fā)展

多年來, 過去半鎮(zhèn)靜鋼大都用于生產普通碳素鋼, 隨著低合金半鎮(zhèn)靜鋼的發(fā)展, 說明半鎮(zhèn)靜鋼已進人一個新的領域, 有著廣闊的發(fā)展前途。

在我國, 應該合理地使用鋼材, 不能片面強調增加鎮(zhèn)靜鋼的生產比例, 而忽視擴大半鎮(zhèn)靜鋼生產。國外半鎮(zhèn)靜鋼早已大量用于重要的建筑結構和機械制造方面。我國半鎮(zhèn)靜鋼的生產經驗雖還不充分, 但根據多年來我國已有的半鎮(zhèn)靜鋼的生產和使用經驗, 當前對輕軌、鋼筋、礦井支柱、鍋爐支架、礦車、軌道衡、一般建筑結構構件、中低壓石油化工壓力容器、屋面板、民用中小型鋼和普通鋼板等, 采用半鎮(zhèn)靜鋼是完全合理的。

隨著今后積累更多的經驗, 可以將半鎮(zhèn)靜鋼的使用范圍逐步擴大。建議上述鋼材的使用部門, 盡量采用半鎮(zhèn)靜鋼, 鋼廠要保證按規(guī)定的使用性能交貨。建議逐步制訂半鎮(zhèn)靜釩的國家標準。合理調整半鎮(zhèn)靜鋼材的價格,使用戶在采用半鎮(zhèn)靜鋼時得到經濟利益 。

半鎮(zhèn)靜鋼采用快速澆注, 有利于減少和防止模內鋼液結膜翻皮, 便于控制鋼錠表皮氣泡, 使鋼錠達到“ 平衡” 狀態(tài)。

武鋼生產半鎮(zhèn)靜鋼, 初期曾采用40mm小水口, 以后逐漸擴大為55mm、65mm。用65mm水口澆注, 前兩組模內可以防止結膜翻皮現象, 后四組卻不能消除結膜翻皮, 說明注速還不適應半鎮(zhèn)靜鋼生產的需要。由于整罐鋼不能保證快速澆注, 使翻皮在鋼錠頭部容易形成夾渣, 造成鋼錠開坯剪切頭部時, 出現“ 流渣” 現象, 因而增加了切頭率。對這個問題, 作過工藝性的研究,當下注線速度控制大于400mm/min時, 沒有出現“ 流渣” , 隨著注速減慢, “ 流渣” 廢品增加。

控制適當的脫氧度, 是決定半鎮(zhèn)靜鋼錠結構和質量的關鍵。但是單純控制鋼中含氧量, 還不能滿足半鎮(zhèn)靜鋼脫氧工藝的需要,不能把半鎮(zhèn)靜鋼的含氧量, 當作決定鋼錠結構的唯一因素。這是考慮到碳、氧之間的反應, 不但決定于氧含量, 而且與鋼中碳、氧、硅、錳和其它脫氧元素之間的平衡有關, 與鋼水中的氫、氮含量也有影響。半鎮(zhèn)靜鋼脫氧時, 硅的調整很重要。鋼中碳、錳含量增加, 硅的含量應隨之降低, 當鋼中碳、氫含量提高時, 硅的含量應適當增加在慢速澆注的情況下, 硅的含量應隨之提高, 采用雋禪澆注時, 硅的含量應適當降低即, 這樣才能保持脫氧度的穩(wěn)定, 使鋼錠達到“ 平衡” 。

武鋼半鎮(zhèn)靜鋼脫氧時, 考慮到澆注速度偏慢(約的澆注線速度在30mm/min左右), 為了控制鋼錠表皮氣泡, 保持軋后良好的表面, 鋼中含硅量控制稍高。但在實際操作中, 由于多種原因沒有嚴格控制硅含量, 往往使脫氧度不穩(wěn)定。隨著近年來注速逐漸加快, 硅含量應進一步降低。根據108罐B5b半鎮(zhèn)靜鋼初軋開坯切損調查, 得出隨著硅含量的增加, 鋼坯切損率增加, 而鋼中適宜的硅含量應控制在0.07%以下 。

我國在五十年代就試生產半鎮(zhèn)靜鋼。從六十年代開始, 鞍鋼、武鋼、包鋼、首鋼、唐鋼等先后進一步開展半鎮(zhèn)靜鋼的研制工作, 但生產規(guī)模不大。武鋼從1965年開始,經過不斷試驗研究, 已進入大量生產或工業(yè)性試生產的半鎮(zhèn)靜鋼, 有普通碳素半鎮(zhèn)靜鋼、輕軌半鎮(zhèn)靜鋼、高含錳量半鎮(zhèn)靜鋼、含妮低合金半鎮(zhèn)靜鋼。1965-1979年平均半鎮(zhèn)靜鋼產量約占鋼產量的3%, 鋼坯收得率平均比鎮(zhèn)靜鋼約高8%。

半鎮(zhèn)靜鋼為脫氧較完全的鋼。脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間，澆注時有沸騰現象，但較沸騰鋼弱。這類鋼具有沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼的某些優(yōu)點，在冶煉操作上較難掌握，但是碳素鋼中此類鋼是值得提倡和發(fā)展的。

澆注前經過中等程度脫氧處理，使鋼水在凝固過程中保持一定沸騰的鋼。脫氧程度介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間。半鎮(zhèn)靜鋼的許多性能、特點，如鋼錠的純潔度、成分偏析、成材率、沖擊韌性、冷沖壓性能、焊接性能等都在鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間。這種鋼含碳量一般低于0.25%的低碳鋼，可作為普通或優(yōu)質碳素結構鋼使用。半鎮(zhèn)靜鋼表示方法是在鋼號后面加字母b，如10b，25b等 。

半鎮(zhèn)靜鋼為脫氧較完全的鋼。脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間，澆注時有沸騰現象，但較沸騰鋼弱。這類鋼具有沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼的某些優(yōu)點，在冶煉操作上較難掌握。

①鋼號開頭的兩位數字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為0.45%的鋼，鋼號為“45”，它不是順序號，所以不能讀成45號鋼,可讀作45鋼。

②錳含量較高的優(yōu)質碳素結構鋼，應將錳元素標出，例如50Mn。

③沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼及專門用途的優(yōu)質碳素結構鋼應在鋼號最后特別標出，例如平均碳含量為0.1%的半鎮(zhèn)靜鋼，其鋼號為10b。

熱軋鋼筋Ⅰ級鋼筋

其強度等級為24/38公斤級，是用鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼或沸騰鋼 3號普通碳素鋼軋制的光圓鋼筋。它屬于低強度鋼筋，具有塑性好、伸長率高（δ5在25%以上）、便于彎折成型、容易焊接等特點。它的使用范圍很廣，可用作中、小型鋼筋混凝土結構的主要受力鋼筋，構件的箍筋，鋼、木結構的拉桿等。盤條鋼筋還可作為冷拔低碳鋼絲和雙鋼筋的原料。

熱軋鋼筋Ⅱ級鋼筋

Ⅱ級鋼筋　用低合金鎮(zhèn)靜鋼或半鎮(zhèn)靜鋼軋制，以硅、錳作為固溶強化元素。Ⅱ級鋼筋強度級別為34(32)/52(50)公斤級，其強度較高，塑性較好，焊接性能比較理想。鋼筋表面軋有通長的縱筋和均勻分布的橫肋，從而可加強鋼筋與混凝土間的粘結。用Ⅱ級鋼筋作為鋼筋混凝土結構的受力鋼筋，比使用Ⅰ級鋼筋可節(jié)省鋼材40～50%。因此，廣泛用于大、中型鋼筋混凝土結構，如橋梁、水壩、港口工程和房屋建筑結構的主筋。Ⅱ級鋼筋經冷拉后，也可用作房屋建筑結構的預應力鋼筋。

熱軋鋼筋Ⅲ級鋼筋

Ⅲ級鋼筋主要性能與Ⅱ級鋼筋大致相同，強度級別為38/58公斤級。Ⅲ級鋼筋改稱HRB400級鋼筋。簡單的說，這兩種鋼筋的相同點是：都屬于普通低合金熱軋鋼筋；都屬于帶肋鋼筋（即通常說的螺紋鋼筋）；都可以用于普通鋼筋混凝土結構工程中。

熱軋鋼筋Ⅳ級鋼筋

Ⅳ級鋼筋　其強度級別為55/85公斤級,用中碳低合金鎮(zhèn)靜鋼軋制，其中除以硅、錳為主要合金元素外，還加入釩或鈦作為固溶和析出強化元素，使之在提高強度的同時保證其塑性和韌性。Ⅳ級鋼筋表面也軋有縱筋和橫肋，它是房屋建筑工程的主要預應力鋼筋。Ⅳ級鋼筋在使用前應由施工單位進行冷拉處理,冷拉應力為750兆帕，以提高屈服點，發(fā)揮鋼材的內在潛力，達到節(jié)約鋼材的目的。經冷拉的鋼筋，其屈服點不明顯，因此設計時以冷拉應力統(tǒng)計值（冷拉設計強度）為依據。但冷拉過的鋼筋經數月自然時效或人工加溫時效后，鋼筋又會出現短小的屈服臺階，其值略高于冷拉應力，同時鋼筋有變硬趨勢，此現象稱作“時效硬化”。因此，鋼筋冷拉時在保證規(guī)定冷拉應力的同時，要控制冷拉伸長率不過大，以免鋼筋變脆。Ⅳ級鋼筋含碳量較高，對焊時一般采用閃光－預熱－閃光焊或對焊后通電熱處理的工藝，以保證對焊接頭，包括熱影響區(qū)不產生淬硬性組織，防止發(fā)生脆性斷裂。Ⅳ級鋼筋的直徑一般為12毫米，廣泛用于預應力混凝土板類構件以及成束配置用于大型預應力建筑構件（如屋架、吊車梁等）。熱軋Ⅳ級鋼筋作為預應力鋼筋使用時，尚需冷拉、焊接,其強度還偏低,需要進一步改進。

熱軋鋼筋精軋螺紋鋼筋

為了解決大直徑、高強度預應力鋼筋的連接和錨具問題，已研制成功精軋螺紋鋼筋。它是在鋼筋表面直接軋出不帶縱筋而橫肋為梯形螺扣外形的鋼筋,可用連接套筒接長,用專用螺帽作為錨具。這種鋼筋已在大型預應力混凝土結構、橋梁結構等中使用，獲得成功。