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生产高强度钢筋用QST技术

发布时间:2015-10-12 10:24:47来源:中经纵横
淬火自回火(QST)技术作为棒线材热轧厂的在线操作工艺,该技术的开发是为了满足上世纪70~80年代民用工程对用于钢筋混凝土结构中最低屈服强度500MPa的低成本螺纹钢筋的要求。QST技术的成功开发给民用工程带来如下益处:
 
  .减少钢材用量;
 
  .降低工人成本;
 
  .降低运输能耗成本及其他。
 
  而这又会给建筑设计师提供低成本的建筑设计选择。
 
  下屈服点约500MPa的螺纹钢代表非预应力带肋钢筋的上限水平,进一步提高碳和锰含量,可能获得更高屈服点钢筋,但提高碳、锰含量将引起焊接性能降低等缺点,因而可能致使钢不适合用作钢筋用途。
 
  钢筋混凝土是目前世界上最常用的建筑系统之一。在印度,由于近年来基础设施建设工程项目多,钢筋混凝土得到快速发展。建筑的安全和可靠性至关重要,使用可靠的螺纹钢是前提条件。可采用任何技术生产钢筋,但必须满足安全、可靠等基本要求。
 
  基于Thermex技术的QST技术
 
  目标
 
  首先要指出的是,开发Thermex技术是为了生产500MPa屈服点的高强度钢筋,所有的Thermex系统都是按照这一要求设计的,除非客户特别要求其他强度水平。对那些即使供应给印度市场的系统也是如此。这里着重介绍给所有建筑和民用工程设计师带来的好处,以便恰当地理解开发这种技术的根本原因。轧钢厂重在稳定生产、而且生产出来的产品经过检验合格,认为可以毫无困难地正常供应500MPa级钢筋时,才发给Thermex许可证。
 
  给出这一信息的主要目的是在印度出现了使用这些QST钢筋仅仅作为CTD Fe 415级别钢筋的替代品这一趋势,因此印度的民用工程不可能像其他国家一样充分利用这种技术进步并从中获得更大益处。
 
  基本上,热处理钢筋的性能达到如下水平:
 
  工艺
 
  按照Thermex技术开发的QST系统利用了出精轧机架后的热轧钢筋余热。通常情况下,当热轧钢筋在950℃~1050℃被送往冷床冷却到室温,该余热完全被浪费。ThermexQST工艺是经过多年试制和试验而开发出来的高度成熟、精确的技术。
 
  Thermex系统安装在最后一机架和冷床之间。
 
  当钢筋离开最后一机架后,它被导入特殊设计的拥有专利权的Thermex管中,此时,由于冷却强度大且均匀,钢筋表面温度在非常短的时间内(大约1s)从950℃~1050℃急剧冷却下来,而芯部温度很大程度上未受影响。
 
  钢筋外层经过急剧冷却,外层组织转变成马氏体,该层必须经过退火以保证钢筋可用。退火过程是通过留在芯部的余热而实现。表层和芯部温度最终均匀在600℃左右,最终获得组织是:表层为回火马氏体,而芯部为细晶铁素体-珠光体。总的而言,软的芯部大约占总面积的65%~75%(由客户所要求的屈服强度而定),余下的为硬的表面层。产品具有高的屈服强度、高的表面硬度、好的韧性、塑性和焊接性能。
 
  钢筋表层和芯部温度变化。
 
  当温度约950℃~1000℃钢筋以正常的轧制速度通过Thermex系统,在非常短的时间内钢筋外层经过急剧冷却,而芯部几乎未受影响。一旦钢筋离开Thermex系统,已经转变成马氏体的外层部分开始从芯部获取温度。名字Thermex从热交换(Thermal exchange)衍生而来,这种热交换是该工艺的关键。要保证均匀化的温度,才能获得回火马氏体表层和铁素体-珠光体芯部的钢筋。
 
  结果
 
  微观组织
 
  热处理钢筋的冶金组织特点是:表层为回火马氏体,芯部为细晶铁素体-珠光体组织。与热轧态钢筋相比,热处理钢筋芯部组织比前者要明显细小。
 
  硬度
 
  热处理钢筋表面硬度高,芯部的显微硬度低。
 
  性能
 
  在印度利用Thermex技术生产的QST G500钢筋的性能如下,数据显示的是2009年~2010年按照质量监督而检测的最新结果。
 
  检测数据说明Thermex工艺生产的钢筋性能远远超过IS:1786-2008标准规定的要求,因此,其是理想的钢筋,可应用在3类、4类和5类地震设防区。

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