低成本高强度钢筋的工艺路线

随着建筑行业的快速发展，建筑钢筋成为钢材产品中消耗量最大的品种，目前已占中

国全部钢产量的五分之一。在不断提高建筑钢筋的性能，特别是实现其高强度化的同时，探
索低成本的生产工艺路线，显然具有重大的经济效益和社会效益。

钒合金化是实现钢筋高强度化最主要的、已获成功的方法。为了节约贵重的钒资源，降

低钢筋的生产成本，通过在钒钢中增氮，可以有效发挥钒的析出强化作用。研究表明，在相
同强度水平下，

V-N 钢中所需要的钒含量明显地比 V 钢中的低。经过合金成分的优化，V-N

微合金化

400MPa 高强度钢筋中 V 的质量分数可降低到 0.02%~0.04%，与采用 V-Fe 微合金

化钢筋相比较，

V 质量分数降低了 50%。在中国现有的企业装备水平下，V-N 微合金化技术

是生产

400MPa 级及以上高强度钢筋的一条经济有效的途径。通过利用廉价的氮元素，在相

同的强度水平下，不仅钢中贵重的钒合金消耗量得以大大节约，而且，试验证明，用

V-N

微合金化所获得的钢筋具有性能稳定，强度波动范围小，应变时效敏感性低，焊接性能优
良等特点，可以满足抗震、耐火的设计要求。

V-N 微合金化技术在高强度钢筋上的成功应用，

已在中国钢筋生产企业获得了广泛应用，取得了巨大效益。

余热处理工艺是实现低成本高强度钢筋生产的另一个重要方面。余热处理工艺在国外已

经是成熟的生产工艺路线，在欧洲是生产高强度钢筋的主要生产路线。所谓余热处理工艺，
包括钢筋轧后的三个阶段：第一阶段为表面淬火阶段。钢筋出轧机后进行快速冷却，此时表
面层发生马氏体转变，心部的热量来不及传出，仍处于奥氏体状态。第二阶段为自回火阶段。
钢筋心部的热量向表面传递扩散，使表面淬火马氏体发生回火转变，转变为回火马氏体，
心部仍保留奥氏体组织。第三阶段为心部组织转变阶段。钢筋在冷却过程中，心部的冷却速
度较小，发生铁素体

+珠光体转变。余热处理钢筋实际上是通过表层获得回火马氏体组织来

实现强化的。普通碳素钢通过余热处理即可达到

400、500MPa 级高强度钢筋的性能指标要求。

余热处理工艺与

V-N 微合金化技术的配合，在低碳锰钢的基础上，可生产出屈服强度达到

600MPa 级的钢筋。余热处理工艺生产的高强度钢筋中合金含量低，具有明显的成本优势。
除一次性设备

(主要是轧后水冷装备)投入外，生产成本增加很少。因此，余热处理工艺也是

低成本高强度钢筋生产的一条有效途径。钢筋余热处理工艺在中国正处于推广阶段，许多钢
厂的钢筋生产线均装备了穿水冷却设备，已具备了余热处理钢筋的生产条件。

此外，中国近年来在

“973”重大基础研究项目成果的基础上发展起来的细晶粒钢筋生产

工艺也是一种低成本高强度钢筋生产方法。利用超细晶技术，在碳素钢和

20MnSi 钢的基础

上获得了

400MPa 级和 500MPa 级钢筋，减少了合金的消耗，节约了资源。