《钢筋混凝土用钢热轧带肋钢筋》GB/T 1499.2-2018经国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会以2018年第2号公告批准发布,将于2018年11月1日正式实施。
新国标新增了钢筋金相组织、截面维氏硬度、微观组织检验方法,规定钢筋基圆上不应出现回火马氏体组织,主要目的就是杜绝钢厂采用“穿水”工艺生产高强度钢筋的可能性,保证螺纹钢实际使用质量。
一、预期钒合金需求增加,国内钒合金大涨六成
取消了螺纹钢生产“穿水”工艺后,为了保证螺纹钢成品屈服强度等机械性能指标,国内目前主要添加钒(V)作为合金强化元素。因此,预计全国钒合金需求可能大幅增加,VN价格也出现了持续拉升。
预计钒合金需求数量
全国2017年螺纹钢总产量20724万吨(中钢协会员单位),据调研全国至少有一半以上钢厂采用穿水工艺(按50%计算),而且基本上都采用强穿水工艺。
按以上数据折算穿水工艺螺纹钢产量:201724/0.85*0.5=12190万吨。
强穿水VN合金增加:12190万吨*0.485/1000=5.912万吨。
弱穿水VN合金增加:12190万吨*0.277/1000=3.376万吨。
按钒钛现货交易市场相关数据显示,2018年2月23日 VN16合金出厂含税价为28.5万元/吨(承兑价格),到9月19日市场报价为46万元/吨,大涨61%。
按最新VN合金报价计算,取消强穿水工艺,保证钢中V元素成分0.03%,同比螺纹钢吨钢成本增加220元以上。
二、钢厂采用新的工艺降低成本
1、采用铌(Nb)作为合金化元素,替代钒
采用铌合金替代钒氮、钒铁合金在微合金化提高强度方面对钒起到替代作用,达到相同性能。
常见替代比例为:钒铁、钒氮、铌铁加入量之比为1.56:0.51:0.50,以目前各合金现货市场价格计算,铌铁合金化成本最低,钒氮次之,钒铁最高。
2、国内钢厂生产工艺应用取得比较大进展
为降低生产制造成本、提高产品市场价格竞争力,近期,陕西汉钢公司提出了采用铌铁合金代替钒氮合金的生产工艺。
经多次组织试验,目前在螺纹钢HRB400E生产中应用铌铁合金取得阶段性成功,并获得显著的降本成效。
陕西汉钢公司在8月底首次组织20MnSiNb(V)试炼2炉,在1#棒线Φ28规格试轧,经检验力学性能全部合格,为小批量试生产提供工艺技术依据。
随后,经过优化调整方案在棒线完成Φ12、16、20、22、28共5个规格试验及小批量化生产,钢材产品质量全部合格,初步确定20MnSiNb(V)生产工艺技术关键点。
经对近期试验生产中含铌钢合金价格及钢材性能贡献分析和成本测算,用铌铁合金替代钒氮合金,其吨钢综合效益约10元/吨,创造效益可观。
在今年6月份,红钢和昆钢技术中心共同开展了满足GB/T 1499.2新标准要求的多个规格的HRB400E高强抗震钢筋低成本制造技术研发,试制工作取得了显著成效。
红钢Φ32mmHRB400E大规格抗震钢筋一般采用钒氮微合金化热轧工艺生产,该工艺采用了价格昂贵的钒氮合金,导致生产成本较高。
2018年6月,红钢成功组织了铌微合金化弱控冷工艺生产Φ32mmHRB400E工艺试制,试制钢筋各项指标均达到了GB/T 1499.2-2018新标准要求,试制效果较好。
按照目前昆钢合金市场采购价测算,采用该工艺生产Φ32mmHRB400E抗震钢筋同比现行钒氮微合金化热轧工艺,吨钢降成本约40-50元,降本增效显著。
本次试制为昆钢历史上首次铌微合金化工艺生产Φ32mmHRB400E大规格抗震钢筋,实现了昆钢铌微合金化工艺在大规格抗震钢筋应用的突破。
3、中冶京诚采用分级控冷工艺轧制螺纹成品满足螺纹新标要求
要适应热轧钢筋新国标要求,主要需要解决以下两个问题:
1)降低合金元素的同时,解决保证热轧钢筋控冷后基圆不产生回火马氏体及封闭的不同于“铁素体+珠光体”的其他组织。
2)在基圆边部出现不闭环的其他组织时,同时要保证芯表硬度差不超过40HV。
中冶京诚瑞信长材提出轧后冷却必须由传统的强穿水冷却工艺改为分级控冷工艺的解决思路,为此专门研发出适应分级控冷的新型棒材控冷装置。
在2018年3月,通过某钢厂现场生产棒材穿水改造工程后,试轧螺纹钢成品取得成功。通过对各典型规格进行新国标试轧,采用瑞信长材研发的新型棒材控冷装置和分级控冷工艺,成功生产出符合新国标的热轧钢筋。
如果以上工艺方案能够完全取代添加V、Nb等合金元素,降成本效果就非常明显了。