建筑用棒材高温精轧-控制冷却的轧制方法技术

本发明专利技术涉及建筑用棒材生产的轧制工艺技术。在生产过程中对螺纹钢筋采用高温精轧和控制冷却，不进行低温轧制和余热淬火。精轧机出口温度控制在９００℃以上，螺纹钢经过冷却器控制冷却达到冷床后，钢筋的表面返热的最高温度控制在８００～９００℃。利用普通碳素钢轧制ＨＲＢ３３５螺纹钢筋、普通碳素钢轧制ＨＲＢ４００螺纹钢筋，采用２０ＭｎＳｉ轧制ＨＲＢ４００螺纹钢筋；不使用任何微合金元素，节约资源，降低成本；对轧制过程的操作和产品的产量基本无影响；可以在现有的轧机上完成；对冷却设备的强度和能力要求不高，节省投资；生产过程的控制条件比较宽松，生产过程稳定。本发明专利技术生产的产品质量符合国家标准ＧＢ１４９９－１９９８《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》的要求。

【技术实现步骤摘要】
所属
根据国际专利分类表本专利技术属于建筑用棒材热轧
，特别涉及采用普碳钢轧制HRB335钢筋及HRB400钢筋、用20MnSi轧制HRB400钢筋并确保产品性能的高温轧制-控制冷却的轧制方法。
技术介绍
螺纹钢筋是建筑行业最重要的原材料之一。由于需求量巨大，其生产工艺和材料消耗对资源节约和国民经济发展具有重要影响。目前我国冶金行业生产螺纹钢筋多采用20MnSi轧制HRB335、20MnSiV、20MnSiNb和20MnSiTi轧制HRB400螺纹钢筋。由于钢中添加一定数量的微合金元素，造成生产成本增加。由于通常采用低温轧制和余热淬火技术，不仅操作困难，生产过程不稳定，而且难于稳定保证螺纹钢的强屈比大于1.25，且容易造成钢筋的组织不均和产生时效性。所以，难以稳定满足国家标准GB1499-1998《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》的相关规定，产品合格率比较低，企业生产成本增加，经济效益受到影响。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要解决上述问题。本专利技术提出一个新的生产工艺路线，即采用低档次的原料，将较高温度轧制与控制冷却技术相结合，稳定、高产地生产高级别的螺纹钢筋，产品的各项性能指标全面满足国家标准GB1499-1998《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》对相应级别钢筋的要求，使产品的合格率达到99.9％以上，大幅度地降低生产成本，经济效益非常明显。本专利技术的原理是使建筑用棒材在再结晶区的连轧过程中使奥氏体强烈大变形，造成极细的、强烈硬化的、具有大量缺陷的奥氏体晶粒；对上述奥氏体施以适当强度的连续冷却，直到相变温度附近，抑制奥氏体晶粒长大，尽量保持奥氏体的硬化状态；细小的奥氏体晶粒在适当的冷却条件下，转变为适度晶粒大小的铁素体，并产生微量的贝氏体，在提高其屈服强度和抗拉强度的同时，也使其强屈比提高，各项性能指标全面满足国家标准要求。实现本专利技术的技术解决方案是，轧件在精轧机出口处的温度控制在900℃以上，轧后采用控制冷却装置进行冷却，冷却并返温后螺纹钢筋上冷床的温度为800～900℃，无低温轧制和余热淬火，控制冷却装置采用开启式分段控制，开启段数可以根据轧制产品的规格进行调节。建筑用棒材高温精轧-控制冷却的步骤是1，坯料加热。在加热炉内将坯料加热到1000～1100℃进行轧制。2，在连轧机或半连轧机上进行轧制成形，所采用的轧制道次数和孔型数根据轧机布置形式、产品规格等确定，但必须使精轧机的出口温度控制在900℃以上。3，轧件出精轧机后进入冷却器进行冷却，冷却器的开启段数须依据轧制产品的规格、冷却水流量、冷却水压力进行调整。4，从冷却器出来的轧件被送到冷床上冷却，由于其芯部温度较高，而表面温度较低，将出现表面返热现象，返热后螺纹钢筋的温度为800～900℃，无低温轧制和余热淬火。经过上述四个热轧工艺步骤，特别是高温精轧和控制冷却，使用普通碳素钢可以生产出各项技术指标符合要求的HRB335和HRB400二个级别的建筑用钢筋，用20MnSi可生产出合格的HRB400建筑用钢筋。性能指标完全满足国家标准GB1499-1998《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》对相应级别钢筋的要求。本专利技术最大的优点是通过采用较高温度精轧-控制冷却技术，可利用普通碳素钢轧制HRB335和HRB400螺纹钢筋，也可以利用20MnSi轧制HRB400钢筋，不使用任何微合金元素，节约资源，极大地降低了生产成本；该技术的应用极其贴近现有生产过程，对轧制过程的操作和产品的产量基本无影响；对现有设备的电机功率和轧机强度没有更高的要求，可以在现有的轧机上完成；对冷却设备的强度和能力要求不高，节省投资；生产过程的控制条件比较宽松，生产过程稳定；无低温轧制和余热淬火。生产的产品完全满足国家标准的要求，提高企业的经济效益，增强企业的竞争力。具体实施例方式实施例1普碳钢轧制HRB335某厂采用平立交替连轧机，用普碳钢轧制Φ12mm的HRB335螺纹钢筋，共有十八架；其中粗轧机组6架，中轧机组4架，预精轧2架，精轧机组6架。采用的坯料规格为170mm方坯，在第15架轧机开始采用3线切分轧制。材料的化学成分为碳0.17～0.21，硅0.34～0.50，锰0.8～1.0，磷为0.02～0.03，硫为0.02～0.04。确定的开轧温度为1040～1050℃，经过粗轧机组、中轧机组和精轧机组轧制，使螺纹钢筋在精轧机出口处的温度控制在1050℃以上。螺纹钢随后进入到冷却器中进行冷却，该厂冷却器由5段组成，根据轧制的螺纹钢筋的规格调整冷却器开启的段数为1段。经过控制冷却的螺纹钢在离开冷却器出口后，由于表面温度相对较低而芯部的温度较高，出现表面返热现象；表面返热的温度在820～850℃。此后，随着螺纹钢在冷床上的移动，温度逐渐降低，直至冷却到室温状态。在室温状态下对螺纹钢筋的各项性能指标进行检验，其延伸率为26～30％，屈服强度为387～410MPa，抗拉强度为512～550MPa，强屈比为1.30～1.36，弯曲检验其表面无裂纹。产品的各项性能指标全面满足国家标准GB1499-1998《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》对相应级别钢筋的要求。实施例2普碳钢轧制HRB400采用普碳钢轧制Φ10mm的HRB400盘圆螺纹钢筋，采用全连续式轧机，共有25架；其中粗轧机组7架，中轧机组6架，预精轧2架，精轧机组10架，每一架轧机轧制一道次。采用的坯料规格为150mm方坯，材料的化学成分为碳0.22～0.25，硅0.33～0.42，锰0.7～0.8，磷0.009～0.017，硫0.004～0.018。确定的开轧温度为1000～1050℃，经过粗轧机组、中轧机组、预精轧和精轧机组轧制，使螺纹钢筋在精轧机出口处的温度在1000～1080℃。螺纹钢随后进入到冷却器中进行冷却，该厂冷却器由3段组成，冷却器开启的段数为2段。经过吐丝机出口的温度一般为740℃左右。经过控制冷却的螺纹钢在离开冷却器出口后，由于表面温度相对较低而芯部的温度较高，出现表面返热现象；表面返热的温度在800～830℃。此后，随着螺纹钢在冷床上的移动，温度逐渐降低，直至冷却到室温状态。在室温状态下对螺纹钢筋的各项性能指标进行检验，其延伸率为25～28.8％，屈服强度为425～450MPa，抗拉强度为575～585MPa，强屈比为1.32～1.35，弯曲检验其表面无裂纹。产品的各项性能指标全面满足国家标准GB1499-1998《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》对相应级别钢筋的要求。实施例320MnSi轧制HRB400某厂采用20MnSi轧制Φ25mm的HRB400螺纹钢筋，采用全连续式轧机，共有十四架；其中粗轧机组6架，中轧机组6架，精轧机组两架，每一架轧机轧制一道次。采用的坯料规格为150mm方坯，材料的化学成分为碳0.18～0.23，硅0.45～0.65，锰1.2～1.58，磷及硫含量＜0.045％。确定的开轧温度为1050～1100℃，经过粗轧机组、中轧机组和精轧机组轧制，使螺纹钢筋在精轧机出口处的温度控制在1020℃以上。螺纹钢随后进入到冷却器中进行冷却，该厂冷却器由6段组成，根据轧制的螺纹钢筋的规格调整冷却器开启的段数为2段；一般更大规格要求有较强的冷却能力，此时开启的冷却器段数较多；轧制小规格螺纹钢筋时则开启冷却器段数较少；冷却器只有本文档来自技高网...

【技术保护点】
采用较高温度进行螺纹钢的精轧，精轧机出口温度控制在９００℃以上；。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王国栋，吴迪，刘相华，赵宪明，杜林秀，赵德文，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]