CN102172816B - 一种高强度热轧盘螺的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度热轧盘螺的生产方法，控制好钢水熔炼成分，钢水连铸成(130×130～170×170)mm²方坯，在加热炉中加热到1020±10℃后送粗轧机组和中/预精轧机组轧制，坯材通过第一水箱入精轧机组的温度为880±10℃，坯材升温，精轧机组的末机架终轧温度为980±10℃，螺纹钢筋出第二水箱的温度为900±10℃。由吐丝机出来后卷成的盘螺送入辊道，辊道上第一段运行速度为0.45m/s，以速度0.05m/s递增，控制好辊道下侧底吹风机的送风量及底吹风机加雾化水量。此生产方法的钢坯熔炼成分以20MnSi为基础，硅含量按下限控制，锰含量低于下限控制，不采用铌、钒、钛等元素进行钢水微合金化处理，节约生产成本，获得力学性能优良的产品，有推广价值。

Description

一种高强度热轧盘螺的生产方法

技术领域

本发明涉及一种螺纹钢筋的生产方法，尤其涉及一种用于工业与民用建筑上的在高速线材轧机上生产400MPa级的直径≤10mm小规格高强度热轧盘螺的生产方法。

背景技术

目前国内在高速线材工艺中生产直径≤10mm小规格HRB400热轧带肋钢筋的方法主要是对钢水进行微合金化处理，通常所说的钢水微合金化是在低合金钢的基体化学成分中添加微量合金化素。目前在炼钢过程中对钢水进行微合金化时一般采用铌铁合金(Fe-Nb)、钒铁合金(Fe-V)或钛铁合金(Fe-Ti)，利用Nb、V或Ti等微合金元素的细晶强化效果和沉淀析出强化效果提高产品的综合力学性能，但因含钒(V)、铌(Nb)或钛(Ti)的铁合金是由相应的矿石经烧结后再由电炉或矿热炉冶炼而成，其生产流程长，能耗和成本高，对环境污染大；同时在钢水微合金化过程中，对钢水冶炼、脱氧及合金化工艺控制要求高，这不是一种理想中的螺纹钢生产方法；除此，还有采用含氮的铌氮或钒氮混合球团加入到钢水中也可起到钢水微合金化处理的效果，作为一般的螺纹钢生产企业都是一种增加成本的生产方法。据所知，用低于20MnSi成分的材质轧制400MPa级螺纹钢筋，国内棒材线是采用强穿水冷却工艺，是使钢筋表面淬火及自回火，在棒材表面得到回火马氏体组织而提高其屈服强度，但高速线材轧机无法实现这种工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在高速线材生产中能降低生产成本及提高带肋钢筋力学性能的高强度热轧盘螺的生产方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

①钢水熔炼成分设计以20MnSi为基础，其中硅含量按下限控制，锰含量按低于下限控制；

②不采用铌、钒或钛元素对钢水进行微合金化处理；

③采用控轧控冷细化晶粒工艺。

本发明所述的一种高强度热轧盘螺的生产方法，在转炉上按20MnSi钢水常规冶炼技术，控制钢水熔炼成分[C]＝0.20～0.25％、[Si]＝0.40～0.60％、[Mn]＝0.80～1.20％、[P]≤0.045％及[S]≤0.045％。把转炉钢水连铸成(130×130)mm²～(170×170)mm²方坯，方坯入加热炉加热到温度为1020±10℃条件下出炉，加热后的连铸坯送入粗轧机组按孔型K28、K27、K26、K25、K24及K23轧制成坯料。从粗轧机组轧出的坯料进入中/预精轧机组，中/预精轧机组按孔型K22、K21、K20、K19、K18、K17、K16、K15、K14、K13、K12及K11轧制成坯材，控制中/预精轧机组的轧后温度为1000℃左右，从中/预精轧机组轧出的坯材经第一水箱后的温度为880±10℃，坯材入精轧机组按孔型K10、K9、K8、K7、K6、K5、K4、K3、K2及K1轧制成螺纹钢筋，坯材在精轧机组的轧制过程中升温，控制精轧机组的末机架的轧制温度为980±10℃，把从精轧机组的末机架轧出的螺纹钢筋入第二水箱降温，螺纹钢筋经过第二水箱后的出口温度为900±10℃，降温后的螺纹钢筋入吐丝机，把从吐丝机出来的螺纹钢筋卷成盘螺送到数量大于1的辊道上，盘螺在辊道上第一段的运行速度为0.45m/s，控制0.05m/s的递增速度。打开在辊道下侧的数量大于1的底吹风机，使其总送风量为7500～15000m³/min，控制靠近吐丝机后的3～6台底吹风机加雾化水量为20～50L/min。

采用如上技术方案提供的一种高强度热轧盘螺的生产方法与现有技术相比，技术效果在于：

①不采用Nb、V或Ti等合金元素对钢水进行微合金化处理，选用的材质成分低于20MnSi低合金钢材质成分，熔炼钢水中的硅含量按下限控制，锰含量低于下限控制，降低了生产成本。

②在整个生产过程中，是通过控制钢材在轧制过程中的温度变化和轧后冷却过程的工艺参数得到细小均匀的相变组织，同时通过严格控制这些工艺参数防止奥氏体在冷却过程中产生魏氏体、马氏体转变，而且防止低温区产生贝氏体转变，既提高了钢筋的屈服强度和抗拉强度，又解决了钢筋力学性能检测无明显屈服点的问题。

附图说明

图1为本发明所述的一种高强度热轧盘螺的生产方法工艺流程布置示意图，亦为本发明的摘要附图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。

本发明所述的一种高强度热轧盘螺的生产方法所选用的材质为低合金钢，其熔炼成分的设计是以20MnSi为基础，使钢水中的硅含量按下限控制，锰含量低于下限控制，并采用20MnSi低合金钢的冶炼工艺。

将高炉铁水倒入60～100吨氧气顶底复合吹炼转炉内，加入一定重量比的废钢进行常规冶炼，所述铁水可为经脱硫处理或未经脱硫处理。控制钢水最终熔炼成分(wt％)：[C]＝0.20～0.25、[Si]＝0.40～0.60、[Mn]＝0.80～1.20、[P]≤0.045及[S]≤0.045％，目标值为(wt％)：[C]＝0.22、[Si]＝0.50、[Mn]＝1.00、[P]≤0.045及[S]≤0.045。

加热炉1的后序安装有粗轧机组2和中/预精轧机组3，靠中/预精轧机组3的出口有第一水箱4，第一水箱4的出口端安装精轧机组5，精轧机组5的末机架旁有第二水箱6和吐丝机7，吐丝机7的后端装有数量大于1的辊道8，辊道8的下侧端有数量大于1的底吹风机10。

当钢水最终熔炼成分及温度达到要求时，钢水从钢包经中间包过连铸机连铸成(130×130)mm²～(170×170)mm²方坯，方坯入加热炉1进行加热，所述加热炉为步进式加热炉，已有技术。方坯在加热炉1内的加热温度为1020±10℃。由传统的1150～1200℃降至1020±10℃左右，即降低了连铸坯的开轧温度。

加热后的连铸坯(如选用边长为150mm方坯)从加热炉1送入粗轧机组2，所述粗轧机组2为φ450/φ500×6机组，其孔型为K28、K27、K26、K25、K24及K23，它们为已有技术，粗轧过程为常规轧制，把连铸坯轧成坯料。从粗轧机组2轧出的坯料进入中/预精轧机组3，所述中/预精轧机组3为φ300/φ360mm×12机组，其孔型为K22、K21、K20、K19、K18、K17、K16、K15、K14、K13、K12及K11，它们为已有技术，中/预精轧过程亦为常规轧制，把坯料轧成坯材，控制中/预精轧机组3的轧后温度为1000℃左右，使连铸坏(钢坯)在较低的温度下进行粗轧和中轧以细化奥氏体晶粒。从中/预精轧机组3轧出的坯材穿过第一水箱4进行控制冷却，控制从第一水箱4出来进入精轧机组5的坯材的温度为880±10℃，使从中/预精轧机组3出来的坯材冷却到880℃左右在奥氏体未再结晶区进行精轧。所述精轧机组5为φ165/φ220mm×10机组，其孔型为K10、K9、K8、K7、K6、K5、K4、K3、K2和K1，坯材在精轧机组5的轧制过程中逐步升温，控制精轧机组5的末机架(孔型为K1的机架)的轧后温度为980±10℃，控制从K1机架轧出的直径≤10mm热轧螺纹钢筋穿过第二水箱6后的温度为900±10℃，让900±10℃温度的螺纹钢筋经吐丝机7吐丝后(即吐丝机7的吐丝温度为900±10℃)盘卷成盘螺9送到数量大于1的辊道8上，控制盘螺9在辊道8上第一段的运行速度为0.45m/s，即靠近吐丝机7的第一个及第二个辊道8之间的运行速度为0.45m/s，也可称为辊道速度为0.45m/s，保持0.05m/s的速度递增，即第二个和第三个辊道8之间的运行速度为(0.45+0.05)m/s，第三个辊道和第四个辊道8之间的运行速度为(0.45+0.05+0.05)m/s，类推，使盘螺9在数量大于1的辊道8上越走越快。在辊道8的下端有数量大于1的底吹风机10，通常启动3～6台底吹风机10，在全开情况下，控制好底吹风机10的总送风量为7500～15000m³/min，同时对靠近吐丝机7后的3～6台底吹风机10的入口加雾化水，总雾化水量控制在20～50L/min之间。风加雾化水喷吹到辊道8上侧的盘螺9上，使盘螺9在冷却过程中不发生组织转变。所述中/预精轧机组3称作中轧和预精轧机组3。

由于坯材在进入精轧机组5的轧制过程中保证精轧有足够大的压下率，控制好精轧机组5各架次半成品尺寸，保证了成品架次(即K1架)充满横肋和纵肋。由于控制好了从加热炉1出来的连铸坯进粗轧机组2的初轧温度1020±10℃、坯材进精轧机组5的第一架轧机(孔型为K10)的进精轧温度为880±10℃及精轧机组5末机架(即孔型为K1的机架)的轧后温度为980±10℃，可控制材质奥氏体晶粒的长大，经冷却后的吐丝温度为900±10℃。稳定吐丝温度及盘螺9在辊道8上的风冷参数，使奥氏体在冷却过程中不发生魏氏体、马氏体转变，而在低温阶段产生的贝氏体组织不超过10％，即冷却后得到的盘螺9的组织为细小均匀的铁素体和珠光体。材质的晶粒细化可以使盘螺9的强度和韧性得到提高，钢筋晶粒度可达10级以上，螺筋的屈服强度＞430MPa，抗拉强度＞580MPa，达到本发明所述的目的。

Claims (1)

1.一种高强度热轧盘螺的生产方法，其特征在于：钢水熔炼成分控制为[C]＝0.20～0.25％、[Si]＝0.40～0.60％、[Mn]＝0.80～1.20％、[P]≤0.045％、[S]≤0.045％；

把转炉钢水连铸成(130×130)mm²～(170×170)mm²方坯，方坯入加热炉(1)加热到1020±10℃条件下出炉，加热后的连铸坯送入粗轧机组(2)轧制成坯料，从粗轧机组(2)轧出的坯料进入中/预精轧机组(3)轧成坯材，控制从中/预精轧机组(3)轧出的坯材经第一水箱(4)后的温度为880±10℃，坯材入精轧机组(5)轧制成螺纹钢筋，坯材在精轧机组(5)的轧制过程中升温，控制精轧机组(5)的末机架的轧制温度为980±10℃，把从精轧机组(5)的末机架轧出的螺纹钢筋入第二水箱(6)降温，螺纹钢筋经过第二水箱(6)后的出口温度为900±10℃，降温后的螺纹钢筋入吐丝机(7)，把从吐丝机(7)出来的螺纹钢筋卷成盘螺(9)送到数量大于1的辊道(8)上，盘螺(9)在辊道(8)上第一段的运行速度为0.45m/s，控制0.05m/s的递增速度；打开在辊道(8)下侧的数量大于1的底吹风机(10)，底吹风机(10)的总送风量为7500～15000m³/min，控制靠近吐丝机(7)后的3～6台底吹风机(10)加雾化水量为20～50L/min；

所述[C]、[Si]、[Mn]、[P]和[S]的值为钢液中该元素的质量百分含量。

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