CN102643970A - 一种热轧带肋钢筋盘条生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于热轧带肋钢筋盘条技术领域的热轧带肋钢筋盘条生产方法，热轧带肋钢筋盘条(2)吐丝温度范围为800℃～1100℃；热轧带肋钢筋盘条(2)经过散卷风冷线前段(5)时，将热轧带肋钢筋盘条(2)以≥8℃/秒的冷却速度风冷至目标温度范围590℃±30℃；经过散卷风冷线中段(6)时，将冷却速度控制为0.2-1.4℃/秒，控制在散卷风冷线中段(6)的冷却时间≥120秒；经过散卷风冷线末段(7)时，控制冷却速度≥3℃/秒，本发明所述的生产方法，能够降低钢中Mn、Si和微合金化元素的含量，甚至能够不使用微合金化元素生产400MPa级及以上级高强度钢筋盘条，能够节约合金资源、降低生产成本。

Description

一种热轧带肋钢筋盘条生产方法

技术领域

本发明属于热轧带肋钢筋盘条技术领域，更具体地说，是涉及一种热轧带肋钢筋盘条生产方法。

背景技术

热轧带肋钢筋盘条是用于建筑混凝土结构的重要材料。目前我国热轧带肋钢筋盘条产品执行的标准是GB1499.2-2007，产品有335MPa级、400MPa级和500MPa级3强度等级。发展趋势是逐步淘汰335MPa级低强度钢筋盘条、积极推广400MPa级和500MPa级高强度盘条、研发应用600MPa级及以上级高强度盘条。目前335MPa级钢筋盘条主要用20MnSi钢通过热轧来生产；400MPa级、500MPa级钢筋盘条主要采用20MnSi钢加钒、钒氮、铌、钛微合金化工艺生产，随着建筑事业的快速发展，400MPa级和500MPa级热轧带肋钢筋盘条的产量大幅度增加，对合金资源的需求也大幅度增加，已造成了资源供应紧张、价格急剧上涨。这不仅增加了生产成本、建设成本，也制约了高强度级别热轧带肋钢筋盘条的推广应用。

目前，普遍采用高速线材轧机生产热轧带肋钢筋盘条，吐丝后一般配有散卷风冷线。热轧带肋钢筋盘条的普通轧制生产工艺吐丝后也散卷风冷，但目前的风冷工艺往往有以下缺点：(1)冷却的“度”掌握不好，冷却过程的冷却速度分配不合理，不能充分发挥控冷工艺对钢材的强化潜力；(2)加大冷却速度时，由于冷却强度过大，使得钢中有大量贝氏体或针状铁素体，钢筋盘条出现屈服点不明显的现象，降低钢筋盘条的塑韧性。

为了降低热轧带肋钢筋的合金含量，超细晶钢筋的研究者利用组织超细化生产技术实现了用Q235类普碳钢生产400MPa级钢筋，大幅度降低了合金含量，不需要加微合金化元素。但生产超细晶钢筋需在约780-850℃的低温进行≥50％大变形量的轧制，对设备的要求很高，需投入大量费用进行技术改造，生产中设备备件消耗高、设备故障多，目前的现有设备一般难以实现此工艺。

发明专利“带肋钢筋生产方法”(CN101185938)提出了一种带肋钢筋盘条的生产方法，钢坯加热温度为900～1050℃；粗轧温度控制在840～1000℃；坯料在精轧机组入口的温度控制在750～900℃；坯料进入减定径机组的入口温度为：980-1100℃；轧材在吐丝机的出口温度控制在600～880℃。吐丝后风机大量开启，将盘条冷却200℃以下，利用形变诱导铁素体相变机制，生产出了细晶粒、超细晶粒带肋钢筋盘条，吐丝后快冷可抑制晶粒长大。显然这种超细化生产技术的关键是吐丝前的控轧控冷工艺，对工艺要求非常严格，同样存在对设备的要求很高，生产中设备备件消耗高，目前的现有设备不经技术改造难以实现此工艺的缺点。

发明专利“超细晶热轧带肋钢筋盘条的制造方法”(CN1745918A)提出了一种超细晶热轧带肋钢筋盘条的轧制工艺，包括控制轧制和控制冷却两部分，轧制加热温度：9801100℃，开轧温度：930～980℃，吐丝温度860～890℃；轧后采用斯太尔摩线控制风冷却，以4-5/S的速度快速冷却至相变温度，然后空冷。此工艺控制轧制部分对工艺控制和设备要求较高；控制冷却部分冷却强度较低，只快速风冷至相变温度，盘条的先共析铁素体析出相变温度在800℃以上，而珠光体相变温度也在700℃以上，这样，奥氏体的过冷度偏小，没有充分发挥控制冷却的强化效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种在保证钢筋性能合格稳定的前提下，明显节约合金元素用量，降低生产成本的热轧带肋钢筋盘条生产方法。

要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：

本发明为一种热轧带肋钢筋盘条生产方法，所述的生产方法包括热轧后通过斯太尔摩冷却线冷却，热轧带肋钢筋盘条经过散卷风冷线前段时的快速风冷，再经过散卷风冷线中段时的慢速冷却，再经过散卷风冷线末段时的二次快速风冷，所述的热轧带肋钢筋盘条吐丝温度范围为：800℃～1100℃；所述的热轧带肋钢筋盘条经过散卷风冷线前段的快速风冷阶段时，风机将吐丝后的热轧带肋钢筋盘条以≥8℃/秒的冷却速度快速风冷至目标温度范围590℃±30℃；经过散卷风冷线中段时，将热轧带肋钢筋盘条的冷却速度控制为0.2-1.4℃/秒，控制热轧带肋钢筋盘条在散卷风冷线中段的冷却时间≥120秒；热轧带肋钢筋盘条经过散卷风冷线末段时，控制热轧带肋钢筋盘条的冷却速度≥3℃/秒，同时控制热轧带肋钢筋盘条的集卷温度不低于300℃。

所述的热轧带肋钢筋盘条生产方法生产的热轧钢筋盘条的显微组织为铁素体、珠光体，铁素体、珠光体的含量合计为90％-100％。

所述的热轧带肋钢筋盘条中的C含量为0.16％-0.30％，Mn含量为1.00％-1.60％，Si含量为0.40％-0.80％，P含量为≤0.045％，S含量为≤0.045％，V含量为≤0.10％。

采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：

本发明所述的热轧带肋钢筋盘条生产方法，在保证钢筋盘条性能符合要求的前提下，降低钢中Mn、Si和微合金化元素的含量，甚至可不使用微合金化元素生产400MPa级及以上级高强度钢筋盘条，从而可节约合金资源、降低生产成本；以此同时，本发明的方法，冷却强度控制适当，既既不会冷却不足，又不会冷却过度，导致热轧带肋钢筋盘条产生过多的贝氏体和针状铁素体，从而避免对热轧带肋钢筋盘条的塑韧性产生不利影响；采用本发明的方法，对吐丝前的轧制设备和工艺要求不高，一般不需投入大量费用进行技术改造，实施起来简单、易行、有效，成本低廉。

附图说明

下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：

图1为本发明所述的热轧带肋钢筋盘条生产方法生产时的生产装置结构示意图；

图2为本发明所述的热轧带肋钢筋盘条生产方法的实施例和对比例的相关成分情况数据表；

图3为本发明所述的热轧带肋钢筋盘条生产方法生产的产品的性能和组织情况数据表；

图4为本发明所述的热轧带肋钢筋盘条生产方法的工艺控制参数数据表；

图中标记为：1、线材轧机；2、热轧带肋钢筋盘条；3、吐丝机；4、散卷风冷线；5、散卷风冷线前端；6、散卷风冷线中端；7、散卷风冷线末端；8、风机；9、热轧带肋钢筋盘条传输辊道。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：

如附图1-附图4所示，本发明为一种热轧带肋钢筋盘条生产方法，所述的生产方法包括热轧后通过斯太尔摩冷却线冷却，热轧带肋钢筋盘条2经过散卷风冷线前段5时的快速风冷，再经过散卷风冷线中段6时的慢速冷却，再经过散卷风冷线末段7时的二次快速风冷，所述的热轧带肋钢筋盘条2吐丝温度范围为：800℃～1100℃；所述的热轧带肋钢筋盘条2经过散卷风冷线前段5的快速风冷阶段时，风机8将吐丝后的热轧带肋钢筋盘条2以≥8℃/秒的冷却速度快速风冷至目标温度范围590℃±30℃。在本发明所述的生产方法中，目标温度过高则冷却强度不足，通过冷却强化钢材的效果有限；过低则冷却强度过大，使热轧带肋钢筋盘条2中有大量贝氏体，降低热轧带肋钢筋盘条2的塑韧性。

热轧带肋钢筋盘条2经过散卷风冷线前段5的快速风冷阶段时，冷却速度快可抑制吐丝后奥氏体晶粒尺寸长大，增加奥氏体的过冷度，避免过冷奥氏体过早的发生分解。

经过散卷风冷线中段6时，将热轧带肋钢筋盘条2)的冷却速度控制为0.2-1.4℃/秒，控制热轧带肋钢筋盘条2在散卷风冷线中段6的冷却时间≥120秒；其目的是为了保证有足够的相变时间完成或基本完成奥氏体向铁素体、珠光体的相变。

热轧带肋钢筋盘条2经过散卷风冷线末段7时，控制热轧带肋钢筋盘条2的冷却速度≥3℃/秒，同时控制热轧带肋钢筋盘条2的集卷温度不低于300℃。这一阶段的目的是适当降低集卷温度，集卷后热轧带肋钢筋盘条的冷却过程相当于回火过程，集卷温度过高对热轧带肋钢筋盘条的强度可能有不利影响；但集卷温度过低也不好，不利于轧制应力的释放，对塑性有不利影响。

所述的热轧带肋钢筋盘条生产方法生产的热轧钢筋盘条2的显微组织为铁素体、珠光体，铁素体、珠光体的含量合计为90％-100％。

本发明所述的热轧带肋钢筋盘条2在经过散卷风冷线中段6时的慢速冷却时，经过上一阶段的散卷风冷线前段5时得到的过冷奥氏体经过相变孕育期，随着温度下降到相变温度，开始发生相变，并在散卷风冷线中段6的冷却时完成或基本完成相变，最终成品得到铁素体+珠光体为主(含量为90％-100％)的显微组织。

所述的热轧带肋钢筋盘条中的C含量为0.16％-0.30％，Mn含量为1.00％-1.60％，Si含量为0.40％-0.80％，P含量为≤0.045％，S含量为≤0.045％，V含量为≤0.10％。

所述的热轧带肋钢筋盘条在散卷风冷线前段进行快速风冷阶段时，前段的保温盖应全部打开，通过调整风机台数、热轧带肋钢筋盘条传输辊道的传输速度，调整风机开启度对吐丝后的热轧带肋钢筋盘条进行风冷。

所述的热轧带肋钢筋盘条经过散卷风冷线中段的慢速冷却阶段时，慢速冷却阶段时，风机全部关闭，通过控制热轧带肋钢筋盘条传输辊道的传输速度、保温盖的开与闭、慢速冷段的长度，实现热轧带肋钢筋盘条经过散卷风冷线中段时的慢速冷却。中段慢速冷却段，位于散卷风冷线的中段，与前段的快速风冷段和后面的二次快速风冷段分别对接。

所述的热轧带肋钢筋盘条经过散卷风冷线末段进行二次快速风冷时，末段快速风冷段的保温盖应全部打开，开启1-2台风机，调整风机开启度，实现热轧带肋钢筋盘条经过散卷风冷线末端时的二次快速风冷。末端快速风冷段，位于散卷风冷线的末尾段，与中段慢速冷却段对接。

在本发明中，吐丝温度范围为：800℃～1100℃，适用的吐丝温度范围较宽。吐丝温度不宜低于800℃，以免吐丝前热轧带肋钢筋盘条2的奥氏体已经发生相变，后面再控制冷却意义不大；吐丝温度不宜高于1100℃，以免吐丝前热轧带肋钢筋盘条2的奥氏体相变前晶粒过于粗大，对吐丝前的热轧带肋钢筋盘条2的最终成分和性能产生不利影响。

热轧带肋钢筋盘条2经过散卷风冷线前段5的冷却后，可得到过冷奥氏体，从而可增加相变驱动力，大大减小相变后的晶粒尺寸和珠光体片间距，增加珠光体相对量，提高热轧带肋钢筋盘条2的强度。

散卷风冷线前段5冷却时，热轧带肋钢筋盘条2的冷却速度必须≥8℃/秒，冷却速度快可抑制吐丝后奥氏体晶粒尺寸长大，增加奥氏体的过冷度，避免过冷奥氏体过早的发生分解。

本发明所述的热轧带肋钢筋盘条生产方法，在保证钢筋盘条性能符合要求的前提下，降低钢中Mn、Si和微合金化元素的含量，甚至可不使用微合金化元素生产400MPa级及以上级高强度钢筋盘条，从而可节约合金资源、降低生产成本；以此同时，本发明的方法，冷却强度控制适当，既既不会冷却不足，又不会冷却过度，导致热轧带肋钢筋盘条产生过多的贝氏体和针状铁素体，从而避免对热轧带肋钢筋盘条的塑韧性产生不利影响；采用本发明的方法，对吐丝前的轧制设备和工艺要求不高，一般不需投入大量费用进行技术改造，实施起来简单、易行、有效，成本低廉。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种热轧带肋钢筋盘条生产方法，所述的生产方法包括热轧后通过斯太尔摩冷却线冷却，热轧带肋钢筋盘条(2)经过散卷风冷线前段(5)时的快速风冷，再经过散卷风冷线中段(6)时的慢速冷却，再经过散卷风冷线末段(7)时的二次快速风冷，其特征在于：所述的热轧带肋钢筋盘条(2)吐丝温度范围为：800℃～1100℃；所述的热轧带肋钢筋盘条(2)经过散卷风冷线前段(5)的快速风冷阶段时，风机(8)将吐丝后的热轧带肋钢筋盘条(2)以≥8℃/秒的冷却速度快速风冷至目标温度范围590℃±30℃；经过散卷风冷线中段(6)时，将热轧带肋钢筋盘条(2)的冷却速度控制为0.2-1.4℃/秒，控制热轧带肋钢筋盘条(2)在散卷风冷线中段(6)的冷却时间≥120秒；热轧带肋钢筋盘条(2)经过散卷风冷线末段(7)时，控制热轧带肋钢筋盘条(2)的冷却速度≥3℃/秒，同时控制热轧带肋钢筋盘条(2)的集卷温度不低于300℃。

2.根据权利要求1所述的热轧带肋钢筋盘条生产方法，其特征在于：所述的热轧带肋钢筋盘条生产方法生产的热轧钢筋盘条(2)的显微组织为铁素体、珠光体，铁素体、珠光体的含量合计为90％-100％。

3.根据权利要求1或2所述的热轧带肋钢筋盘条生产方法，其特征在于：所述的热轧带肋钢筋盘条中的C含量为0.16％-0.30％，Mn含量为1.00％-1.60％，Si含量为0.40％-0.80％，P含量为≤0.045％，S含量为≤0.045％，V含量为≤0.10％。

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