CN103801557A - 切分轧制生产细晶粒高强钢筋的工艺布置及工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切分轧制生产细晶粒高强钢筋的工艺布置，包括依次沿轧制方向布置的切分轧制机组，控温水冷装置Ⅰ、终成型轧制机组及控温水冷装置Ⅱ，工艺布置简单紧凑，可将切分轧制工艺与细晶粒强化技术有效结合；本发明还公开了一种切分轧制生产细晶粒高强钢筋的工艺方法，即高温时切分轧制，切分后的轧件经控制冷却后再进入终成型轧制，该工艺既保证了切分轧制时的高温要求，又使成品道次的轧制实现低温大压下，从而实现高效生产钢筋的同时，提高了钢筋的综合机械性能，降低了生产成本，创造较好的经济及社会效益，应用前景广阔。

Description

切分轧制生产细晶粒高强钢筋的工艺布置及工艺方法

技术领域

本发明属于轧制线材或类似的小截面材料领域，具体涉及一种利用切分轧制生产细晶粒高强钢筋的工艺布置及工艺方法。 

背景技术

随着建筑行业高速发展，市场对钢筋产品、特别是高强度钢筋需求日益增加。高强度钢筋的推广和使用实现了钢材的减量化，缓解了原材料的生产、加工、运输，减少了各种能源的消耗，减少了钢铁工业对环境的污染，得到各方面高度重视。 

钢筋生产中，为提高生产效率、降低生产能耗和成本，中小规格钢筋通常采用切分轧制方式，即在轧机上利用特殊的轧辊孔型或其它的切分装置将原来的一根坯料沿纵向剖分成数根单根轧件，进而轧制多根钢筋的轧制工艺。采用切分轧制工艺时，为保证切分孔槽和切分导卫的稳定运行，降低事故率和减少切分磨损，轧件的切分温度要通常要控制在900℃以上。 

生产高强钢筋主要有3种工艺技术，即余热淬火技术、微合金化技术和细晶强化技术： 

（1）采用余热淬火技术的钢筋成本低，但存在焊接性差、脆韧转变温度高等问题，在中国国内已禁止生产； 

（2）采用微合金化技术的钢筋虽具有性能稳定、强度波动范围小、应变时效敏感性低、焊接性优良等特点，但其存在合金元素消耗大，生产成本高的缺点，给社会资源和企业发展带来不利影响，限制了其进一步发展； 

（3）采用细晶强化技术生产钢筋，是将钢筋变形温度控制在A3相变点温度附近（750℃～850℃），通过施加一定的变形量，达到细化晶粒的目的，然后通过快冷，抑制晶粒长大，从而使钢筋获得很高的强度和韧性，由于采用该技术可不添加或仅添加少量微合金元素进行生产，在提高钢筋性能的同时降低了生产成本低，故得到快速发展。 

由于采用切分轧制方式需将轧制温度控制在900℃以上，而采用细晶强化技术需将轧制温度控制在750℃～850℃之间，因此，现有棒材生产线在工艺设备布置及工艺方法上，无法满足切分轧制工艺和细晶强化技术同时实施的要求。 

如何在钢筋生产中，融合切分轧制工艺和细晶强化技术，获得以细晶粒铁素体和珠光体为基体的低成本、高性能的高强钢筋，同时保证生产线产量要求，成为各大钢企的亟待解决的问题。 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可同时采用切分轧制工艺和细晶强化技术生产细晶粒高强钢筋的工艺布置及工艺方法。 

为达到上述目的，本发明提供一种切分轧制生产细晶粒高强钢筋的工艺布置，包括沿轧制中心线布置的轧制机组及冷却装置，所述轧制机组分为切分轧制机组与终成型轧制机组两部分，所述冷却装置包括设置在切分轧制机组出口端的控温水冷装置Ⅰ与设置在终成型轧制机组出口端的控温水冷装置Ⅱ。 

进一步，所述控温水冷装置Ⅰ及控温水冷装置Ⅱ上并排设有多个轧件冷却输送通道。 

进一步，所述切分轧制机组与终成型轧制机组均由2～10架高刚度轧机按轧制方向排列而成。 

进一步，所述切分轧制机组与终成型轧制机组的入口端处设有飞剪。 

一种切分轧制生产细晶粒高强钢筋的工艺方法，包括以下步骤： 

（1）将温度控制在900℃～1050℃之间单根轧件送入切分轧制机组中，通过切分轧制机组将单根轧件并排轧制成2～6根； 

（2）轧制后的各根轧件对应输送入控温水冷装置Ⅰ上的各冷却输送通道内，调节冷却温度，将冷却后的轧件温度控制在730℃～900℃； 

（3）终成型轧制机组对冷却后的轧件最终断面尺寸的轧制； 

（4）再轧制后的各根轧件对应输送入控温水冷装置Ⅱ上的各冷却输送通道内，调节冷却温度，将冷却后的轧件温度控制在400℃～750℃。 

进一步，步骤（3）中的终成型轧制为大压下量轧制，各根轧件在终成型轧制机组中的总缩面率不小于25％。 

进一步，在轧件进入切分轧制机组及终成型轧制机组前可根据要求，进行切头或切尾。 

本发明的有益效果在于：整体布置简单紧凑，结合了切分轧制工艺与细晶强化技术的优势，消除了两者间实施温度的矛盾，高温时切分轧制，通过大压下量轧制及降温冷却相结合的方式实现轧件的细晶强化，既不破坏高温对切分轧制过程的有利影响，又可迫使轧制后的轧件在温度及大变形积累下发生相变，在提高生产效率、降低生产成本的同时提高了轧件的强度及韧性，增强了切分轧制钢筋产品的竞争力，应用前景广阔。 

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说 明： 

图1为本发明的工艺布置示意图。 

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。 

如图所示，本实施例所述的切分轧制生产高强钢筋的工艺布置，包括切分轧制机组2，对切分后轧件进行细晶强化的控温水冷装置Ⅰ3、终成型轧制机组4及控温水冷装置Ⅱ5，所述切分轧制机组2、控温水冷装置Ⅰ3、终成型轧制机组4及控温水冷装置Ⅱ5依次设置在轧制中心线上；上游设备1输送过来的单根轧件进入切分轧制机组2中，切分轧制机组2将单根轧件切分轧制成多根轧件，各轧件并排进入控温水冷装置Ⅰ3中进行冷却，将轧件温度冷却至相变温度附近，冷却后的轧件进入终成型轧制机组4内进行大压下量轧制，经过终成型轧制的轧件再进入控温水冷装置Ⅱ5中进行冷却，实现相变后快冷，达到抑制晶粒长大的目的，最终，轧件从控温水冷装置Ⅱ5中输出，送入下游设备6进行精整收集。 

在本实施例中，所述控温水冷装置Ⅰ3及控温水冷装置Ⅱ5上并排设有六个轧件冷却输送通道，切分后的轧件各进入一个冷却输送通道内，方便单独对每根轧件进行快速冷却，冷却输送通道在冷却的同时将轧件输送至下一个工位，该过程可实现各轧件的内外温度及相变均匀化。 

在本实施例中，由六架高刚度轧机沿轧制方向排列组成切分轧制机组2，依次对上游设备1输送过来的单根轧件进行切分轧制，两架高刚度轧机沿轧制方向排列组成终成型轧制机组4，对切分、冷却后的轧件进行终成型轧制。 

在本实施例中，所述切分轧制机组2与终成型轧制机组4的入口端处均设有飞剪，可对轧件的头端或尾端进行剪切，便于轧件导入轧机内。 

工艺方法实施例一： 

本实施例所述的切分轧制生产高强钢筋的工艺方法，包括以下步骤： 

（1）将温度为910℃的单根轧件送入切分轧制机组2中，六架高刚度轧机依次对该单根轧件进行切分轧制，最终并排轧制成两根截面尺寸较小的单根轧件； 

（2）切分开的两根轧件分别进入控温水冷装置Ⅰ3中的两个冷却输送通道内，调节冷却时间，将冷却后的轧件温度控制在780℃； 

（3）终成型轧制机组4对两根温度为780℃的轧件进行最终断面尺寸轧制，控制轧机压下量，使轧制后各轧件的总缩面率达到30％； 

（4）终成型轧制后将两根轧件送入控温水冷装置Ⅱ5上的两个冷却输送通道内，将两根 轧件温度快速降至650℃后从冷却输送通道内输出，送入下游设备6。 

同时，可根据实际需求在轧件进入切分轧制机组2及终成型轧制机组4前后进行切头或切尾。 

工艺方法实施例二： 

本实施例所述的切分轧制生产高强钢筋的工艺方法，包括以下步骤： 

（1）将温度为960℃的单根轧件送入切分轧制机组2中，六架高刚度轧机依次对该单根轧件进行切分轧制，最终并排轧制成三根截面尺寸较小的单根轧件； 

（2）切分开的三根轧件分别进入控温水冷装置Ⅰ3中的三个冷却输送通道内，调节冷却时间，将冷却后的轧件温度控制在820℃； 

（3）终成型轧制机组4对三根温度为820℃的轧件进行最终断面尺寸轧制，控制轧机压下量，使轧制后各轧件的总缩面率达到25％； 

（4）终成型轧制后将三根轧件送入控温水冷装置Ⅱ5上的三个冷却输送通道内，将三根轧件温度快速降至700℃后从冷却输送通道内输出，送入下游设备6。 

同时，可根据实际需求在轧件进入切分轧制机组2及终成型轧制机组4前后进行切头或切尾。 

工艺方法实施例三： 

本实施例所述的切分轧制生产高强钢筋的工艺方法，包括以下步骤： 

（1）将温度为1050℃的单根轧件送入切分轧制机组2中，六架高刚度轧机依次对该单根轧件进行切分轧制，最终并排轧制成四根截面尺寸较小的单根轧件； 

（2）切分开的四根轧件分别进入控温水冷装置Ⅰ3中的四个冷却输送通道内，调节冷却时间，将冷却后的轧件温度控制在860℃； 

（3）终成型轧制机组4对四根温度为860℃的轧件进行最终断面尺寸轧制，控制轧机压下量，使轧制后各轧件的总缩面率达到28％； 

（4）终成型轧制后将四根轧件送入控温水冷装置Ⅱ5上的四个冷却输送通道内，将四根轧件温度快速降至730℃后从冷却输送通道内输出，送入下游设备6。 

同时，可根据实际需求在轧件进入切分轧制机组2及终成型轧制机组4前后进行切头或切尾。 

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。 

Claims (7)

1.一种切分轧制生产细晶粒高强钢筋的工艺布置，包括沿轧制中心线布置的轧制机组及冷却装置，其特征在于：所述轧制机组分为切分轧制机组与终成型轧制机组两部分，所述冷却装置包括设置在切分轧制机组出口端的控温水冷装置Ⅰ与设置在终成型轧制机组出口端的控温水冷装置Ⅱ。

2.根据权利要求1所述的切分轧制生产细晶粒高强钢筋的工艺布置，其特征在于：所述控温水冷装置Ⅰ及控温水冷装置Ⅱ上并排设有多个轧件冷却输送通道。

3.根据权利要求1所述的切分轧制生产细晶粒高强钢筋的工艺布置，其特征在于：所述切分轧制机组与终成型轧制机组均由2～10架高刚度轧机按轧制方向排列而成。

4.根据权利要求1所述的切分轧制生产细晶粒高强钢筋的工艺布置，其特征在于：所述切分轧制机组与终成型轧制机组的入口端处设有飞剪。

5.一种利用权利要求1～4所述工艺布置的工艺方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将温度控制在900℃～1050℃之间单根轧件送入切分轧制机组中，通过切分轧制机组将单根轧件并排轧制成2～6根；

（2）轧制后的各根轧件对应输送入控温水冷装置Ⅰ上的各冷却输送通道内，调节冷却温度，将冷却后的轧件温度控制在730℃～900℃；

（3）终成型轧制机组对冷却后的轧件最终断面尺寸的轧制；

（4）再轧制后的各根轧件对应输送入控温水冷装置Ⅱ上的各冷却输送通道内，调节冷却温度，将冷却后的轧件温度控制在400℃～750℃。

6.根据权利要求5所述的切分轧制生产细晶粒高强钢筋的工艺方法，其特征在于：步骤（3）中的终成型轧制为大压下量轧制，各根轧件在终成型轧制机组中的总缩面率不小于25％。

7.根据权利要求5所述的切分轧制生产细晶粒高强钢筋的工艺方法，其特征在于：在轧件进入切分轧制机组及终成型轧制机组前可根据要求，进行切头或切尾。

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