CN106319180A - 一种抗震钢筋的加工工艺 - Google Patents

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张华�
刘德斌
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Abstract

本发明公开一种抗震钢筋的加工工艺，所述加工工艺包括以下步骤：(1)稳定钢坯成分：控制钢坯中碳含量在0.20—0.24wt％；(2)钢坯加热：将稳定成分后的钢坯进行预热段、加热段、均热段三段加热，其中预热段温度控制在800—1150℃，加热段温度控制在1050—1280℃，均热段温度控制在1100—1250℃；(3)钢坯轧制：将三段加热后的钢坯进行轧制形成钢筋；(4)钢筋冷却：将轧制后形成的钢筋快速冷却至300—400℃后，中断冷却，再进行自回火，自回火温度控制在670—720℃，自回火后即得抗震钢筋。所述的抗震钢筋的加工工艺，提高了HRB335E、HRB400E抗震钢筋的合格率，使抗震钢筋的合格率达到99.75％，实现抗震钢筋的稳定、持续生产。

Description

一种抗震钢筋的加工工艺
技术领域
本发明涉及钢筋生产工艺技术领域，具体涉及一种抗震钢筋的加工工艺。
背景技术
近年来，随着地震等地质灾害的频发，引起了建筑界对抗震钢筋的高度关注。提高钢筋的抗震性能主要关注钢筋的屈服强度(Rel)，钢筋的屈服强度要高；提高钢筋的强屈比Rm/Rel，Rm/Rel的比值不小于1.25，钢筋的实测屈服强度与标准规定的屈服强度特征值之比不大于1.30；增加钢筋在最大外力作用下的总伸长率，钢筋的最大力总伸长不小于9％。正是这些技术指标的提高，加强了钢筋的抗震能力，使得抗震钢筋能够在建筑发生倾斜、变形时“稳起”，不发生断裂，保证了结构构件在地震力作用下具有更好的延性，从而能够更好地保证重要结构构件在地震时具有足够的塑性变形能力和耗能能力。
目前，抗震钢筋的生产工艺中，参数控制不稳定，轧制后的钢筋性能波动较大，不利于抗震钢筋的生产控制，导致现有的抗震钢筋产品合格率较低，废品率较大。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种抗震钢筋的加工工艺，所述的抗震钢筋的加工工艺，通过稳定钢坯成份、控制轧制和控制冷却工艺的更新和细化，通过各步骤参数的精确化控制，提高了HRB335E、HRB400E抗震钢筋的合格率，使抗震钢筋的合格率达到99.75％，实现抗震钢筋的稳定、持续生产。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种抗震钢筋的加工工艺，所述加工工艺包括以下步骤：
(1)稳定钢坯成分：控制钢坯中碳含量在0.20—0.24wt％；
(2)钢坯加热：将稳定成分后的钢坯进行预热段、加热段、均热段三段加热，其中预热段温度控制在800—1150℃，加热段温度控制在1050—1280℃，均热段温度控制在1100—1250℃；
(3)钢坯轧制：将三段加热后的钢坯进行轧制形成钢筋；
(4)钢筋冷却：将轧制后形成的钢筋快速冷却至300—400℃后，中断冷却，再进行自回火，自回火温度控制在670—720℃，自回火后即得抗震钢筋。
优选的，所述步骤(2)中，当钢坯为冷坯和热坯的混装时，预热段温度控制在850—1150℃，加热段温度控制在1100—1280℃，均热段温度控制在1100—1250℃；当钢坯为冷坯时，预热段温度控制在900—1150℃，加热段温度控制在1050—1250℃，均热段温度控制在1100—1200℃；当钢坯为热坯时，预热段温度控制在800—1000℃，加热段温度控制在1050—1280℃，均热段温度控制在1100—1250℃。
优选的，所述步骤(2)中，钢坯加热的时间为70—120min，加热后出钢并控制出钢温度，当单线出钢时，出钢温度控制在950—1080℃；当切分出钢时，出钢温度控制在980—1080℃。
优选的，所述步骤(3)中，钢坯轧制时根据钢坯碳含量平均值控制轧制速度，当碳含量平均值不小于0.20wt％时，按9—17m/s控制轧制；当碳含量平均值小于0.20wt％时，降速轧制。
更为优选的，所述降速轧制具体为：当碳含量平均值为0.19wt％时，按原轧制速度降低1m/s控制轧制；当碳含量平均值为0.18wt％时，按原轧制速度降低2m/s控制轧制；当碳含量平均值为0.17wt％时，按原轧制速度降低3m/s控制轧制。
优选的，所述步骤(4)中，当单线自回火温度控制在670—700℃，或切分自回火温度控制在690—720℃，所得抗震钢筋为HRB335E抗震钢筋或HRB400E抗震钢筋。
优选的，所述步骤(4)中，用于快速冷却的冷却水温度为25—35℃。
优选的，所述步骤(4)中，用于快速冷却的冷却水采用穿水水泵提供，所述穿水水泵的总管水压控制在1.5—1.8MPa，冷却水流量根据自回火温度在400—900m3/h范围内调节。
本申请技术方案通过在稳定钢坯成分稳定的基础上，通过控制钢坯加热温度、控制轧制以及控制冷却，能提高钢筋抗震比例，实现抗震钢筋的生产。其中，所述稳定钢坯成分中，制备HRB400E抗震钢筋的钢坯，控制其化学成分如下：C 0.20—0.24wt％，Si 0.30—0.40wt％，Mn1.13—1.23wt％，P≤0.045wt％，S≤0.045wt％；制备HRB335E抗震钢筋的钢坯，控制其化学成分如下：C 0.20—0.24wt％，Si 0.25—0.35wt％，Mn0.75—0.85wt％，P≤0.045wt％，S≤0.045wt％。其中HRB400E是指强度级别为400MPa且具有抗震性能的普通热轧带肋钢筋，HRB335E是指强度级别为335MPa且具有抗震性能的普通热轧带肋钢筋，相比于普通钢筋，HRB400E和HRB335E具有更好的延性，从而能够更好地保证重要结构构件在地震时具有足够的塑性变形能力和耗能能力。另外，为稳定钢坯的出钢温度，需要严格控制钢坯加热温度，对于不同的钢坯，如冷坯和热坯混装、全冷坯、全热坯，其在预热段、加热段和均热段的温度控制均有所不同；对于控制轧制过程，根据钢坯碳含量平均值控制轧制速度，当碳含量平均值不小于0.20wt％时，按9—17m/s控制轧制；当碳含量平均值小于0.20wt％时，降速轧制，另外，对于HRB335E的钢坯，Mn小于0.75％的按含碳降0.01％控制轧制；对于HRB400E的钢坯，Mn小于1.10％的按含碳降0.01％控制轧制。而在控制冷却中，需要进行快速冷却再进行自回火，在自回火过程中，也要控制自回火温度，在冷、热坯钢温差异时，采用稳定冷却水流量调整速度来保证自回火温度的稳定。此外，在钢温正常时如果出现停轧事故，若停轧时间在20分钟以内，可不对加热温度进行控制；若停轧时间在20—40分钟，需将均热、加热温度降低50℃，同时，将钢筋回火温度控制得比停轧前低5℃，轧制40支钢后再将钢筋回火温度控制到停轧前的水平；若停轧时间在40～70分钟，必须将均热、加热温度控制1080℃以下，同时，将钢筋回火温度控制得比停轧前低10℃，轧制80支钢后再将穿水流量调整到停轧前的水平。
本申请与现有技术相比，其有益效果在于：本申请所述的抗震钢筋的加工工艺，通过稳定钢坯成份、控制轧制和控制冷却工艺的更新和细化，通过各步骤参数的精确化控制，提高了HRB335E、HRB400E抗震钢筋的合格率，使抗震钢筋的合格率达到99.75％，实现抗震钢筋的稳定、持续生产。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
本实施例所述的一种抗震钢筋的加工工艺，包括以下步骤：
(1)稳定钢坯成分：所述钢坯的化学成分如表1；
表1实施例1钢坯的化学成分
(2)钢坯加热：将稳定成分后的钢坯进行预热段、加热段、均热段三段加热，加热的温度与钢坯入炉时的状态有关，加热温度设置如表2；
表2实施例1钢坯加热温度设置
入炉状态 预热段温度 加热段温度 均热段温度
冷、热坯混装 850℃ 1100℃ 1100℃
全冷坯 900℃ 1050℃ 1100℃
全热坯 800℃ 1050℃ 1100℃
此外，控制钢坯加热的时间为70min，加热后出钢并控制出钢温度，当单线出钢时，出钢温度控制在950℃；当切分出钢时，出钢温度控制在980℃。
(3)钢坯轧制：将三段加热后的钢坯进行轧制形成钢筋；钢坯轧制时根据钢坯碳含量平均值控制轧制速度，当碳含量平均值不小于0.20wt％时，按9—17m/s控制轧制；当碳含量平均值小于0.20wt％时，降速轧制，具体为：当碳含量平均值为0.19wt％时，按原轧制速度降低1m/s控制轧制；当碳含量平均值为0.18wt％时，按原轧制速度降低2m/s控制轧制；当碳含量平均值为0.17wt％时，按原轧制速度降低3m/s控制轧制。
(4)钢筋冷却：将轧制后形成的钢筋快速冷却至300℃后，中断冷却，再进行自回火，其中单线自回火温度控制在670℃，或切分自回火温度控制在690℃，即得HRB400E抗震钢筋。其中，冷却水温度为25℃，采用穿水水泵提供，所述穿水水泵的总管水压控制在1.5—1.8MPa，冷却水流量根据自回火温度在400—900m3/h范围内调节。
本实施例所述加工工艺得到的抗震钢筋，其抗震合格率为99.99％。
实施例2
本实施例所述的一种抗震钢筋的加工工艺，包括以下步骤：
(1)稳定钢坯成分：所述钢坯的化学成分如表3；
表3实施例2钢坯的化学成分
(2)钢坯加热：将稳定成分后的钢坯进行预热段、加热段、均热段三段加热，加热的温度与钢坯入炉时的状态有关，加热温度设置如表4；
表4实施例2钢坯加热温度设置
入炉状态 预热段温度 加热段温度 均热段温度
冷、热坯混装 850℃ 1100℃ 1100℃
全冷坯 900℃ 1050℃ 1100℃
全热坯 800℃ 1050℃ 1100℃
此外，控制钢坯加热的时间为120min，加热后出钢并控制出钢温度，当单线出钢时，出钢温度控制在1080℃；当切分出钢时，出钢温度控制在1080℃。
(3)钢坯轧制：将三段加热后的钢坯进行轧制形成钢筋；钢坯轧制时根据钢坯碳含量平均值控制轧制速度，当碳含量平均值不小于0.20wt％时，按9—17m/s控制轧制；当碳含量平均值小于0.20wt％时，降速轧制，具体为：当碳含量平均值为0.19wt％时，按原轧制速度降低1m/s控制轧制；当碳含量平均值为0.18wt％时，按原轧制速度降低2m/s控制轧制；当碳含量平均值为0.17wt％时，按原轧制速度降低3m/s控制轧制。
(4)钢筋冷却：将轧制后形成的钢筋快速冷却至400℃后，中断冷却，再进行自回火，其中单线自回火温度控制在700℃，或切分自回火温度控制在720℃，即得HRB400E抗震钢筋。其中，冷却水温度为35℃，采用穿水水泵提供，所述穿水水泵的总管水压控制在1.5—1.8MPa，冷却水流量根据自回火温度在400—900m3/h范围内调节。
本实施例所述加工工艺得到的抗震钢筋，其抗震合格率为99.99％。
实施例3
本实施例所述的一种抗震钢筋的加工工艺，包括以下步骤：
(1)稳定钢坯成分：所述钢坯的化学成分如表5；
表5实施例3钢坯的化学成分
(2)钢坯加热：将稳定成分后的钢坯进行预热段、加热段、均热段三段加热，加热的温度与钢坯入炉时的状态有关，加热温度设置如表6；
表6实施例3钢坯加热温度设置
入炉状态 预热段温度 加热段温度 均热段温度
冷、热坯混装 850℃ 1100℃ 1100℃
全冷坯 900℃ 1050℃ 1100℃
全热坯 800℃ 1050℃ 1100℃
此外，控制钢坯加热的时间为70min，加热后出钢并控制出钢温度，当单线出钢时，出钢温度控制在950℃；当切分出钢时，出钢温度控制在980℃。
(3)钢坯轧制：将三段加热后的钢坯进行轧制形成钢筋；钢坯轧制时根据钢坯碳含量平均值控制轧制速度，当碳含量平均值不小于0.20wt％时，按9—17m/s控制轧制；当碳含量平均值小于0.20wt％时，降速轧制，具体为：当碳含量平均值为0.19wt％时，按原轧制速度降低1m/s控制轧制；当碳含量平均值为0.18wt％时，按原轧制速度降低2m/s控制轧制；当碳含量平均值为0.17wt％时，按原轧制速度降低3m/s控制轧制。
(4)将轧制后形成的钢筋快速冷却至300℃后，中断冷却，再进行自回火，其中单线自回火温度控制在670℃，或切分自回火温度控制在690℃，即得HRB335E抗震钢筋。其中，冷却水温度为25℃，采用穿水水泵提供，所述穿水水泵的总管水压控制在1.5—1.8MPa，冷却水流量根据自回火温度在400—900m3/h范围内调节。
本实施例所述加工工艺得到的抗震钢筋，其抗震合格率为99.99％。
实施例4
本实施例所述的一种抗震钢筋的加工工艺，包括以下步骤：
(1)稳定钢坯成分：所述钢坯的化学成分如表7；
表7实施例4钢坯的化学成分
(2)钢坯加热：将稳定成分后的钢坯进行预热段、加热段、均热段三段加热，加热的温度与钢坯入炉时的状态有关，加热温度设置如表8；
表8实施例4钢坯加热温度设置
入炉状态 预热段温度 加热段温度 均热段温度
冷、热坯混装 850℃ 1100℃ 1100℃
全冷坯 900℃ 1050℃ 1100℃
全热坯 800℃ 1050℃ 1100℃
此外，控制钢坯加热的时间为120min，加热后出钢并控制出钢温度，当单线出钢时，出钢温度控制在1080℃；当切分出钢时，出钢温度控制在1080℃。
(3)钢坯轧制：将三段加热后的钢坯进行轧制形成钢筋；钢坯轧制时根据钢坯碳含量平均值控制轧制速度，当碳含量平均值不小于0.20wt％时，按9—17m/s控制轧制；当碳含量平均值小于0.20wt％时，降速轧制，具体为：当碳含量平均值为0.19wt％时，按原轧制速度降低1m/s控制轧制；当碳含量平均值为0.18wt％时，按原轧制速度降低2m/s控制轧制；当碳含量平均值为0.17wt％时，按原轧制速度降低3m/s控制轧制。
(4)将轧制后形成的钢筋快速冷却至400℃后，中断冷却，再进行自回火，其中单线自回火温度控制在700℃，或切分自回火温度控制在720℃，即得HRB335E抗震钢筋。其中，冷却水温度为35℃，采用穿水水泵提供，所述穿水水泵的总管水压控制在1.5—1.8MPa，冷却水流量根据自回火温度在400—900m3/h范围内调节。
本实施例所述加工工艺得到的抗震钢筋，其抗震合格率为99.99％。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种抗震钢筋的加工工艺，其特征在于：所述加工工艺包括以下步骤：
(1)稳定钢坯成分：控制钢坯中碳含量在0.20—0.24wt％；
(2)钢坯加热：将稳定成分后的钢坯进行预热段、加热段、均热段三段加热，其中预热段温度控制在800—1150℃，加热段温度控制在1050—1280℃，均热段温度控制在1100—1250℃；
(3)钢坯轧制：将三段加热后的钢坯进行轧制形成钢筋；
(4)钢筋冷却：将轧制后形成的钢筋快速冷却至300—400℃后，中断冷却，再进行自回火，自回火温度控制在670—720℃，自回火后即得抗震钢筋。
2.根据权利要求1所述的一种抗震钢筋的加工工艺，其特征在于：所述步骤(2)中，当钢坯为冷坯和热坯的混装时，预热段温度控制在850—1150℃，加热段温度控制在1100—1280℃，均热段温度控制在1100—1250℃；当钢坯为冷坯时，预热段温度控制在900—1150℃，加热段温度控制在1050—1250℃，均热段温度控制在1100—1200℃；当钢坯为热坯时，预热段温度控制在800—1000℃，加热段温度控制在1050—1280℃，均热段温度控制在1100—1250℃。
3.根据权利要求1所述的一种抗震钢筋的加工工艺，其特征在于：所述步骤(2)中，钢坯加热的时间为70—120min，加热后出钢并控制出钢温度，当单线出钢时，出钢温度控制在950—1080℃；当切分出钢时，出钢温度控制在980—1080℃。
4.根据权利要求1所述的一种抗震钢筋的加工工艺，其特征在于：所述步骤(3)中，钢坯轧制时根据钢坯碳含量平均值控制轧制速度，当碳含量平均值不小于0.20wt％时，按9—17m/s控制轧制；当碳含量平均值小于0.20wt％时，降速轧制。
5.根据权利要求4所述的一种抗震钢筋的加工工艺，其特征在于：所述降速轧制具体为：当碳含量平均值为0.19wt％时，按原轧制速度降低1m/s控制轧制；当碳含量平均值为0.18wt％时，按原轧制速度降低2m/s控制轧制；当碳含量平均值为0.17wt％时，按原轧制速度降低3m/s控制轧制。
6.根据权利要求1所述的一种抗震钢筋的加工工艺，其特征在于：所述步骤(4)中，当单线自回火温度控制在670—700℃，或切分自回火温度控制在690—720℃，所得抗震钢筋为HRB335E抗震钢筋或HRB400E抗震钢筋。
7.根据权利要求1所述的一种抗震钢筋的加工工艺，其特征在于：所述步骤(4)中，用于快速冷却的冷却水温度为25—35℃。
8.根据权利要求1所述的一种抗震钢筋的加工工艺，其特征在于：所述步骤(4)中，用于快速冷却的冷却水采用穿水水泵提供，所述穿水水泵的总管水压控制在1.5—1.8MPa，冷却水流量根据自回火温度在400—900m3/h范围内调节。
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