CN111893279A - 一种屈服强度≥420MPa的HRB400(E)螺纹钢的斯太尔摩风冷线控冷生产方法 - Google Patents

一种屈服强度≥420MPa的HRB400(E)螺纹钢的斯太尔摩风冷线控冷生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种屈服强度≥420MPa的HRB400(E)螺纹钢的斯太尔摩风冷线控冷生产方法，所述螺纹钢含有下述重量百分比含量的元素：C：0.21～0.25%，Si：0.40～0.60%，Mn：1.10～1.40%，P≤0.040%，S≤0.040%，并满足Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0.54%；其余为Fe和不可避免的杂质；所述HRB400(E)螺纹钢的斯太尔摩风冷线控冷生产方法，是将经过转炉冶炼、吹氩、连铸出来的成分符合上述要求的连铸坯，通过加热、轧制、预水冷、水冷、吐丝、风冷、集卷步骤制成力学性能符合要求的成品螺纹钢；本发明方法通过斯太尔摩风冷线控冷工艺保证制成的螺纹钢成品直径为6~12mm，屈服强度≥420MPa，适合广泛推广使用。

Description

一种屈服强度≥420MPa的HRB400(E)螺纹钢的斯太尔摩风冷 线控冷生产方法
技术领域
本发明属于建筑用热轧带肋盘条钢筋制造的技术领域，具体涉及一种屈服强度≥420MPa的HRB400(E)螺纹钢的斯太尔摩风冷线控冷生产方法。
背景技术
在当前和将来的一段时间内，中国的基础设施建设依然十分活跃，钢材消费中HRB400(E)、HRB500(E)螺纹钢将持续占据重要地位和可观比例。所以，一段时期内，螺纹钢仍将是国内产销量最大的单一钢种系列，最近几年的产销率均以亿吨计，由于其设备要求、技术难度相对较低，同时也是国内中小型钢厂最主要的生产品种之一。热轧带肋盘条钢筋主要用作钢筋混凝土的配筋和焊接结构件，在建筑结构中承载着拉、压应力和应变，钢筋再加工效应(焊接，机械连接、弯曲或调直)等各种载荷，在建筑结构中应用十分广泛。
由于热轧带肋盘条钢筋的生产工艺及其成品“盘卷”形态特点，盘条钢筋的拉伸曲线存在平台不明显的问题。根据国标GB1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》中7.4.3条规定“对于没有明显屈服强度的钢筋，下屈服强度特征值ReL应采用规定塑性延伸强度Rp0.2”。但是在实际操作中，Rp0.2的测量不仅繁琐，而且受取样部位及矫直影响较大，对一些因无屈服平台的钢进行Rp0.2的测量时，测量值较正常值低20-30MPa，使产品力学性能不达标而判废。因此，改善热轧带肋盘条钢筋的屈服平台不仅可以大大减轻力学性能检验人员的测量难度，更重要的是能改善和稳定产品的质量。
由于线材的变形过程是由孔型决定的，要改变变形量比较困难。轧制过程中的温度可以通过各种方法来控制，所以线材控制轧制的实现在很大程度上决定于不同变形量下的温度控制，即控温轧制。线材生产过程中的控温轧制措施主要是采用低温开轧，控制精轧入口温度，并在精轧机架间通过穿水冷却，控制精轧阶段的温度，从而控制线材产品的力学性能。
控制冷却是利用轧件热轧后的轧制余热，以一定的手段控制其冷却速度，从而获得所需要的组织和性能的冷却方法。轧钢生产出来的产品都必须从热轧后的高温红热状态冷却到常温状态，这一阶段的冷却过程对产品的质量有重要影响。
斯太尔摩控制冷却工艺是加拿大斯泰尔科钢铁公司和美国摩根公司于1964年联合提出的，目前已经成为高速线材产线应用最普遍、发展最成熟、使用最为稳妥可靠的一种控制冷却工艺。
斯太尔摩风冷线是位于吐丝机之后，对经过吐丝后的线圈进行散卷冷却的装置，一般全长60-120米，设3-12台风机，每台风机风量可以调节，风量变化范围为0-100％，经过风机冷却后线材温度为350-600℃，它是整个控制冷却系统的核心设备。
斯太尔摩散卷冷却运输机有链板式、链式和辊式三种，常见的是链式和辊式两种。因为链式运输机的传送速度一致，因此无法错开线材吐丝后圈与圈之间的搭接点和线圈与链条接触点的固定位置，进而无法改善这些搭接点出的冷却条件而造成盘条全长上或线圈内的性能波动。辊式运输机靠辊子转动带动线圈前进，同时辊道可以分成若干段且隔断单独传动，所以可以通过改变各段辊道速度使圈与圈之间的搭接点改变，因此从冷却效果和质量上看，辊式运输机比链式运输机好。
斯太尔摩风冷线控冷工艺的控制取决于运输机的辊道速度、风机开启状态、风量大小以及保温罩盖的开闭，分为标准型、延迟冷却型和缓慢冷却型三种。标准型冷却的运输机上方是敞开的，吐丝后的散卷在运动的输送链上由下方风机鼓风冷却。当呈搭接状态的线圈通过运输辊道时，可通过调节风机靠口度控制风量，由喷嘴向上强制吹风冷却。通过盖上保温罩均可实现延迟冷却和缓慢冷却，打开保温罩，开启风机，便可实现标准型冷却。生产建筑用热轧带肋钢筋一般采用标准型冷却工艺，不需要关闭保温罩。
宝武集团鄂钢公司轧材厂高线斯太尔摩风冷线采用的就是辊式运输机，全长84.6米，有11台风机，辊道线速度0.1-1.5m/s。在2019年12月低改造之前，每台风机风量最大只能到120000m3/h，无法满足需要高冷却强度的盘条控冷要求，特别是近年来公司为了降低合金及能源消耗，进一步降低热轧带肋钢筋盘条的Mn合金加入量，原风机由于风量太小，冷却强度达不到降低合金后利用控轧控冷工艺来满足钢筋力学性能要求的控冷要求。
改进前高线HRB400(E)盘条的化学成分为C：0.21～0.25％，Si：0.40～0.60％，Mn：1.28～1.40％，Mn元素含量较高，导致盘条拉伸曲线平台不好；同时由于风机风量不够，导致线材同圈的性能波动较大。改进前HRB400(E)盘条斯太尔摩风冷线风冷工艺见表1所示。
表1改进前斯太尔摩风冷线控冷工艺
Figure BDA0002628449690000031
从表可以看出，原斯太尔摩风冷线的风机已经按照最大风量进行开启，因此，为了改善盘条拉伸曲线平台，减小同圈性能差，降低合金成本需要对斯太尔摩风冷线进行改进。
本发明专利就是斯太尔摩风冷线控冷工艺着手，提出了一种风机开启模式及辊道速度相配合的控冷工艺，从而大大改善热轧带肋盘条钢筋的屈服平台。
发明内容
本发明的目的就是要克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种屈服强度≥420MPa的HRB400(E)螺纹钢的斯太尔摩风冷线控冷生产方法，本发明方法通过斯太尔摩风冷线辊道速度与风机开启匹配的方案，解决了现有技术存在的问题，生产工艺成熟稳定，所述盘条钢筋屈服强度、抗拉强度、屈标比等力学性能稳定，工艺简单可行。
本发明的一种屈服强度≥420MPa的HRB400(E)螺纹钢的斯太尔摩风冷线控冷生产方法，所述螺纹钢含有下述重量百分比含量的元素：C：0.21～0.25％，Si：0.40～0.60％，Mn：1.10～1.40％，P≤0.040％，S≤0.040％，并满足Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0.54％；其余为Fe和不可避免的杂质；
所述HRB400(E)螺纹钢的斯太尔摩风冷线控冷生产方法，是将经过转炉冶炼、吹氩、连铸出来的成分符合上述要求的连铸坯，通过加热、轧制、预水冷、水冷、吐丝、风冷、集卷步骤制成力学性能符合要求的成品螺纹钢，特别是：
(1)预水冷
所述预水冷是采用摩根式水冷装置，布置在预精轧机组与精轧机组之间，对经过粗轧、中轧、预精轧后的半成品红钢进行控温冷却，确保钢筋半成品经过预水冷后进精轧温度为830～900℃；
(2)水冷：
所述水冷是采用三段摩根式水冷装置，布置在精轧机组与吐丝机之间，通过调节每段穿水装置的阀门开口度大小来控制水量及水压，保证钢筋半成品经过水冷后吐丝温度范围为830～940℃；
(3)吐丝
所述吐丝是将从精轧机组出来的线材，经过水冷，由夹送辊将轧制完成的产品通过吐丝装置由直条状吐绕成盘圆状，便于后期高线成品的运输；
(4)风冷
所述风冷，是将上述吐丝成圈的线材平铺在80～100米的斯太尔摩风冷线辊道上，通过风冷辊道下方的8台风机进行风冷，其中1～5#风机最大风量为220000m3/h，6～8#风机最大风量为120000m3/h，并结合10段辊道速度的快慢变化，风机开启的数量，开量的大小来控制盘卷在风冷辊道上的冷却时间及冷却强度，根据HRB400(E)螺纹钢盘条线材的直径规格(GB/T 1099.2-2018钢筋混凝土用热轧带肋钢筋6.2条表2规定了钢筋公称直径规格，其中7.3条规定了Φ6mm、Φ8mm、Φ10mm、Φ12mm、Φ14mm、Φ16mm规格可以按照盘卷交货，本发明列举了Φ6mm、Φ8mm、Φ10mm、Φ12mm四个规格)，具体操作方式如下：
A.Φ6mm规格：风冷辊道首段辊道线速度0.50m/s,后面9段辊道速度依次缓慢递增至最高0.70m/s；1-2#风冷风机开口度100％，3-4#风冷风机开口度80％，其余风机不开；
B.Φ8mm规格：风冷辊道首段辊道线速度0.80m/s,后面9段辊道速度依次缓慢递增至最高0.90m/s，1-4#风冷风机开口度100％，5-6#开口度80％，7#风机开口度50％，其余全关；
C.Φ10mm规格：风冷辊道首段辊道线速度0.55m/s，后面9段辊道速度依次缓慢递增至最高0.65m/s，1～5#风冷风机开口度100％，6～7#风机开口度50％，8#风机开口度50％；
D.Φ12mm规格：风冷辊道首段辊道线速度0.53m/s，后面9段辊道速度依次缓慢递增至最高0.65m/s，1-6#风冷风机开口度100％，7#风机开口度60％，8#风机开口度50％；
(5)集卷
所述集卷，是将经过斯太尔摩风冷线风冷的盘卷通过集卷装置，把平散的盘卷收集到C型勾上，集卷时温度控制在450-510℃，然后在P/F线自然冷却或缓慢冷却，即得力学性能符合要求的成品螺纹钢。
本发明方法制得的HRB400(E)螺纹钢常温下的屈服平台明显，屈服强度Rel≥420MPa，抗拉强度Rm≥540MPa，延伸率≥16％，成品直径为6～12mm。
本发明中各组分的作用及控制的理由如下：
C：碳对钢筋的强度、韧性、焊接性能和冶炼成本影响很大。碳在钢中主要起固溶强化作用，是用于强化钢材最合适的元素，但碳含量如果过高，则将降低钢的塑韧性，特别是损害钢的焊接和成型性能。为达到屈服强度在420MPa以上的热轧带肋盘条钢筋，本发明C的合理范围在0.21～0.25％。
Si：硅与碳的亲和力很弱，在钢中不与碳化合，但能溶入铁素体，产生固溶强化作用，使得铁素体的强度和硬度提高，但塑性和韧性却有所下降。本发明Si的范围控制在0.40～0.60％。
Mn：Mn能够降低γ→α相变温度，而γ→α相变温度的降低对铁素体晶粒尺寸有细化作用。另外，Mn还是一个较强的固溶强化的元素，常被作为提高钢材强度的主要合金元素而被广泛应用。故选Mn作为热轧带肋盘条钢筋主要强化元素之一，其含量在1.10～1.40％之间。
P和S：都属于钢种有害夹杂元素，易形成夹杂、偏析等缺陷，影响钢筋的延伸率、焊接性。本发明控制P≤0.040％，S≤0.040％。
Ceq：碳当量Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15，是评价钢材焊接性能的一个重要指标。本发明控制Ceq≤0.54％。
本发明的HRB400(E)螺纹钢无需添加V、N、Nb、Ti等微合金元素，即可达到相应的力学性能要求。
本发明的技术方案中，采用控轧(控制轧制)控冷(控制冷却)工艺，通过控制轧制温度，变形量，冷却温度，冷却速度，对钢材进行形变强化和相变强化，可细化奥素体、铁素体晶粒，通过细晶强化和固溶强化机制，既能提高钢筋强度，又能改善钢筋塑性和韧性。控制轧制和控制冷却工艺的原理及主要工艺参数控制理由在于：
(1)控制轧制
由于线材的变形过程是由孔型决定的，要改变变形量比较困难。轧制过程中的温度可以通过各种方法来控制，所以线材控制轧制的实现在很大程度上决定于不同变形量下的温度控制，即控温轧制。由于线材轧制速度快，终轧速度最高可达100m/s以上，轧制过程是升温轧制，终轧温度高于1000℃，终轧温度过高会导致成品晶粒粗大而不均匀，且盘卷状态的线材后期冷却不均匀，氧化铁皮过厚等缺点。为了保证成品金相组织的晶粒细小且均匀，提高产品性能，需要控温轧制，保证低的终冷温度。线材生产过程中的控温轧制措施主要是采用低温开轧，控制精轧入口温度，并在精轧机架间通过穿水冷却，控制精轧阶段的温度，从而控制线材产品的力学性能。对于鄂钢公司高线产线来说，该产线1999年投产，设备比较落后，设备及电机负荷达不到低温开轧的条件，而精轧机架间穿水冷却是所有高线产线必有的环节，因此控制精轧入口温度是本发明所在产线的关键所在。结合到HRB400(E)螺纹钢，目前出现比较多的问题是，成品金相组织中魏氏体块较多，严重影响了产品的性能，因此通过预水冷阶段，将精轧入口温度控制在830～900℃。
(2)控制冷却
控制冷却是利用轧件热轧后的轧制余热，以一定的手段控制其冷却速度，从而获得所需要的组织和性能的冷却方法。轧钢生产出来的产品都必须从热轧后的高温红热状态冷却到常温状态，这一阶段的冷却过程对产品的质量有重要影响。控冷的重要目的就是通过冷却，在不降低材料韧性的基础上进一步提高钢筋的强度，轧制后的钢材处于奥氏体再结晶状态，力学性能较低，故在轧制后仍需要控制冷却来进一步对组织进行控制。
鉴于背景技术中所描述的情况，现有斯太尔摩风冷线上风机的风量最大只能到120000m3/h，无法满足需要高冷却强度的盘条控冷要求，特别是近年来公司为了降低合金及能源消耗，进一步降低热轧带肋钢筋盘条的Mn合金加入量，原风机由于风量太小，冷却强度达不到降低合金后利用控轧控冷工艺来满足钢筋力学性能要求的控冷要求。因此，高线产线于2019年12月底对原1-5#前五台风机及其电机进行了大风量、大功率优化改进。改进后1-5#前五台风机风量由120000m3/h提高到220000m3/h，可以大幅提高风冷强度，有利于在降低合金成分后钢筋力学性能达到国家标准。改进后的风机可以满足钢筋力学性能要求的控冷要求，具体原理解释如下：
(1)奥氏体急速过冷阶段(一次冷却)。一次冷却的主要目的是为相变做组织准备及减少二次氧化铁皮生成量，一般采用快速冷却。一次冷却是通过轧后穿水冷却实现，它是指从终轧开始到变形奥氏体向铁素体或渗碳体开始转变的温度(吐丝温度)范围内，控制其开始快冷温度、冷却速度和风冷终止温度。一次冷却的开始快冷温度(吐丝温度)越接近终轧温度，细化变形奥氏体的效果越好，因此需要将轧制后的线材通过水冷装置用高压水快速冷却，本发明所需的HRB400(E)螺纹钢筋的吐丝温度一般按照不同规格控制在810～940℃之间。
(2)迅速冷却阶段(二次冷却)。热轧钢材进行一次快冷之后，立即进入冷却的第二阶段，即经过吐丝后的线圈平铺在风冷辊道上进行所谓的二次冷却(散卷冷却)，主要目的是通过合适的控冷工艺达到最终产品所需要的金相组织，完成金属内部变形奥氏体向铁素体或渗碳体开始转变的相变过程。本发明的环节就是二次冷却，将吐丝温度为810～940℃之间的线圈进行快速风冷达到变形奥氏体向珠光体转变的温度600℃左右，从而使成品金相组织为铁素体加珠光体。
(3)“等温”处理阶段(三次冷却)。当相变结束后，除有时考虑到固溶元素的析出采用慢冷外，一般要空冷到室温，目的是为了减少氧化铁皮的损失。三次冷却是从风冷结束后的温度600℃开始空冷到集卷、P/F线冷床运输的全过程。
本发明提供的技术方案，通过斯太尔摩风冷线控冷工艺也就是上述线材控制冷却的迅速冷却阶段(二次冷却)的冷却原理来保证直径为6～12mm，屈服强度≥420MPa的HRB400(E)盘条螺纹钢性能合格。
本发明所述的HRB400(E)的斯太尔摩风冷线控冷工艺具有以下有益效果：
(1)本发明在成分设计上C：0.21～0.25％，Si：0.40～0.60％，Mn：1.10～1.40％，P≤0.040％，S≤0.040％，C、Si、Mn含量较低，可以减少炼钢工艺过程中的Si、Mn合金的加入，且不含Nb、V等微合金化合金，大量节约了合金成本。
(2)所述热轧带肋盘条钢筋经过该斯太尔摩风冷线控冷工艺后，显微组织为铁素体和珠光体，较原控冷工艺下的组织铁素体、珠光体和贝氏体，明显改善了晶粒组织，减少了混晶现象，且细化了晶粒，提高了HRB400(E)盘条钢筋的性能稳定性。
(3)所述HRB400(E)热轧带肋盘条钢筋，直径为6-12mm，具有屈服平台明显，力学性能稳定特点。其中屈服强度≥420MPa，抗拉强度≥540MPa，延伸率≥16％，满足了用户对热轧带肋钢筋高屈服强度、高抗拉强度，高延伸率的要求。
(4)本发明斯太尔摩风冷线控冷工艺，通过在主操主控机上改变风机开启频率、风冷辊道主速度即能实现不同规格控冷工艺的转换，生产工序简单，易于进行批量生产。
附图说明
图1是现有控冷工艺拉伸曲线；
图2是本发明实施例1的控冷工艺拉伸曲线；
图3是原控冷工艺下得到螺纹钢的金相组织图；
图4是本发明实施例1的控冷工艺得到的螺纹钢的金相组织图。
具体实施方式
为了更好地解释本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明，下述实施例仅仅是示例性的说明本发明的技术方案，并不以任何形式限制本发明。
下表2为本发明各实施例HRB400(E)螺纹钢所含化学成分的质量百分含量列表；
下表3为本发明各实施例HRB400(E)螺纹钢的斯太尔摩风冷线工艺参数列表；
下表4为本发明各实施例HRB400(E)螺纹钢的力学性能测试结果列表。
本发明各实施例的一种屈服强度≥420MPa的HRB400(E)螺纹钢的斯太尔摩风冷线控冷生产方法，所述螺纹钢含有下述重量百分比含量的元素：C：0.21～0.25％，Si：0.40～0.60％，Mn：1.10～1.40％，P≤0.040％，S≤0.040％，并满足Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0.54％；其余为Fe和不可避免的杂质；
所述HRB400(E)螺纹钢的斯太尔摩风冷线控冷生产方法，是将经过转炉冶炼、吹氩、连铸出来的成分符合上述要求的连铸坯，通过加热、轧制、预水冷、水冷、吐丝、风冷、集卷步骤制成力学性能符合要求的成品螺纹钢，特别是：
(1)预水冷
所述预水冷是采用摩根式水冷装置，布置在预精轧机组与精轧机组之间，对经过粗轧、中轧、预精轧后的半成品红钢进行控温冷却，确保钢筋半成品经过预水冷后进精轧温度为830～900℃；
(2)水冷：
所述水冷是采用三段摩根式水冷装置，布置在精轧机组与吐丝机之间，通过调节每段穿水装置的阀门开口度大小来控制水量及水压，保证钢筋半成品经过水冷后吐丝温度范围为830～940℃；
(3)吐丝
所述吐丝是将从精轧机组出来的线材，经过水冷，由夹送辊将轧制完成的产品通过吐丝装置由直条状吐绕成盘圆状，便于后期高线成品的运输；
(4)风冷
所述风冷，是将上述吐丝成圈的线材平铺在80～100米的斯太尔摩风冷线辊道上，通过风冷辊道下方的8台风机进行风冷，其中1～5#风机最大风量为220000m3/h，6～8#风机最大风量为120000m3/h，并结合10段辊道速度的快慢变化，风机开启的数量，开量的大小来控制盘卷在风冷辊道上的冷却时间及冷却强度，根据HRB400(E)螺纹钢盘条线材的直径规格，具体操作方式如下：
A.Φ6mm规格：风冷辊道首段辊道线速度0.50m/s,后面9段辊道速度依次缓慢递增至最高0.70m/s；1-2#风冷风机开口度100％，3-4#风冷风机开口度80％，其余风机不开；
B.Φ8mm规格：风冷辊道首段辊道线速度0.80m/s,后面9段辊道速度依次缓慢递增至最高0.90m/s，1-4#风冷风机开口度100％，5-6#开口度80％，7#风机开口度50％，其余全关；
C.Φ10mm规格：风冷辊道首段辊道线速度0.55m/s，后面9段辊道速度依次缓慢递增至最高0.65m/s，1～5#风冷风机开口度100％，6～7#风机开口度50％，8#风机开口度50％；
D.Φ12mm规格：风冷辊道首段辊道线速度0.53m/s，后面9段辊道速度依次缓慢递增至最高0.65m/s，1-6#风冷风机开口度100％，7#风机开口度60％，8#风机开口度50％；
(5)集卷
所述集卷，是将经过斯太尔摩风冷线风冷的盘卷通过集卷装置，把平散的盘卷收集到C型勾上，集卷时温度控制在450-510℃，然后在P/F线自然冷却或缓慢冷却，即得力学性能符合要求的成品螺纹钢。
本发明方法制得的HRB400(E)螺纹钢常温下的屈服平台明显，屈服强度Rel≥420MPa，抗拉强度Rm≥540MPa，延伸率≥16％，成品直径为6～12mm。
实施例1-4中的HRB400(E)盘条钢筋成分见表2。
表2实施例1-4本发明各实施例化学成分(wt％)
编号 规格/mm C Si Mn P S Ceq
实施例1 Φ10 0.25 0.52 1.1 0.034 0.025 0.44
实施例2 Φ8 0.25 0.54 1.1 0.028 0.033 0.43
实施例3 Φ6 0.23 0.44 1.12 0.037 0.025 0.42
实施例4 Φ12 0.25 0.42 1.21 0.039 0.027 0.46
实施例1-4中的HRB400(E)盘条钢筋斯太尔摩风冷线工艺参数见表3。
表3实施例1-4主要轧钢工艺参数列表
Figure BDA0002628449690000121
对实施例1-4的HRB400(E)盘条钢筋按照标准要求进行力学性能检测，检测结果见表4，原控冷工艺拉伸曲线、实施例1拉伸曲线分别见图1、图2。
表4实施例1-4主要力学性能列表
编号 规格/mm Rel/MPa Rm/MPa Rm/Rel Rel/Relo A/％ Agt/％
实施例1 Φ10 426 625 1.47 1.07 21 11
实施例2 Φ8 433 635 1.47 1.09 22 11
实施例3 Φ6 425 611 1.44 1.06 22 11
实施例4 Φ12 438 637 1.45 1.10 21 11
对实施例1的HRB400(E)盘条钢筋还进行了金相组织检测，原控冷工艺金相组织、实施例1金相组织见图3、图4所示。
从表3以及图1、图2可以看出，采用本发明的斯太尔摩风冷线控冷工艺，进行常温拉伸试验、金相组织检测，其结果：Rel在425～438MPa，Rm在611～637MPa，延伸率21％～22％，拉伸曲线平台较原控冷工艺明显好转，金相组织为铁素体加珠光体，晶粒度10.5级，无贝氏体。这说明本发明的控冷工艺下制得的HRB400(E)螺纹钢不仅具有超高的强度、延伸率，而且屈服平台明显。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的权利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种屈服强度≥420MPa的HRB400(E)螺纹钢的斯太尔摩风冷线控冷生产方法，所述螺纹钢含有下述重量百分比含量的元素：C：0.21～0.25%，Si：0.40～0.60%，Mn：1.10～1.40%，P≤0.040%，S≤0.040%，并满足Ceq= C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0.54%；其余为Fe和不可避免的杂质；
所述HRB400(E)螺纹钢的斯太尔摩风冷线控冷生产方法，是将经过转炉冶炼、吹氩、连铸出来的成分符合上述要求的连铸坯，通过加热、轧制、预水冷、水冷、吐丝、风冷、集卷步骤制成力学性能符合要求的成品螺纹钢，其特征在于：
（1）预水冷
所述预水冷是采用摩根式水冷装置，布置在预精轧机组与精轧机组之间，对经过粗轧、中轧、预精轧后的半成品红钢进行控温冷却，确保钢筋半成品经过预水冷后进精轧温度为830～900℃；
（2）水冷：
所述水冷是采用三段摩根式水冷装置，布置在精轧机组与吐丝机之间，通过调节每段穿水装置的阀门开口度大小来控制水量及水压，保证钢筋半成品经过水冷后吐丝温度范围为830～940℃；
（3）吐丝
所述吐丝是将从精轧机组出来的线材，经过水冷，由夹送辊将轧制完成的产品通过吐丝装置由直条状吐绕成盘圆状，便于后期高线成品的运输；
（4）风冷
所述风冷，是将上述吐丝成圈的线材平铺在80～100米的斯太尔摩风冷线辊道上，通过风冷辊道下方的8台风机进行风冷，其中1～5#风机最大风量为220000m3/h，6～8#风机最大风量为120000m3/h，并结合10段辊道速度的快慢变化，风机开启的数量，开量的大小来控制盘卷在风冷辊道上的冷却时间及冷却强度，根据HRB400(E)螺纹钢盘条线材的直径规格，具体操作方式如下：
A.Φ6mm规格：风冷辊道首段辊道线速度0.50m/s,后面9段辊道速度依次缓慢递增至最高0.70m/s；1-2#风冷风机开口度100%，3-4#风冷风机开口度80%，其余风机不开；
B.Φ8mm规格：风冷辊道首段辊道线速度0.80m/s,后面9段辊道速度依次缓慢递增至最高0.90m/s，1-4#风冷风机开口度100%，5-6#开口度80%，7#风机开口度50%，其余全关；
C.Φ10mm规格：风冷辊道首段辊道线速度0.55m/s，后面9段辊道速度依次缓慢递增至最高0.65m/s，1～5#风冷风机开口度100%，6～7#风机开口度50%，8#风机开口度50%；
D.Φ12mm规格：风冷辊道首段辊道线速度0.53m/s，后面9段辊道速度依次缓慢递增至最高0.65m/s，1-6#风冷风机开口度100%，7#风机开口度60%，8#风机开口度50%；
（5）集卷
所述集卷，是将经过斯太尔摩风冷线风冷的盘卷通过集卷装置，把平散的盘卷收集到C型勾上，集卷时温度控制在450-510℃，然后在P/F线自然冷却或缓慢冷却，即得力学性能符合要求的成品螺纹钢。
2.根据权利要求1所述的一种屈服强度≥420MPa的HRB400(E)螺纹钢的斯太尔摩风冷线控冷生产方法，其特征在于：所述HRB400(E)螺纹钢常温下的屈服平台明显，屈服强度Rel≥420MPa，抗拉强度Rm≥540MPa，延伸率≥16%。
3.根据权利要求1所述的一种屈服强度≥420MPa的HRB400(E)螺纹钢的斯太尔摩风冷线控冷生产方法，其特征在于：所述HRB400(E)螺纹钢的成品直径为6~12mm。
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