CN114453437B - 一种表面无马氏体环热轧钢筋控冷生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种表面无马氏体环热轧钢筋控冷生产方法,包括避免马氏体环生成的理论计算、模型控制、轧后控冷和实例操作。本发明在通过理论计算,得到控制马氏体产生的模型参数,尤其通过轧后4段水冷段选择开闭程度、水量大小、水压大小共同调节形成一套控制工艺参数,实现控冷和上冷床温度避免马氏体环的产生,本发明降低了钢筋中合金含量,通过轧后控冷方式生产符合国标的钢筋,降低了生产成本。

Description

一种表面无马氏体环热轧钢筋控冷生产方法
技术领域
本发明属于金属冶炼技术领域,涉及一种表面无马氏体环热轧钢筋控冷生产方法。
背景技术
对于热轧带肋钢筋,常采用轧后穿水冷却的方式提高钢筋的强度,该方法又称为轧后余热处理工艺,轧后余热处理是利用钢筋终轧后的余热直接快速冷却进行淬火,然后依靠心部热量对钢筋淬硬层进行自回火,达到节省钢筋合金成本同时满足钢筋强度塑性要求。这种轧后余热处理工艺会造成钢筋表面马氏体环的形成,已经被国标禁止生产,但通过适度降低合金同时采取轧后余热控冷控制技术,可以生产出符合国标要求的热轧钢筋。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题,提供一种表面无马氏体环热轧钢筋控冷生产方法,解决了常规轧后余热处理工艺会使钢筋表面形成马氏体环的问题。
为此,本发明采取以下技术方案:
一种表面无马氏体环热轧钢筋控冷生产方法,包括如下步骤:
a.引入理论计算公式:避免马氏体环生成的理论计算公式为Ms(℃)=550-361C-39Mn-35V-20Cr-17Ni,式中Ms为马氏体相变开始温度,各元素均指质量百分数;
b.建立生产控制模型:避免生成马氏体的必要条件为V<V,即T水冷>Ms,V=(T终轧-T水冷)/t,t=L水冷/V终轧,T上冷=a*T水冷,综上得到:T上冷>a(T终轧-V*L水冷/V终轧)或者T上冷>a*Ms;
其中,T终轧为终轧温度、V为马氏体形成临界冷却速度、L水冷为水冷段长度、V终轧为终轧速度、T上冷为上冷床温度、T水冷为离开水冷段的温度、a为钢筋在空气中的冷却系数、V通过钢种连续冷却转变曲线得到;
c.控制不同规格钢筋轧后水冷段温度:当钢筋轧后进入水冷段,水冷1段开启,水压不高于1.2Mpa,水冷2段开启,水压不高于1.5Mpa,且水冷1段和2段总水压之和不高于2.7Mpa,水冷3段关闭,风冷段开启自然冷却,测量T水冷(℃),若T水冷>Ms,则可实现轧后钢筋表面马氏体避免产生,满足钢筋力学性能和表面氧化铁皮完整性。
进一步地,所述步骤c中不同规格的钢筋包括Φ16mm、Φ18mm和Φ20mm钢筋,其中:
所述Φ16mm规格钢筋表面马氏体避免产生的控冷生产方法包括:通过理论计算公式得出Ms(℃),钢筋轧后进入水冷段,水冷1段开启,水压不高于1.0Mpa,水冷2段开启,水压不高于1.4Mpa,且水冷1段和2段总水压之和不高于2.1Mpa,水冷3段关闭,风冷段开启自然冷却,测量T水冷(℃),若T水冷>Ms,则可实现轧后Φ16mm规格钢筋表面马氏体避免产生,满足钢筋力学性能和表面氧化铁皮完整性;
进一步地,所述Φ18mm规格钢筋表面马氏体避免产生的控冷生产方法包括通过理论计算公式得出Ms(℃),钢筋轧后进入水冷段,水冷1段开启,水压不高于1.1Mpa,水冷2段开启,水压不高于1.5Mpa,且水冷水冷1段和2段总水压之和不高于2.2Mpa,水冷3段关闭,风冷段开启自然冷却,测量T水冷(℃),若T水冷>Ms,则可实现轧后Φ18mm规格钢筋表面马氏体避免产生,满足钢筋力学性能和表面氧化铁皮完整性;
进一步地,所述Φ20mm规格钢筋表面马氏体避免产生的控冷生产方法包括通过理论计算公式得出Ms(℃),钢筋轧后进入水冷段,水冷1段开启,水压不高于1.2Mpa,水冷2段开启,水压不高于1.5Mpa,且水冷1段和2段总水压之和不高于2.7Mpa,水冷3段关闭,风冷段开启自然冷却,测量T水冷(℃),若T水冷>Ms,则可实现轧后Φ20mm规格钢筋表面马氏体避免产生,满足钢筋力学性能和表面氧化铁皮完整性。
本发明的有益效果在于:依据钢筋化学成分计算马氏体相变开始温度Ms(℃),通过调节轧后穿水装置水量、水压保证钢筋穿水结束后的温度T水冷>Ms,可实现钢筋满足力学性能和表面氧化铁皮完整性的同时,避免表面马氏体环产生。
具体实施方式
下面结合实施方法对本发明的技术方案进行相关说明。
一种表面无马氏体环热轧钢筋控冷生产方法,包括如下步骤:
a.引入理论计算公式:避免马氏体环生成的理论计算公式Ms(℃)=550-361C-39Mn-35V-20Cr-17Ni,式中Ms为马氏体相变开始温度,各元素均指质量百分数;
b.建立生产控制模型:避免生成马氏体的必要条件为V<V,即T水冷>Ms,V=(T终轧-T水冷)/t,t=L水冷/V终轧,T上冷=a*T水冷,综上得到:T上冷>a(T终轧-V*L水冷/V终轧)或者T上冷>a*Ms;
其中,T终轧为终轧温度,V为马氏体形成临界冷却速度,L水冷为水冷段长度,V终轧为终轧速度,T上冷为上冷床温度,T水冷为离开水冷段的温度,a为钢筋在空气中的冷却系数,V通过该钢种的CCT曲线得到,a为冷却系数;
c.Φ16mm规格钢筋表面马氏体避免产生的控冷生产方法包括通过理论计算公式得出Ms(℃),钢筋轧后进入水冷段,水冷1段开启,水压不高于1.0Mpa,水冷2段开启,水压不高于1.4Mpa,且水冷1段和2段总水压之和不高于2.1Mpa,水冷3段关闭,风冷段开启自然冷却,测量T水冷(℃),若T水冷>Ms,则可实现轧后Φ16mm规格钢筋表面马氏体避免产生,满足钢筋力学性能和表面氧化铁皮完整性;
Φ18mm规格钢筋表面马氏体避免产生的控冷生产方法包括通过理论计算公式得出Ms(℃),钢筋轧后进入水冷段,水冷1段开启,水压不高于1.1Mpa,水冷2段开启,水压不高于1.5Mpa,且水冷水冷1段和2段总水压之和不高于2.2Mpa,水冷3段关闭,风冷段开启自然冷却,测量T水冷(℃),若T水冷>Ms,则可实现轧后Φ18mm规格钢筋表面马氏体避免产生,满足钢筋力学性能和表面氧化铁皮完整性;
Φ20mm规格钢筋表面马氏体避免产生的控冷生产方法包括通过理论计算公式得出Ms(℃),钢筋轧后进入水冷段,水冷1段开启,水压不高于1.2Mpa,水冷2段开启,水压不高于1.5Mpa,且水冷1段和2段总水压之和不高于2.7Mpa,水冷3段关闭,风冷段开启自然冷却,测量T水冷(℃),若T水冷>Ms,则可实现轧后Φ20mm规格钢筋表面马氏体避免产生,满足钢筋力学性能和表面氧化铁皮完整性。具体数据整理如表1。
表1控冷模型参数。

Claims (4)

1.一种表面无马氏体环热轧钢筋控冷生产方法,其特征在于,包括如下步骤:
a.引入理论计算公式:避免马氏体环生成的理论计算公式为Ms=550-361C-39Mn-35V-20Cr-17Ni,式中Ms为马氏体相变开始温度,单位为摄氏度,各元素均指质量百分数;
b.建立生产控制模型:避免生成马氏体的必要条件为V<V,即T水冷>Ms,V=(T终轧-T水冷)/t,t=L水冷/V终轧 ,T上冷=a*T水冷,综上得到:T上冷>a(T终轧-V*L水冷/V终轧)或者T上冷>a*Ms;
其中,T终轧为终轧温度,V为马氏体形成临界冷却速度,L水冷为水冷段长度,V终轧为终轧速度,T上冷为上冷床温度,T水冷为离开水冷段的温度、其单位为摄氏度,a为钢筋在空气中的冷却系数,V通过钢种连续冷却转变曲线得到;
c.控制不同规格钢筋轧后水冷段温度:当钢筋轧后进入水冷段,水冷1段开启,水压不高于1.2Mpa,水冷2段开启,水压不高于1.5Mpa,且水冷1段和2段总水压之和不高于2.7Mpa,水冷3段关闭,风冷段开启自然冷却,测量T水冷,若T水冷>Ms,则可实现轧后钢筋表面马氏体避免产生,满足钢筋力学性能和表面氧化铁皮完整性。
2.根据权利要求1所述的一种表面无马氏体环热轧钢筋控冷生产方法,其特征在于,所述步骤c中不同规格的钢筋包括Φ16mm钢筋,所述Φ16mm钢筋表面马氏体避免产生的控冷生产方法包括通过理论计算公式得出Ms,钢筋轧后进入水冷段,水冷1段开启,水压不高于1.0Mpa,水冷2段开启,水压不高于1.4Mpa,且水冷1段和2段总水压之和不高于2.1Mpa,水冷3段关闭,风冷段开启自然冷却,测量T水冷,若T水冷>Ms,则可实现轧后Φ16mm规格钢筋表面马氏体避免产生,满足钢筋力学性能和表面氧化铁皮完整性。
3.根据权利要求1所述的一种表面无马氏体环热轧钢筋控冷生产方法,其特征在于,所述步骤c中不同规格的钢筋包括Φ18mm钢筋,所述Φ18mm钢筋表面马氏体避免产生的控冷生产方法包括:通过理论计算公式得出Ms,钢筋轧后进入水冷段,水冷1段开启,水压不高于1.1Mpa,水冷2段开启,水压不高于1.5Mpa,且水冷1段和2段总水压之和不高于2.2Mpa,水冷3段关闭,风冷段开启自然冷却,测量T水冷,若T水冷>Ms,则可实现轧后Φ18mm规格钢筋表面马氏体避免产生,满足钢筋力学性能和表面氧化铁皮完整性。
4.根据权利要求1所述的一种表面无马氏体环热轧钢筋控冷生产方法,其特征在于,所述步骤c中不同规格的钢筋包括Φ20mm钢筋,所述Φ20mm钢筋表面马氏体避免产生的控冷生产方法包括:通过理论计算公式得出Ms,钢筋轧后进入水冷段,水冷1段开启,水压不高于1.2Mpa,水冷2段开启,水压不高于1.5Mpa,且水冷1段和2段总水压之和不高于2.7Mpa,水冷3段关闭,风冷段开启自然冷却,测量T水冷,若T水冷>Ms,则可实现轧后Φ20mm规格钢筋表面马氏体避免产生,满足钢筋力学性能和表面氧化铁皮完整性。
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