CN1745918A

CN1745918A - 超细晶热轧带肋钢筋盘条的制造方法

Info

Publication number: CN1745918A
Application number: CN 200410074525
Authority: CN
Inventors: 王子亮; 李利剑; 李子林; 赵自义; 韦弦; 范银平; 曹树卫; 马志军
Original assignee: Anyang Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Anyang Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2004-09-07
Filing date: 2004-09-07
Publication date: 2006-03-15

Abstract

本发明为一种超细晶热轧带肋钢筋盘条的制造方法，属于低合金建筑用钢领域。本发明钢筋盘条的化学成分(重量％)为C：0.17～0.25％，Si：0.25～0.80％，Mn：1.2～1.60％，Nb：0.010～0.025％，P≤0.04，S≤0.04；所述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：980～1100℃，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。本发明方法具有生产成本低、工艺适应性及控制性强等特点，所生产的钢筋适应于建筑工程，其抗震性及焊接性能好。

Description

超细晶热轧带肋钢筋盘条的制造方法

技术领域

本发明涉及在工业化大生产中一种超细晶(4-6μm)400Mpa以上热轧带肋钢筋盘条的生产方法，属于低合金建筑用钢领域。

背景技术

晶粒细化是提高钢铁材料强度和韧性的最有效方法之一，在线控制并形成超细组织一直是材料科技工作者梦寐以求的目标，未来钢铁材料的发展方向是以高洁净度、高均匀度和超细组织为目标。在文献Vol.36.No.8August.2001，刊登的杨忠民等人的论文“普通碳素钢超细晶临界奥氏体控轧工艺研究”，通过在Gleeble-2000热变形模拟机上的模拟实验，研究了低温变形条件下的工艺参数对普通低碳钢Q235获得微米级超细晶组织影响规律。利用实验研究结果在型钢轧机上(唐钢)试验轧出晶粒尺寸约为5μm的400MPa级钢筋(抗拉强度仅为515～545Mpa)。但其研究超细晶钢筋不足之处是该研究对于其变形温度、变形量、变形速率、以及变形后的冷却速度率等要求较为严格，这对于实验室来说较为容易控制，但对于工业化大生产来说控制难度将会很大，同时也不容易实现。且根据力学性能结果其性能也仅仅是屈服强度达到了400Mpa，而抗拉强度还远远达不到HRB400级钢筋要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种在工业化大生产中超细晶400Mpa级钢筋的生产方法。即提供对生产工艺设备控制没有特别的苛刻要求，仅通过现有生产装备条件，采用合理的工艺配置就能够获得具有超细晶化400Mpa级以上钢筋的生产方法。该钢筋完全能够满足国标GB1499-1998《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》及建设部新制定的《混凝土结构设计规范》对HRB400钢筋的要求。

为达到上述目的，本发明通过设计工艺技术方案，采取高速无扭轧机控制轧制，斯太尔摩线控制冷却、集卷。其主要特点在于：钢的化学成分(重量％)为C：0.17～0.25％，Si：0.25～0.80％，Mn：1.2～1.60％，Nb：0.010～0.025％，P≤0.04，S≤0.04。轧制工艺包括控制轧制和控制冷却两部分。轧制加热温度：980～1100℃，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。

控制钢成分和轧钢的控轧控冷是本发明的一个重要部分。其轧钢的控轧控冷具体工艺为：

1)120～150×120～150mm连铸方坯加热温度：980～1080℃，加热时间1～1.5小时；

2)开轧温度为930～980℃，精轧入口温度880～920℃，减定径入口及吐丝温度860～890℃；轧制道次为22～26道次，连续轧制。

3)轧后采取斯太尔摩线控制风快速冷却至相变温度，然后空冷。冷却速度4～5℃/S。

本发明关键在于轧制工艺所采取的高速无扭控制轧制及控制轧后钢筋相变前的冷却速度：

1)本发明采取适中的加热温度为940～1040℃，比常规加铌钢的温度要低150～200℃(铌钢固熔温度：1200～1250℃)。适宜的钢坯加热温度，在轧制时通过控制奥氏体晶粒尺寸大小和再结晶过程，为轧后通过控冷进行相变，得到理想的组织结构提供良好的条件。

2)本发明采取低温奥氏体变形，当轧制变形进入奥氏体未再结晶区域内时，变形后的奥氏体晶粒不再发生再结晶，而呈现加工硬化状态，这种加工硬化了的奥氏体具有促进铁素体相变形核作用，使相变后的铁素体晶粒细小。

3)本发明控冷工艺：相变区冷却速度决定着奥氏体的分解转变温度和时间，也决定着线材的最终组织状态，所以整个控冷工艺的核心问题就是如何控制相变区冷却速度。通过控制轧后吐丝温度和斯太尔摩线入口段辊道速度、风冷强度从而使得未再结晶区奥氏体尽快向铁素体转变，之后采取空冷使相变能够得以充分均匀，以利于细晶组织的稳定均匀形成。

本发明生产方法的突出特点：

1、本方法无需采用对现有生产设备能力、生产工艺等苛刻的控制要求，即严格的变形温度、变形量、变形速率、以及变形后的冷却速度率等。而是采取低温加热控制原始奥氏体长大、未再结晶区控制轧制及控制钢的冷却速度等，从而获得较为均匀的超细化晶粒钢筋。

2、用本方法生产的钢筋，合理的C、Si、Mn成分便于生产冶炼和工艺控制，同时由于较低的Si(0.40％)含量及少量的微合金元素Nb，与传统的低合金钢筋及细晶钢筋相比，既能够满足钢筋的焊接性能及钢筋的抗震性能(塑、韧性增加)，又使得生产成本得以降低，具有显著的经济效益和市场竟争能力。

3、本方法所采取的轧后控制均匀风量冷却，即合理地控制了钢的相变转变温度，又避免由于传统采取强制冷却(水)工艺有可能带来的过冷组织或组织不均，使得强度提高，塑、韧性降低。

具体实施方式

实施例：

采用本发明的方法生产超细晶钢筋钢工艺流程：100吨转炉(电炉)——LF精炼炉——150mm连铸方坯——步进梁式加热炉——高速无扭轧机——斯太尔摩线控制冷却线。钢的化学成分(重量％)为：C：0.20％，Si：0.32％，Mn：1.49％，Nb：0.022％；轧制包括低温控制轧制和轧后控制冷却两部分。轧制加热温度：1030℃，开轧温度：950～980℃，减定径入口温度：860～880℃；吐丝温度860～890℃；轧制规格φ8mm，轧制道次为26道次。轧后在斯太尔摩线入口段先采用风冷却使钢快速相变，冷却速度为4.5℃/S，到达相变温度点后之后空冷，400～500℃温度下集卷。钢筋组织结构为：铁素体+珠光体，其中铁素体晶粒尺寸为5.5μm。钢筋力学性能为：屈服强度445Mpa，抗拉强度615Mpa，延伸率31.5％，强屈比为1.38。

本方法具有生产成本低、工艺适应性及控制性强等特点，所生产的钢筋适应于建筑工程，其抗震性及焊接性能好。

Claims

1、一种超细晶热轧带肋钢筋盘条的制造方法，采用高速无扭轧机控制轧制，斯太尔摩线控制冷却、集卷，其特征在于：所述钢筋盘条的化学成分(重量％)为C：0.17～0.25％，Si：0.25～0.80％，Mn：1.2～1.60％，Nb：0.010～0.025％，P≤0.04，S≤0.04；所述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：980～1100℃，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；

所述控制轧制和控制冷却的具体工艺为：

2)开轧温度为930～980℃，精轧入口温度880～920℃，减定径入口及吐丝温度860～890℃；轧制道次为22～26道次，连续轧制；

3)轧后采取斯太尔摩线控制风快速冷却至相变温度，然后空冷，冷却速度4～5℃/S。