CN1793389A - 采用普通碳素钢生产英标460级螺纹钢筋的工艺方法 - Google Patents

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丁之坤
吴少文
康胜利
朱席龙
李金鸿
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Abstract

本发明公开了一种采用普通碳素钢生产英标460级螺纹钢筋的工艺方法,包括下列步骤:a.采用普通碳素钢,开轧温度为900~980℃的超低温,经过粗、中轧机组大压下,轧机最大延伸系数μ为1.449,然后钢材通过预穿水冷进行降温;预穿水段的节数为1~3节,水压为0.5~0.8Mpa,钢材预穿水后的温度为850~950℃;b.钢材经过预穿水段后进入精轧机组,主电机功率为1350KW;然后进入穿水冷却段使钢筋表面的温度迅速降低,穿水冷却段的节数为2~5节,水压为0.8~2.0Mpa,使钢筋上冷床的表面温度控制在580~650℃;c.钢筋上冷床进行空冷,钢筋芯部余热释放,完成自身回火处理即得成品。本发明使用普通碳素钢,实施超低温大压下轧制,降低了生产成本,提高了钢筋强度,节省了钢铁资源。

Description

采用普通碳素钢生产英标460级螺纹钢筋的工艺方法
技术领域
本发明涉及一种钢筋的生产工艺方法,尤其涉及一种英标460级螺纹钢筋的生产工艺方法。
背景技术
采用目前的生产工艺方法,如果使用普碳坯轧制英标460级螺纹钢筋,当钢筋连接是用焊接时,焊接口段的钢筋受热高温后,钢筋的强度就会降低。因此,国内生产厂家出口的高强度钢筋,都是采用20MnSi钢坯进行生产的。此外也有许多厂家通过添加合金元素V、Nb和Ti实现高强度螺纹钢筋的生产,这样无疑增加了生产成本。此外,也增加了建筑物对钢筋的用量,钢铁资源消耗大,进而也增加了建筑物的重量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种采用普通碳素钢生产英标460级螺纹钢筋的工艺方法,旨在降低生产成本,减少建筑物对钢筋的用量,进一步节省钢铁资源。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现:
本发明提供的一种采用普通碳素钢生产英标460级螺纹钢筋的工艺方法,包括下列步骤:
a.采用普通碳素钢,开轧温度为900~980℃的超低温,经过粗、中轧机组大压下,轧机最大延伸系数μ为1.449,然后钢材通过预穿水冷进行降温;所述预穿水段的节数为1~3节,水压为0.5~0.8Mpa,钢材预穿水后的温度为850~950℃;
b.钢材经过预穿水段后进入精轧机组,主电机功率为1350KW;然后进入穿水冷却段使钢筋表面的温度迅速降低,所述穿水冷却段的节数为2~5节,水压为0.8~2.0Mpa,使钢筋上冷床的表面温度控制在580~650℃;
c.钢筋上冷床进行空冷,钢筋芯部余热释放,完成自身回火处理即得成品。
本发明所用的原材料为普通碳素钢,比现有技术使用的20MnSi降低了40~50元,大大降低了生产成本。但由于所用的普通碳素钢其Mn元素含量只有20MnSi的一半,为使生产的螺纹钢筋达到同样高的强度,本发明采用了超低温开轧和控制冷却的方法,普碳坯在化学元素保持一定的情况下,采用超低温轧制,经过粗、中轧后采用预水冷,最后在精轧后经过穿水冷却,利用余热处理技术使钢筋的力学性能得到很大的提高。
本发明所述步骤a中使用的原材料普通碳素钢,其C元素的含量为0.17~0.22%,Mn元素含量为0.35~0.8%,即可以采用普通碳素钢Q235等级C、D两钢号。
本发明的整个轧制过程中,不论是在粗轧、中轧、还是精轧,都是处于超低温轧制。钢坯进入粗轧之前,必须保持在超低温状态,温度不能太高,以免后面冷却工序的冷却强度过大,上冷床温度达不到理想的效果。钢筋在经过粗轧与中轧后,钢筋表面与轧辊之间的摩擦会使轧制过程当中的钢筋表面温度升高。为了降低钢筋温度,在进精轧之前,本发明增加了预水冷却段,使钢筋在温度850~950℃进入精轧,不仅减轻了穿水冷却的压力,同时也起到了细晶化的作用,能够保持钢筋晶粒组织的大小,保证钢筋具有稳定的性能。钢筋经过预水冷却以后保持一定的低温,过精轧后,在穿水冷却段将钢筋表面温度冷却到一定温度,到上冷床后,利用芯部余热释放,完成自身回火处理,使钢筋内部形成理想的晶粒组织结构,从而达到高强度的性能。
在轧制过程中,不仅预水冷却以及穿水冷却器的节数、压力的大小影响到钢筋冷却的效果,轧制速度的快慢也会影响钢筋的冷却效果,本发明所述轧机的轧制速度可以为9~12m/s。根据各种轧制规格,可以调整上述每组参数使之互相匹配。特别是在预水冷却后进入精轧这个阶段,若冷却得太过头,会造成钢筋黑头而使精轧打滑,很难进入精轧,故预水冷却效果应适当。另外钢筋在经过精轧后,穿水冷却的效果也必须恰到好处,冷却强度过大,会使螺纹钢筋易发生脆断;反之,冷却强度不够,螺纹钢筋的强度就达不到英标460级。
本发明具有以下有益效果:
(1)原材料采用普通碳素钢,能够大大降低生产成本,增长了企业的效益。
(2)钢筋强度的提高,能够减少建筑物对钢筋的用量,减轻了建筑物自重。
(3)节省了钢铁资源,同时也降低整个社会建筑用钢铁数量,对减少大气环境污染百益而无一害,具有极大的经济效益和社会效益,应用前景十分广阔。
附图说明
下面将结合实施例和附图对本发明作进一步的详细描述:
图1是本发明实施例的工艺流程框图。
具体实施方式
图1所示为本发明的采用普通碳素钢生产英标460级螺纹钢筋的工艺方法的实施例,包括下列步骤:
a.采用普通碳素钢,如可以采用普通碳素钢Q235等级C、D两钢号,其C元素的含量为0.17~0.22%,Mn元素含量为0.35~0.8%。钢坯加热出炉后的开轧温度保持在900~980℃,经过粗、中轧机组(粗轧7,中轧6)大压下,轧机最大延伸系数μ为1.449,然后钢材通过预穿水冷进行降温;根据各种轧制规格,所述预穿水段的节数为1~3节,水压为0.5~0.8Mpa(见表1),钢材预穿水后的温度为850~950℃;
b.钢材经过预穿水段后进入精轧机组,主电机功率为1350KW;然后进入穿水冷却段使钢筋表面的温度迅速降低,根据各种轧制规格,所述穿水冷却段的节数为2~5节,水压为0.8~2.0Mpa(见表1),使钢筋上冷床的表面温度控制在580~650℃;
c.钢筋上冷床进行空冷,钢筋芯部余热释放,完成自身回火处理即得成品。
根据各种轧制规格,轧机的轧制速度可以为9~12m/s(见表1)。
以生产规格20、32、40的英标460级螺纹钢筋为例,可以调整上述每组参数使之互相匹配,其轧制的工艺参数见表1。
                      表1三种规格钢筋轧制工艺参数
规格mm 切分 轧速m/s 开轧温度℃          预穿水            穿水   精轧前(预穿水后)温度℃ 上冷床温度℃
  节数   水压MPa 节数 水压MPa
  实施例1   20   2   9~12   900~980   1、2   0.5~0.8   2、3   0.8~1.2   850~950   580~650
  实施例2   32   1   9~12   900~980   2、3   0.5~0.8   3、4、5   0.9~1.5   850~950   580~650
  实施例3   40   1   5~7   900~980   2、3   0.6~0.8   3、4、5   1.0~2.0   850~950   580~650
本发明实施例采用普碳钢生产英标BS460级螺纹钢筋物理性能见表2。
                        表2普通碳素钢生产英标BS460级螺纹钢筋物理性能
规格 牌号   屈服强度Rel(MPa)   抗拉强度Rm(MPa) Rm/Rel 伸长率A% 冷弯和反弯
 实施例1   20   BS460   505~531   587~623   1.16~1.17   23.1~24.7   完好
 实施例2   32   500~590   625~695   1.17~1.23   22.5~25.6   完好
实施例3 40 520~530 630~623 1.19~1.21 15.8~18.7 完好
  标准   460   /   ≥1.10   ≥12.0   完好
考虑到轧后余热处理钢筋的强度有一个时效过程,本发明实施例钢筋屈服强度最低为500MPa,这样时效后的钢筋的屈服强度也会高于英标要求。表2结果表明,采用本发明实施例工艺生产得到的钢材,其性能指标均达到或超过了英国标准(BS4449-1988)460级螺纹钢筋的要求。

Claims (3)

1、一种采用普通碳素钢生产英标460级螺纹钢筋的工艺方法,其特征在于:包括下列步骤:
a.采用普通碳素钢,开轧温度为900~980℃的超低温,经过粗、中轧机组大压下,轧机最大延伸系数μ为1.449,然后钢材通过预穿水冷进行降温;所述预穿水段的节数为1~3节,水压为0.5~0.8Mpa,钢材预穿水后的温度为850~950℃;
b.钢材经过预穿水段后进入精轧机组,主电机功率为1350KW;然后进入穿水冷却段使钢筋表面的温度迅速降低,所述穿水冷却段的节数为2~5节,水压为0.8~2.0Mpa,使钢筋上冷床的表面温度控制在580~650℃;
c.钢筋上冷床进行空冷,钢筋芯部余热释放,完成自身回火处理即得成品。
2、根据权利要求1所述的采用普通碳素钢生产英标460级螺纹钢筋的工艺方法,其特征在于:所述步骤a中的普通碳素钢,其中C元素的含量为0.17~0.22%,Mn元素含量为0.35~0.8%。
3、根据权利要求1所述的采用普通碳素钢生产英标460级螺纹钢筋的工艺方法,其特征在于:所述轧机的轧制速度为9~12m/s。
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