專利名稱：：帶肋鋼筋生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于軋鋼領(lǐng)域，涉及鋼筋的軋制。
背景技術(shù)：
：隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施和城鎮(zhèn)化建設(shè)需要大量的建筑鋼筋，特別是帶肋鋼筋，故帶肋鋼筋的應(yīng)用量越來越大，在我國(guó)，2004年其帶肋鋼筋消費(fèi)量已超過7000萬噸。在這種情況下，提高鋼筋產(chǎn)品的性能和使用效率、降低生產(chǎn)成本，是鋼鐵工作者所面臨的嚴(yán)峻而又艱巨的任務(wù)，也是大家所關(guān)注的重大課題。在現(xiàn)有技術(shù)中，提高鋼筋的性能(提高強(qiáng)度等級(jí))的方法主要包括以下幾種(1)微合金化，即向鋼中添加合金元素，最常用的合金元素主要有V、Nb、Ti等，通過合金元素的固溶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化和控制晶粒長(zhǎng)大的作用來達(dá)到提高強(qiáng)度的目的。其中最為典型的鋼種為20MnSiV,該鋼種是在20MnSi的基礎(chǔ)上添加0.04~0.09。/。V元素，從而使其強(qiáng)度從335Mpa(II級(jí))提高到435Mpa(in級(jí))，但由于V的加入使得鋼筋的成本升高。(2)余熱淬火，即采用高溫軋制，軋后穿水冷卻，自回火，組織為回火馬氏體。該方法生產(chǎn)的鋼筋強(qiáng)度雖高，但強(qiáng)屈比低，焊接性能差，不能采用焊接工藝連接，更不適用高速線材生產(chǎn)線軋機(jī)生產(chǎn)盤條。U)晶粒細(xì)化，對(duì)于通過細(xì)化晶粒來提高材料的性能，已經(jīng)得到普遍的認(rèn)可，并且被認(rèn)為是最為經(jīng)濟(jì)有效的強(qiáng)韌化手段。獲得最終的超細(xì)晶組織的方法很多，如在奧氏體再結(jié)晶區(qū)變形，通過奧氏體反復(fù)再結(jié)晶細(xì)化奧氏體晶粒，然后再通過相變得到細(xì)小的鐵素體和第二相組織?；蛘咄ㄟ^應(yīng)變誘導(dǎo)相變，細(xì)化晶粒。澳大利亞專利9419292.9用0.21C-0.99Mn-0.29Si生產(chǎn)出屈服強(qiáng)度500Mpa，抗拉強(qiáng)度505Mpa的板帶，但由于屈強(qiáng)比太高，達(dá)O.99,因此無法在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用，缺乏實(shí)用性，且其主要針對(duì)板帶，對(duì)于鋼筋的生產(chǎn)，由于其變形條件與板帶差別很大，板帶在軋制過程中所受的剪切應(yīng)力非常大，而對(duì)于鋼筋的生產(chǎn)，所受的是多向應(yīng)力，局部受力相對(duì)較小，因此不易細(xì)化鐵素體晶粒。本發(fā)明的目的在于在節(jié)約資源和現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，能夠顯著提高帶肋鋼筋性能的、提高強(qiáng)度等級(jí)和使用效率的帶肋鋼筋生產(chǎn)方法?；谏鲜瞿康模景l(fā)明針對(duì)設(shè)計(jì)速度在50m/s以上的高速線材生產(chǎn)線，利用形變誘導(dǎo)鐵素體相變機(jī)制，生產(chǎn)細(xì)晶粒、超細(xì)晶粒帶肋鋼筋，使其獲得較高的強(qiáng)度和良好的塑韋刃性。要實(shí)現(xiàn)形變誘導(dǎo)鐵素體相變機(jī)制，需要滿足以下條件l.能實(shí)現(xiàn)臨界奧氏體區(qū)控軋；2.能實(shí)現(xiàn)全流程在線控溫軋制。為此，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案。本發(fā)明所述的帶肋鋼筋生產(chǎn)方法是在附圖1所示的帶肋鋼筋生產(chǎn)裝置上進(jìn)行連續(xù)軋制的方法，該帶肋鋼筋裝置包含上料臺(tái)、加熱爐、粗軋機(jī)組、中軋機(jī)組、預(yù)精軋機(jī)組、精軋機(jī)組、減定徑機(jī)組、夾送輥、吐絲機(jī)組、斯泰爾摩風(fēng)冷線、集巻筒和打包機(jī)，并通過被軋工件的運(yùn)行輥道，將上述機(jī)組及裝備依次連接在一條生產(chǎn)線上。從預(yù)精軋機(jī)組至吐絲機(jī)組，其機(jī)組之間均設(shè)有穿水冷卻裝置，且穿水冷卻裝置上設(shè)有自動(dòng)化閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)，以便控制被軋被軋鋼坯的冷卻速度。該生產(chǎn)方法的工藝流程包括加熱、粗軋、中軋、預(yù)精軋、精軋、減定徑、吐絲、冷卻、集巻和打包。即經(jīng)加熱之后的鋼坯，從加熱爐推出后，隨即依次進(jìn)入粗軋機(jī)組進(jìn)行粗軋、中軋機(jī)組進(jìn)行中軋、預(yù)精軋機(jī)組進(jìn)行預(yù)精軋、精軋機(jī)組進(jìn)行精軋、減定徑機(jī)組進(jìn)行減定徑、吐絲機(jī)組進(jìn)行最終成型軋制，經(jīng)斯泰爾摩風(fēng)冷線空冷后，再進(jìn)入集巻筒巻曲和打包機(jī)打包，連續(xù)地完成整個(gè)生產(chǎn)過程。本發(fā)明所述的帶肋鋼筋生產(chǎn)方法，其關(guān)鍵是要在上述工藝過程中，控制各個(gè)工藝參數(shù)，以便在臨界奧氏體區(qū)實(shí)施控軋和軋后控冷，實(shí)現(xiàn)形變誘導(dǎo)鐵素體相變，最終達(dá)到細(xì)化鐵素體-珠光體晶粒，既提高帶肋鋼筋的強(qiáng)度，又保持良好的塑韌性。現(xiàn)將各個(gè)工藝過程陳述如下(1)鋼坯加熱鋼坯經(jīng)上料臺(tái)進(jìn)入加熱爐中進(jìn)行加熱，加熱溫度為900~1050°C，在此加熱溫度下，其奧氏體在豐支短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了均勻化，奧氏體晶粒也未粗化，氧化燒損少，節(jié)省能源，成本大大降低。傳統(tǒng)鋼筋生產(chǎn)的加熱溫度為1000~U0(TC,能耗大，奧氏體組織粗大。本發(fā)明在鋼種的化學(xué)成分范圍內(nèi)，降低合金元素含量，使奧氏體均勻化曲線左移，有利于降低加熱溫度、縮短均熱時(shí)間，減輕奧氏體粗大化傾向。此外，較低的加熱溫度，有利于后續(xù)溫度控制，減輕后續(xù)控溫壓力。(2)粗軋經(jīng)加熱爐加熱之后的鋼坯，從加熱爐推出后，隨即進(jìn)入粗軋機(jī)組進(jìn)行粗軋，粗軋溫度控制在840100(TC。采用低溫軋制，使工件未再結(jié)晶區(qū)變形，得到較細(xì)小的奧氏體晶粒尺寸，對(duì)奧氏體而言，因溫度較低，較細(xì)小的奧氏體晶粒長(zhǎng)大較為緩慢，得到的較為細(xì)小的奧氏體組織在隨后的控制冷卻過程中更容易得到更細(xì)小的鐵素體晶粒。(3)中軋和預(yù)精軋經(jīng)粗軋后的坯料緊隨其后，先后進(jìn)入中軋機(jī)組和預(yù)精軋機(jī)組，進(jìn)行中軋和預(yù)精軋，其中軋軋制溫度為初軋后坯料的自身溫度。即中軋機(jī)組溫度不加控制，以正常溫度為宜；預(yù)精軋機(jī)溫度也不額外控制，以正常軋制溫升為準(zhǔn)；一般從粗軋到中軋為降溫軋制過程，表面溫度有所降低，約為40~60°C;鋼坯心部溫度變化不大，預(yù)精軋溫度也不額外控制，以正常軋制溫升為準(zhǔn),預(yù)精軋過程一般溫升為20~80°C。(4)精軋精軋?jiān)诰垯C(jī)組中進(jìn)行，經(jīng)預(yù)精軋后的坯料穿過精軋機(jī)組前設(shè)置的穿水冷卻裝置后進(jìn)入精軋機(jī)組進(jìn)行精軋，坯料于精軋機(jī)組入口溫度控制在750~900°C，該溫度通過穿水冷卻裝置予以控制，而穿水冷卻裝置上具有自動(dòng)化閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)，溫度控制精度士10。C。在精軋過程中控溫的目的是軋制過程在臨界奧氏體區(qū)進(jìn)行，如碳素鋼材料，即在的Ae3和Ar3溫度區(qū)間進(jìn)行軋制，采用單道次大變形或多道次累計(jì)變形，在變形過程中就會(huì)發(fā)生形變誘導(dǎo)鐵素體相變，在此溫度變形生成的鐵素體晶粒尺寸均勻細(xì)小，在隨后的變形和冷卻過程中進(jìn)一步控制坯料的溫度，抑制鐵素體晶粒的長(zhǎng)大，最終獲得均勻的鐵素體、珠光體細(xì)晶粒組織，獲取較高的材料綜合性能。在精軋過程中，精軋機(jī)組中機(jī)架之間的溫度不控制。(5)減定徑減定徑在減定徑機(jī)組中進(jìn)行，經(jīng)精軋后的坯料穿過減定徑機(jī)組前設(shè)置的穿水冷卻裝置后，進(jìn)入減定徑機(jī)組進(jìn)行減定徑，坯料進(jìn)入減定徑機(jī)組的入口溫度為750-90(TC,控制該溫度的目的是抑制變形后的溫升，防止晶粒尺寸長(zhǎng)大；該溫度通過穿水冷卻裝置予以控制，溫度控制精度士1(TC。(6)吐絲吐絲在吐絲機(jī)上進(jìn)行，經(jīng)減定徑后的坯料穿過吐絲機(jī)前設(shè)置的穿水冷卻裝置后，通過夾送輥，再進(jìn)入吐絲機(jī)進(jìn)行最終的帶助鋼筋成型軋制。軋材的出口溫度控制在600~880°C，此溫度的控制目的是抑制軋后鋼筋的溫升，防止晶粒尺寸長(zhǎng)大。(7)冷卻經(jīng)吐絲機(jī)吐絲的成型帶肋鋼筋，出吐絲機(jī)后，隨即進(jìn)入斯泰爾摩風(fēng)冷線進(jìn)行冷卻，冷至200。C以下。成型帶肋鋼筋進(jìn)入斯泰爾摩風(fēng)冷線入口輥道速度為50100m/s,冷卻過程需控制冷卻速度，冷卻速度通過控制斯泰爾摩風(fēng)冷線上的風(fēng)機(jī)數(shù)量及風(fēng)機(jī)開啟程度予以實(shí)施，風(fēng)機(jī)數(shù)量控制在9~14個(gè)，風(fēng)機(jī)開啟程度控制在90%~100%范圍，控制冷卻速度是為了經(jīng)吐絲機(jī)吐絲的成型帶肋鋼筋的晶粒尺寸不再進(jìn)行長(zhǎng)大。(8)集巻和打包成型的帶助鋼筋經(jīng)斯泰爾摩風(fēng)冷線冷卻后，進(jìn)入集巻筒進(jìn)行巻曲成捆，隨即再進(jìn)入打包機(jī)，對(duì)成巻成捆的帶助鋼筋進(jìn)行打包，至此完成帶助鋼筋的整個(gè)生產(chǎn)工藝。采用本發(fā)明所述的帶肋鋼筋生產(chǎn)裝備及其生產(chǎn)方法所生產(chǎn)的帶肋鋼筋，其顯微組織為鐵素體+珠光體，均為細(xì)晶粒或超細(xì)晶粒，晶粒尺寸為2~5(■im,具有較高的強(qiáng)度和良好的塑韌性，如所生產(chǎn)普通碳素鋼帶肋鋼筋，其屈服強(qiáng)度在440MPa以上，抗拉強(qiáng)度在600MPa以上，延伸率在25%以上，冷彎、反彎性能完全滿足GB1499標(biāo)準(zhǔn)，且具有良好的塑韌性和焊接性能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明所述的帶肋鋼筋生產(chǎn)裝備及其生產(chǎn)方法可顯著提高帶肋鋼筋的強(qiáng)度和塑韌性，，如所生產(chǎn)普通碳素鋼帶肋鋼筋，其屈服強(qiáng)度可提高到440MPa以上，抗拉強(qiáng)度提高到600MPa以上，延伸率在25°/。以上，冷彎、反彎性能完全滿足GB1499標(biāo)準(zhǔn)，且具有良好的塑韌性和焊接性能。2.由于可顯著提高帶肋鋼筋的強(qiáng)度和塑韌性，即提高了產(chǎn)品的潛在性能故可大大節(jié)約企業(yè)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。3.所生產(chǎn)的帶肋鋼筋不僅性能優(yōu)異，而且性能穩(wěn)定，組織均勻，具有節(jié)約資源和環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。現(xiàn)通過附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明附圖1為本發(fā)明帶肋鋼筋生產(chǎn)裝備的結(jié)構(gòu)示意圖。從附圖l看出，本發(fā)明所述的帶肋鋼筋生產(chǎn)方法所利用的帶肋鋼筋生產(chǎn)裝置由上料臺(tái)1、加熱爐2、粗軋機(jī)組3、中軋機(jī)組5、預(yù)精軋機(jī)組6、穿水冷卻裝置7、精軋機(jī)組8、穿水冷卻裝置9、減定徑機(jī)組10、穿水冷卻裝置11、夾送輥12、吐絲機(jī)組13、斯泰爾摩風(fēng)冷線14、集巻筒15、打包機(jī)16組成，并通過被軋工件的運(yùn)行輥道4依次連接在一條生產(chǎn)線上。穿水冷卻裝置4、6、8上具有自動(dòng)化閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)，以便控制被軋工件的冷卻速度，從而進(jìn)一步控制被軋工件的軋制溫度。穿水冷卻裝置4、6、8分別控制被軋工件進(jìn)入精軋機(jī)組5、減定徑機(jī)組7、吐絲機(jī)組10的入口溫度。具體實(shí)施方式實(shí)施例采用本發(fā)明所述的帶肋鋼筋生產(chǎn)方法，生產(chǎn)了4批帶肋鋼筋，且分批進(jìn)行。4批帶肋鋼筋鋼種的化學(xué)成份如表1所示。4個(gè)批號(hào)的鋼坯經(jīng)加熱爐加熱，并從加熱爐推出后，隨即依次進(jìn)入粗軋機(jī)組粗軋、中軋機(jī)組中軋、預(yù)精軋機(jī)組預(yù)精軋、精軋機(jī)組精軋、減定徑機(jī)組減定徑、吐絲機(jī)組完成最終成品軋制，隨后經(jīng)斯泰爾摩風(fēng)冷線空冷，再進(jìn)入集巻筒巻曲和打包機(jī)打包，連續(xù)地完成整個(gè)生產(chǎn)過程。在上述軋制生產(chǎn)過程中，各工序步驟的有關(guān)參數(shù)如表2所示。生產(chǎn)過程完成后，從成品中取樣，分別進(jìn)行力學(xué)性能檢驗(yàn)和金相組織檢測(cè)，其結(jié)果列入表3中。為了對(duì)比，列舉了一爐在現(xiàn)有高速線材軋機(jī)生產(chǎn)線上所生產(chǎn)的普通碳素鋼帶肋鋼筋的有關(guān)工藝參數(shù)和力學(xué)性能，并將有關(guān)參數(shù)分別列入相關(guān)的表1、表2和表3中。通過對(duì)比，從表3的數(shù)據(jù)看出，采用本發(fā)明所述生產(chǎn)方法生產(chǎn)的帶肋鋼筋，不僅顯微組織的晶粒細(xì)小，且力學(xué)性能優(yōu)異。表l實(shí)施例鋼坯的化學(xué)成份(wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表3實(shí)施例帶肋鋼筋成品的力學(xué)性能和晶粒度<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>權(quán)利要求1.一種帶肋鋼筋生產(chǎn)方法，其特征在于該生產(chǎn)方法是在帶肋鋼筋生產(chǎn)裝置上進(jìn)行連續(xù)軋制的方法，即該生產(chǎn)方法的工藝流程包括加熱、粗軋、中軋、預(yù)精軋、精軋、減定徑、吐絲、冷卻、集卷和打包；即經(jīng)加熱之后的鋼坯，從加熱爐推出后，隨即依次進(jìn)入粗軋機(jī)組進(jìn)行粗軋、中軋機(jī)組進(jìn)行中軋、預(yù)精軋機(jī)組進(jìn)行預(yù)精軋、精軋機(jī)組進(jìn)行精軋、減定徑機(jī)組進(jìn)行減定徑、吐絲機(jī)組進(jìn)行最終成型軋制，經(jīng)斯泰爾摩風(fēng)冷線空冷后，再進(jìn)入集卷筒卷曲和打包機(jī)打包，連續(xù)地完成整個(gè)生產(chǎn)過程，其中①鋼坯加熱溫度為900～1050℃，；②粗軋溫度控制在840～1000℃；③中軋和預(yù)精軋溫度不額外控制，中軋溫度為粗軋后坯料的自身溫度，預(yù)精軋溫度為中軋后坯料的自身溫度；④坯料在精軋機(jī)組入口的溫度控制在750～900℃；⑤坯料進(jìn)入減定徑機(jī)組的入口溫度為750～900℃；⑥軋材在吐絲機(jī)的出口溫度控制在600～880℃；⑦軋材進(jìn)入斯泰爾摩風(fēng)冷線冷至200℃以下，軋材進(jìn)入斯泰爾摩風(fēng)冷線入口輥道速度為50～100m/s，通過控制斯泰爾摩風(fēng)冷線上的風(fēng)機(jī)數(shù)量及風(fēng)機(jī)開啟程度控制冷卻速度，風(fēng)機(jī)數(shù)量控制在9～14個(gè)，風(fēng)機(jī)開啟程度控制在90％～100％范圍。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶肋鋼筋生產(chǎn)方法，其特征在于通過各軋制機(jī)組前的穿水冷卻裝置及其自動(dòng)化閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)，分別控制坯料在精軋機(jī)組和減定徑機(jī)組的入口溫度，以及軋材在吐絲機(jī)的出口溫度。3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的帶肋鋼筋生產(chǎn)方法，其特征在于溫度控制精度為士1(TC。全文摘要本發(fā)明屬于軋鋼領(lǐng)域，涉及鋼筋的生產(chǎn)。本發(fā)明帶肋鋼筋生產(chǎn)方法是在帶肋鋼筋生產(chǎn)裝置上進(jìn)行連續(xù)軋制的方法，其工藝過程包括加熱、粗軋、中軋、預(yù)精軋、精軋、減定徑、吐絲、冷卻、集卷和打包，其中，鋼坯加熱溫度為900～1050℃；粗軋溫度控制在840～1000℃；中軋和預(yù)精軋溫度不額外控制，中軋溫度為粗軋后坯料的自身溫度，預(yù)精軋溫度為中軋后坯料的自身溫度；坯料在精軋機(jī)組入口的溫度控制在750～900℃；坯料進(jìn)入減定徑機(jī)組的入口溫度為750～900℃；軋材在吐絲機(jī)的出口溫度控制在600～880℃。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)形變誘導(dǎo)鐵素體相變機(jī)制，生產(chǎn)細(xì)晶粒、超細(xì)晶粒帶肋鋼筋，使其獲得較高的強(qiáng)度和良好的塑韌性。文檔編號(hào)B21B1/16GK101185938SQ20061011439公開日2008年5月28日申請(qǐng)日期2006年11月9日優(yōu)先權(quán)日2006年11月9日發(fā)明者喬明亮,劉曉東,震張,張紅雁,楊忠民,王慧敏,王長(zhǎng)生,肖立軍,車彥民,穎陳,陳立勇申請(qǐng)人:鋼鐵研究總院;山東石橫特鋼集團(tuán)有限公司