專利名稱：一種高強(qiáng)度熱軋盤螺的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種螺紋鋼筋的生產(chǎn)方法，尤其涉及一種用于工業(yè)與民用建筑上的在高速線材軋機(jī)上生產(chǎn)400MPa級(jí)的直徑< IOmm小規(guī)格高強(qiáng)度熱軋盤螺的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)在高速線材工藝中生產(chǎn)直徑彡IOmm小規(guī)格HRB400熱軋帶肋鋼筋的方法主要是對(duì)鋼水進(jìn)行微合金化處理，通常所說(shuō)的鋼水微合金化是在低合金鋼的基體化學(xué)成分中添加微量合金化素。目前在煉鋼過(guò)程中對(duì)鋼水進(jìn)行微合金化時(shí)一般采用鈮鐵合金 (Fe-Nb)、釩鐵合金O^e-V)或鈦鐵合金(Fe-Ti)，利用Nb、V或Ti等微合金元素的細(xì)晶強(qiáng)化效果和沉淀析出強(qiáng)化效果提高產(chǎn)品的綜合力學(xué)性能，但因含釩(V)、鈮(Nb)或鈦(Ti)的鐵合金是由相應(yīng)的礦石經(jīng)燒結(jié)后再由電爐或礦熱爐冶煉而成，其生產(chǎn)流程長(zhǎng)，能耗和成本高， 對(duì)環(huán)境污染大；同時(shí)在鋼水微合金化過(guò)程中，對(duì)鋼水冶煉、脫氧及合金化工藝控制要求高， 這不是一種理想中的螺紋鋼生產(chǎn)方法；除此，還有采用含氮的鈮氮或釩氮混合球團(tuán)加入到鋼水中也可起到鋼水微合金化處理的效果，作為一般的螺紋鋼生產(chǎn)企業(yè)都是一種增加成本的生產(chǎn)方法。據(jù)所知，用低于20MnSi成分的材質(zhì)軋制400MI^級(jí)螺紋鋼筋，國(guó)內(nèi)棒材線是采用強(qiáng)穿水冷卻工藝，是使鋼筋表面淬火及自回火，在棒材表面得到回火馬氏體組織而提高其屈服強(qiáng)度，但高速線材軋機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)這種工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在高速線材生產(chǎn)中能降低生產(chǎn)成本及提高帶肋鋼筋力學(xué)性能的高強(qiáng)度熱軋盤螺的生產(chǎn)方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是①鋼水熔煉成分設(shè)計(jì)以20MnSi為基礎(chǔ)，其中硅含量按下限控制，錳含量按低于下限控制；②不采用鈮、釩或鈦元素對(duì)鋼水進(jìn)行微合金化處理；③采用控軋控冷細(xì)化晶粒工藝。本發(fā)明所述的一種高強(qiáng)度熱軋盤螺的生產(chǎn)方法，在轉(zhuǎn)爐上按20MnSi鋼水常規(guī)冶煉技術(shù)，控制鋼水熔煉成分[C] = 0. 20 0. 25%, [Si] = 0. 40 0. 60%, [Mn] = 0. 80 1. 20%, [P]彡 0. 045%及[S]彡 0. 045%。把轉(zhuǎn)爐鋼水連鑄成(130X 130)mm2 (170X170) mm2方坯，方坯入加熱爐加熱到溫度為1020士 10°C條件下出爐，加熱后的連鑄坯送入粗軋機(jī)組按孔型K28、K27、K26、K25、K24及K23軋制成坯料。從粗軋機(jī)組軋出的坯料進(jìn)入中/預(yù)精軋機(jī)組，中 / 預(yù)精軋機(jī)組按孔型 K22、K21、K20、K19、K18、K17、K16、K15、K14、K13、K12 及 Kll軋制成坯材，控制中/預(yù)精軋機(jī)組的軋后溫度為1000°C左右，從中/預(yù)精軋機(jī)組軋出的坯材經(jīng)第一水箱后的溫度為880士 10°C，坯材入精軋機(jī)組按孔型K10、K9、K8、K7、K6、K5、K4、 Κ3、Κ2及Kl軋制成螺紋鋼筋，坯材在精軋機(jī)組的軋制過(guò)程中升溫，控制精軋機(jī)組的末機(jī)架的軋制溫度為980士 10°C，把從精軋機(jī)組的末機(jī)架軋出的螺紋鋼筋入第二水箱降溫，螺紋鋼筋經(jīng)過(guò)第二水箱后的出口溫度為900士 10°C，降溫后的螺紋鋼筋入吐絲機(jī)，把從吐絲機(jī)出來(lái)的螺紋鋼筋卷成盤螺送到數(shù)量大于1的輥道上，盤螺在輥道上第一段的運(yùn)行速度為0. 45m/ s，控制0.05m/s的遞增速度。打開(kāi)在輥道下側(cè)的數(shù)量大于1的底吹風(fēng)機(jī)，使其總送風(fēng)量為 7500 15000m7min，控制靠近吐絲機(jī)后的3 6臺(tái)底吹風(fēng)機(jī)加霧化水量為20 50L/min。采用如上技術(shù)方案提供的一種高強(qiáng)度熱軋盤螺的生產(chǎn)方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，技術(shù)效果在于①不采用Nb、V或Ti等合金元素對(duì)鋼水進(jìn)行微合金化處理，選用的材質(zhì)成分低于 20MnSi低合金鋼材質(zhì)成分，熔煉鋼水中的硅含量按下限控制，錳含量低于下限控制，降低了生產(chǎn)成本。②在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，是通過(guò)控制鋼材在軋制過(guò)程中的溫度變化和軋后冷卻過(guò)程的工藝參數(shù)得到細(xì)小均勻的相變組織，同時(shí)通過(guò)嚴(yán)格控制這些工藝參數(shù)防止奧氏體在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生魏氏體、馬氏體轉(zhuǎn)變，而且防止低溫區(qū)產(chǎn)生貝氏體轉(zhuǎn)變，既提高了鋼筋的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，又解決了鋼筋力學(xué)性能檢測(cè)無(wú)明顯屈服點(diǎn)的問(wèn)題。


圖1為本發(fā)明所述的一種高強(qiáng)度熱軋盤螺的生產(chǎn)方法工藝流程布置示意圖，亦為本發(fā)明的摘要附圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本發(fā)明所述的一種高強(qiáng)度熱軋盤螺的生產(chǎn)方法所選用的材質(zhì)為低合金鋼，其熔煉成分的設(shè)計(jì)是以20MnSi為基礎(chǔ)，使鋼水中的硅含量按下限控制，錳含量低于下限控制，并采用20MnSi低合金鋼的冶煉工藝。將高爐鐵水倒入60 100噸氧氣頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐內(nèi)，加入一定重量比的廢鋼進(jìn)行常規(guī)冶煉，所述鐵水可為經(jīng)脫硫處理或未經(jīng)脫硫處理?？刂其撍罱K熔煉成分 (wt% ) [C] = 0. 20 0. 25、[Si] = 0. 40 0. 60、[Mn] = 0. 80 1. 20、[P]彡 0. 045 及 [S] ( 0. 045%,目標(biāo)值為(wt% ) :[C] = 0. 22、[Si] = 0. 50、[Mn] = 1. 00、[P] ( 0. 045 及[S]彡 0. 045。加熱爐1的后序安裝有粗軋機(jī)組2和中/預(yù)精軋機(jī)組3，靠中/預(yù)精軋機(jī)組3的出口有第一水箱4，第一水箱4的出口端安裝精軋機(jī)組5，精軋機(jī)組5的末機(jī)架旁有第二水箱6 和吐絲機(jī)7，吐絲機(jī)7的后端裝有數(shù)量大于1的輥道8，輥道8的下側(cè)端有數(shù)量大于1的底吹風(fēng)機(jī)10。當(dāng)鋼水最終熔煉成分及溫度達(dá)到要求時(shí)，鋼水從鋼包經(jīng)中間包過(guò)連鑄機(jī)連鑄成 (130X130)mm2 (170X 170)mm2方坯，方坯入加熱爐1進(jìn)行加熱，所述加熱爐為步進(jìn)式加熱爐，已有技術(shù)。方坯在加熱爐1內(nèi)的加熱溫度為1020士 10°C。由傳統(tǒng)的1150 1200°C 降至1020 士 10°C左右，即降低了連鑄坯的開(kāi)軋溫度。加熱后的連鑄坯(如選用邊長(zhǎng)為150mm方坯)從加熱爐1送入粗軋機(jī)組2，所述粗軋機(jī)組2為Φ 450/ Φ 500X6機(jī)組，其孔型為Κ28、Κ27、Κ26、Κ25、Κ24及Κ23，它們?yōu)橐延屑夹g(shù)，粗軋過(guò)程為常規(guī)軋制，把連鑄坯軋成坯料。從粗軋機(jī)組2軋出的坯料進(jìn)入中/預(yù)精軋
4機(jī)組3，所述中/預(yù)精軋機(jī)組3為Φ300/Φ360πιπιΧ 12機(jī)組，其孔型為Κ22、Κ21、Κ20、Κ19、 Κ18、Κ17、Κ16、Κ15、Κ14、Κ13、Κ12及Κ11，它們?yōu)橐延屑夹g(shù)，中/預(yù)精軋過(guò)程亦為常規(guī)軋制， 把坯料軋成坯材，控制中/預(yù)精軋機(jī)組3的軋后溫度為1000°C左右，使連鑄壞(鋼坯)在較低的溫度下進(jìn)行粗軋和中軋以細(xì)化奧氏體晶粒。從中/預(yù)精軋機(jī)組3軋出的坯材穿過(guò)第一水箱4進(jìn)行控制冷卻，控制從第一水箱4出來(lái)進(jìn)入精軋機(jī)組5的坯材的溫度為880士 10°C， 使從中/預(yù)精軋機(jī)組3出來(lái)的坯材冷卻到880°C左右在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)進(jìn)行精軋。所述精軋機(jī)組 5 為 Φ 165/Φ 220mmX 10 機(jī)組，其孔型為 K10、K9、K8、K7、K6、K5、K4、K3、K2 和 Kl, 坯材在精軋機(jī)組5的軋制過(guò)程中逐步升溫，控制精軋機(jī)組5的末機(jī)架(孔型為Kl的機(jī)架) 的軋后溫度為980 士 10°C，控制從Kl機(jī)架軋出的直徑< IOmm熱軋螺紋鋼筋穿過(guò)第二水箱 6后的溫度為900士 10°C，讓900士 10°C溫度的螺紋鋼筋經(jīng)吐絲機(jī)7吐絲后(即吐絲機(jī)7的吐絲溫度為900士 10°C )盤卷成盤螺9送到數(shù)量大于1的輥道8上，控制盤螺9在輥道8 上第一段的運(yùn)行速度為0. 45m/s,即靠近吐絲機(jī)7的第一個(gè)及第二個(gè)輥道8之間的運(yùn)行速度為0. 45m/s,也可稱為輥道速度為0. 45m/s，保持0. 05m/s的速度遞增，即第二個(gè)和第三個(gè)輥道8之間的運(yùn)行速度為(0. 45+0. 05)m/s，第三個(gè)輥道和第四個(gè)輥道8之間的運(yùn)行速度為 (0. 45+0. 05+0. 05)m/s，類推，使盤螺9在數(shù)量大于1的輥道8上越走越快。在輥道8的下端有數(shù)量大于1的底吹風(fēng)機(jī)10，通常啟動(dòng)3 6臺(tái)底吹風(fēng)機(jī)10，在全開(kāi)情況下，控制好底吹風(fēng)機(jī)10的總送風(fēng)量為7500 15000m7min，同時(shí)對(duì)靠近吐絲機(jī)7后的3 6臺(tái)底吹風(fēng)機(jī)10 的入口加霧化水，總霧化水量控制在20 50L/min之間。風(fēng)加霧化水噴吹到輥道8上側(cè)的盤螺9上，使盤螺9在冷卻過(guò)程中不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變。所述中/預(yù)精軋機(jī)組3稱作中軋和預(yù)精軋機(jī)組3。 由于坯材在進(jìn)入精軋機(jī)組5的軋制過(guò)程中保證精軋有足夠大的壓下率，控制好精軋機(jī)組5各架次半成品尺寸，保證了成品架次(即Kl架)充滿橫肋和縱肋。由于控制好了從加熱爐1出來(lái)的連鑄坯進(jìn)粗軋機(jī)組2的初軋溫度1020士 10°C、坯材進(jìn)精軋機(jī)組5的第一架軋機(jī)(孔型為K10)的進(jìn)精軋溫度為880士 10°C及精軋機(jī)組5末機(jī)架(即孔型為Kl的機(jī)架)的軋后溫度為980士 10°C，可控制材質(zhì)奧氏體晶粒的長(zhǎng)大，經(jīng)冷卻后的吐絲溫度為 900士 10°C。穩(wěn)定吐絲溫度及盤螺9在輥道8上的風(fēng)冷參數(shù)，使奧氏體在冷卻過(guò)程中不發(fā)生魏氏體、馬氏體轉(zhuǎn)變，而在低溫階段產(chǎn)生的貝氏體組織不超過(guò)10%，即冷卻后得到的盤螺9 的組織為細(xì)小均勻的鐵素體和珠光體。材質(zhì)的晶粒細(xì)化可以使盤螺9的強(qiáng)度和韌性得到提高，鋼筋晶粒度可達(dá)10級(jí)以上，螺筋的屈服強(qiáng)度> 430MPa，抗拉強(qiáng)度> 580MPa，達(dá)到本發(fā)明所述的目的。
權(quán)利要求
1. 一種高強(qiáng)度熱軋盤螺的生產(chǎn)方法，其特征在于鋼水熔煉成分控制為[C] = 0. 20 0. 25%, [Si] = 0. 40 0. 60%, [Mn] = 0. 80 1. 20%, [P]彡 0. 045%, [S]彡 0. 045% ； 把轉(zhuǎn)爐鋼水連鑄成(130 X 130)mm2 (170 X 170)mm2方坯，方坯入加熱爐(1)加熱到 1020士 10°C條件下出爐，加熱后的連鑄坯送入粗軋機(jī)組( 軋制成坯料，從粗軋機(jī)組(2) 軋出的坯料進(jìn)入中/預(yù)精軋機(jī)組C3)軋成坯材，控制從中/預(yù)精軋機(jī)組C3)軋出的坯材經(jīng)第一水箱(4)后的溫度為880士 10°C，坯材入精軋機(jī)組( 軋制成螺紋鋼筋，坯材在精軋機(jī)組(5)的軋制過(guò)程中升溫，控制精軋機(jī)組(5)的末機(jī)架的軋制溫度為980士 10°C，把從精軋機(jī)組(5)的末機(jī)架軋出的螺紋鋼筋入第二水箱(6)降溫，螺紋鋼筋經(jīng)過(guò)第二水箱(6)后的出口溫度為900士 10°C，降溫后的螺紋鋼筋入吐絲機(jī)(7)，把從吐絲機(jī)(7)出來(lái)的螺紋鋼筋卷成盤螺(9)送到數(shù)量大于1的輥道(8)上，盤螺(9)在輥道(8)上第一段的運(yùn)行速度為 0. 45m/s，控制0. 05m/s的遞增速度；打開(kāi)在輥道⑶下側(cè)的數(shù)量大于1的底吹風(fēng)機(jī)(10)， 底吹風(fēng)機(jī)(10)的總送風(fēng)量為7500 15000m7min，控制靠近吐絲機(jī)(7)后的3 6臺(tái)底吹風(fēng)機(jī)(10)加霧化水量為20 50L/min ；所述[C]、[Si]、[Mn]、[P]和[S]的值為鋼液中該元素的質(zhì)量百分含量。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高強(qiáng)度熱軋盤螺的生產(chǎn)方法，控制好鋼水熔煉成分，鋼水連鑄成(130×130～170×170)mm2方坯，在加熱爐中加熱到1020±10℃后送粗軋機(jī)組和中/預(yù)精軋機(jī)組軋制，坯材通過(guò)第一水箱入精軋機(jī)組的溫度為880±10℃，坯材升溫，精軋機(jī)組的末機(jī)架終軋溫度為980±10℃，螺紋鋼筋出第二水箱的溫度為900±10℃。由吐絲機(jī)出來(lái)后卷成的盤螺送入輥道，輥道上第一段運(yùn)行速度為0.45m/s，以速度0.05m/s遞增，控制好輥道下側(cè)底吹風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量及底吹風(fēng)機(jī)加霧化水量。此生產(chǎn)方法的鋼坯熔煉成分以20MnSi為基礎(chǔ)，硅含量按下限控制，錳含量低于下限控制，不采用鈮、釩、鈦等元素進(jìn)行鋼水微合金化處理，節(jié)約生產(chǎn)成本，獲得力學(xué)性能優(yōu)良的產(chǎn)品，有推廣價(jià)值。
文檔編號(hào)C22C38/04GK102172816SQ20111000963
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者彭文忠, 楊錦華 申請(qǐng)人:冷水江鋼鐵有限責(zé)任公司