[發明專利]熱軋帶肋鋼筋降成本分段控冷方法

在審

• 申請號: 202111031134.6
• 申請日: 2021-09-03
• 公開（公告）號: CN113814281A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 金粱;黃開樂;李順奎;蔡偉;姚賽峰;許金全
• 申請（專利權）人: 廣西鋼鐵集團有限公司;廣西柳州鋼鐵集團有限公司
• 主分類號: B21B45/02
• 分類號: B21B45/02;B21B37/74;B21B1/16
• 代理公司: 柳州市集智專利商標事務所 45102
• 代理人: 韋平忠

本發明公開一種熱軋帶肋鋼筋降成本分段控冷方法，涉及軋鋼領域，它包括將鋼坯加熱至1140±30℃，經粗軋機組?中軋機組?預精軋機組?精軋機組這四機組平立交替軋制；在粗軋機組、中軋機組、預精軋機組的軋制溫度為1020±30℃，預精軋機組與精軋機組之間布有預水冷裝置，精軋機組之后設有水冷裝置；預精軋機組出來的軋件通過預水冷裝置控溫后進入精軋機組軋制，之后經過水冷裝置進行控溫；將軋制終止溫度控制在850±10℃，之后軋件進入大冷床冷卻。本發明可以解決現有技術軋件的軋制溫度高，晶粒細化程度低，鋼材的生產坯料成高及軋后在鋼筋表面形成回火組織不符合國家標準以及軋制過程中需要飛剪切頭降低成材率的問題。

技術領域

本發明涉及軋鋼技術領域，尤其是一種在兩相區采用分級控冷對帶肋鋼筋進行軋制的方法。

背景技術

熱軋帶肋鋼筋作為我國建筑的主要結構形式，廣泛用于國防重點工程、地震帶結構建筑和高層建筑中,因此螺紋鋼在將來很長的時間內都將保持較高的需求量和產量。而熱軋帶肋鋼筋的力學性能和金相組織與鋼材化學成分及軋制方法密切相關。由如圖1所示的奧氏體冷卻相區圖知，鋼坯在加熱爐加熱過程，通常是加熱到奧氏體區（奧氏體易變形、且塑性和韌性較好），當鋼材進行冷卻時，會經過三個相區：（1）奧氏體區—包括奧氏再體結晶區和奧氏體未再結晶區；（2）兩相區（奧氏體+鐵素體）；（3）鐵素體、珠光體區。鋼材在不同的相區軋制時，其晶粒細化程度：鐵素體、珠光體區兩相區奧氏體未再結晶區奧氏體再結晶區。而晶粒細化不僅可以提高鋼材的強度，也可以提高鋼材的塑性和韌性。也就是說在合適的相區采用適宜的軋制技術可將相同成分鋼材的晶粒細化程度提高，從而增加鋼材的強度、塑性和韌性；通過細晶強化可替代部分添加鋼材的合金元素和微量元素所產生的析出沉淀強化。如化學成分和相同尺寸規格的鋼材，可以有效的降低鋼坯中Nb的含量（在鋼坯中添加Nb主要是起到析出沉淀強化，提高鋼材的強度）。然而在傳統的軋制過程中，軋制線工藝流程如圖2所示，鋼坯在加熱爐加熱溫度為1020±20℃，采用的是軋后控冷裝置，軋件的軋制溫度高（通常軋件是在奧氏體未再結晶區軋制），即鋼材一直處于1020℃左右進行軋制，冷卻至室溫時鋼材的晶粒細化程度低（晶粒度/級為9.5），為保證相同尺寸規格的鋼材的力學性能符合國家標準，則軋制前的原鋼材需要在鋼坯中添加較多的Nb元素（Nb含量可達0.025%），導致鋼材的生產坯料成本較高。另一方面，采用軋后控冷技術容易在鋼筋表面形成一圈回火組織，在螺紋鋼新國標中（GB-T 1499.2-2018鋼筋混凝土用鋼第2部分：熱軋帶肋鋼筋），明確規定螺紋鋼表面不能有回火組織。如對表1規格為16mm牌號為HRB400E的鋼材采用傳統工藝軋制后金相組織如表2和圖3所示。從表2和圖3中可以看出，采用傳統工藝軋制，螺紋鋼通過軋后控冷裝置控溫以后，螺紋鋼的表層溫度較低，芯部溫度仍較高，在有效時間內表層組織無法通過芯部組織進行熱傳遞使表層溫度得到充分恢復，導致表層組織形成回火組織T（回火索氏體）；螺紋鋼的表層金相組織出現回火組織，表層組織F+P+T(鐵素體+珠光體+回火索氏體)，四分之一和中心的組織均為F+P(鐵素體+珠光體)，不符合螺紋鋼新國標中（GB-T 1499.2-2018鋼筋混凝土用鋼第2部分：熱軋帶肋鋼筋）螺紋鋼的金相要求。為改進上述問題，有些企業采用將精軋段軋制溫度控制在兩相區，即軋制溫度控制在750℃-850℃，但又存在如下問題：由于軋件的溫度低（溫度越低，變形抗力越大），在軋件頭部咬入軋機軋輥時，對軋輥的沖擊力度越大，越容易造成軋輥的損壞，增加了生產成本。此時需要件在頭部通過預水冷裝置1米后進行水冷，設置長度為1米“頭部不冷段”(溫度大約為950℃),降低軋件對軋輥的沖擊力度，而“頭部不冷段”冷卻至室溫后，則其力學性能不符合國家標準，則需要將1米的“頭部不冷段”進行剪廢，即飛剪切頭，這樣又降低了成材率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種熱軋帶肋鋼筋降成本分段控冷方法，它可以解決現有的軋件的軋制溫度高，晶粒細化程度低，為保證鋼材的力學性能，需要添加較多的合金元素和微量元素；導致鋼材的生產坯料成本較高以及軋后控冷容易在鋼筋表面形成一圈回火組織不符合國家熱軋帶肋鋼筋標準以及軋制過程中需要飛剪切頭降低成材率的問題。