[发明专利]带肋钢筋生产方法

说明书

技术领域

本发明属于轧钢领域，涉及钢筋的轧制。

背景技术

随着建筑行业的发展，大规模基础设施和城镇化建设需要大量的建筑钢筋，特别是带肋钢筋，故带肋钢筋的应用量越来越大，在我国，2004年其带肋钢筋消费量已超过7000万吨。在这种情况下，提高钢筋产品的性能和使用效率、降低生产成本，是钢铁工作者所面临的严峻而又艰巨的任务，也是大家所关注的重大课题。

在现有技术中，提高钢筋的性能(提高强度等级)的方法主要包括以下几种：

(1)微合金化，即向钢中添加合金元素，最常用的合金元素主要有V、Nb、Ti等，通过合金元素的固溶强化、析出强化和控制晶粒长大的作用来达到提高强度的目的。其中最为典型的钢种为20MnSiV，该钢种是在20MnSi的基础上添加0.04～0.09％V元素，从而使其强度从335Mpa(II级)提高到4 35Mpa(III级)，但由于V的加入使得钢筋的成本升高。

(2)余热淬火，即采用高温轧制，轧后穿水冷却，自回火，组织为回火马氏体。该方法生产的钢筋强度虽高，但强屈比低，焊接性能差，不能采用焊接工艺连接，更不适用高速线材生产线轧机生产盘条。

(3)晶粒细化，对于通过细化晶粒来提高材料的性能，已经得到普遍的认可，并且被认为是最为经济有效的强韧化手段。获得最终的超细晶组织的方法很多，如在奥氏体再结晶区变形，通过奥氏体反复再结晶细化奥氏体晶粒，然后再通过相变得到细小的铁素体和第二相组织。或者通过应变诱导相变，细化晶粒。澳大利亚专利9419292.9用0.21C-0.99Mn-0.29Si生产出屈服强度500Mpa，抗拉强度505Mpa的板带，但由于屈强比太高，达0.99，因此无法在工业生产中应用，缺乏实用性，且其主要针对板带，对于钢筋的生产，由于其变形条件与板带差别很大，板带在轧制过程中所受的剪切应力非常大，而对于钢筋的生产，所受的是多向应力，局部受力相对较小，因此不易细化铁素体晶粒。

本发明的目的在于在节约资源和现有的生产条件下，能够显著提高带肋钢筋性能的、提高强度等级和使用效率的带肋钢筋生产方法。

基于上述目的，本发明针对设计速度在50m/s以上的高速线材生产线，利用形变诱导铁素体相变机制，生产细晶粒、超细晶粒带肋钢筋，使其获得较高的强度和良好的塑韧性。要实现形变诱导铁素体相变机制，需要满足以下条件：1.能实现临界奥氏体区控轧；2.能实现全流程在线控温轧制。为此，本发明采用了如下技术方案。

本发明所述的带肋钢筋生产方法是在附图1所示的带肋钢筋生产装置上进行连续轧制的方法，该带肋钢筋装置包含上料台、加热炉、粗轧机组、中轧机组、预精轧机组、精轧机组、减定径机组、夹送辊、吐丝机组、斯泰尔摩风冷线、集卷筒和打包机，并通过被轧工件的运行辊道，将上述机组及装备依次连接在一条生产线上。从预精轧机组至吐丝机组，其机组之间均设有穿水冷却装置，且穿水冷却装置上设有自动化闭环温度控制系统，以便控制被轧被轧钢坯的冷却速度。

该生产方法的工艺流程包括加热、粗轧、中轧、预精轧、精轧、减定径、吐丝、冷却、集卷和打包。即经加热之后的钢坯，从加热炉推出后，随即依次进入粗轧机组进行粗轧、中轧机组进行中轧、预精轧机组进行预精轧、精轧机组进行精轧、减定径机组进行减定径、吐丝机组进行最终成型轧制，经斯泰尔摩风冷线空冷后，再进入集卷筒卷曲和打包机打包，连续地完成整个生产过程。

本发明所述的带肋钢筋生产方法，其关键是要在上述工艺过程中，控制各个工艺参数，以便在临界奥氏体区实施控轧和轧后控冷，实现形变诱导铁素体相变，最终达到细化铁素体-珠光体晶粒，既提高带肋钢筋的强度，又保持良好的塑韧性。现将各个工艺过程陈述如下：

(1)钢坯加热

钢坯经上料台进入加热炉中进行加热，加热温度为900～1050℃，在此加热温度下，其奥氏体在较短时间内实现了均匀化，奥氏体晶粒也未粗化，氧化烧损少，节省能源，成本大大降低。传统钢筋生产的加热温度为1000～1200℃，能耗大，奥氏体组织粗大。本发明在钢种的化学成分范围内，降低合金元素含量，使奥氏体均匀化曲线左移，有利于降低加热温度、缩短均热时间，减轻奥氏体粗大化倾向。此外，较低的加热温度，有利于后续温度控制，减轻后续控温压力。

(2)粗轧