[发明专利]基于组织等温转变+低温加速冷却的普通棒材轧制+精整一体化系统

说明书

本发明基于组织等温转变+低温加速冷却的普通棒材轧制+精整一体化系统，所述的系统包括：依次设置的加热炉、除磷装置、粗轧机组、第一飞剪、中轧机组、第一控冷水箱+空冷回温冷却、第二飞剪、预精轧机组；其特征在于，在所述的预精轧机组后还依次布置有：间隙喷水冷却水箱、带辊道的等温转变保温炉、强冷加速低温棒材冷却的文氏管水箱、在线定尺飞剪、变频辊道、自动收集打捆。上述本发明实现了基于在线最优等温奥氏体‑铁素体+珠光体相转变的热轧普通棒材生产工艺，起到免去棒材轧线生产中费时最长的冷床冷却工序，最大化减少了短尺量，柔性化了定尺剪切，提高了成材率，显著紧凑了工序过程，降低了综合制造成本。

技术领域

本发明涉及领域为普通棒材轧钢生产线。

背景技术

轧钢长材中的热轧棒材，对普通棒材多指直径在6mm-50mm的400MPa、500MPa、600MPa级建筑钢筋，包括带肋钢筋和光圆钢筋，广泛用于房屋、桥梁、道路等土建工程建设；近年来，普通棒材在国内一般可达2亿吨左右，2017年全国粗钢产量8.317亿吨，占中国总钢产量份额约25%左右，2017年全球粗钢产量为16.912亿吨，世界钢铁总钢产量中‘热轧棒材’产能约达4亿吨，份额约占23%。普棒的质量要求一般以断面几何尺寸公差度，和屈服强度，断裂强度，拉伸强度等指标的力学性能为主。 由于钢种累呗，连铸钢坯规格，以及成品尺寸和性能要求不同，会使得不同品种棒材轧制生产线设备在类型，数量，布置安排，以及加工工艺参数上略有差别，普通棒材加工过程是基于均热+轧制+水箱控冷的热机耦合工艺+精整，使用到的核心工艺主要有热机耦合控制工艺、在线热处理工艺、以及高精度轧制工艺等先进技术，确保轧线上生产出的成品在规格尺寸、小时产量、力学性能等方面都展现出高竞争力。众多的学术研究和生产实践证明，在成分含量保证下，棒材产品最终的微观组织结构种类及尺寸大小，直接决定了力学和其它性能，其取决于轧制生产线全流程的加工工艺制度。

长期以来，我国钢铁行业对普棒螺纹钢棒材的管控较松，市面上充斥大量余热回火生产的“地条钢”，其表层为回火马氏体，次表层为贝氏体，中心为铁素体和珠光体，虽然具有较高屈服和拉伸强度，然而热稳定性差，在建筑物发生火灾、地震等情况时会出现力学性能断崖式降低，安全系数低，为此 2018年11月开始贯标了热轧棒普通棒材螺纹钢生产的新标准要求，其核心在于适当添加微合金化元素，控制好轧件冷却过程，确保轧件组织为铁素体珠光体，但力学性能仍能达到相应标准。微合金化元素的添加增加了制造成本，此外由于标准中更严格的尺寸和重量控制要求，使得各生产企业普遍寻求更有效的降本增效技术。

就三级400MPa钢筋（C：0.18~0.23，Mn：1.2~1.5%，Si：0.2~0.5%）的组织-性能研究表明，在组织为全铁素体和珠光体条件下，尺寸细化到10μm以下时，可不通过添加微合金化元素，实现400级的生产，而目前报道的方法主要是控轧控冷配以添加V元素（一般在0.01%~0.04%），形成尺寸在30μm左右的晶粒实现，同时造成的吨钢成本约增加50元/吨，而这并未将材料潜能充分发挥。螺纹钢生产的核心是基于连续冷却控制组织转变，随后对热态轧件的温度控制放到上冷床温度，接着在步进式冷床上开始缓冷直至室温。由于冷床宽度的限制，需将热态轧件进行倍尺剪切，而且铸坯重量偏差，轧材本身成型过程中切头切尾的不确定性，以及负公差轧制等因素，都会使得定尺时后产生一定短尺，降低了成材率。

因此，进一步紧凑化热轧棒材加工工序，实现最优过冷度和温度组合条件下对材料组织的控制，减少短尺角度，是提升热轧普通棒材产品性能、成材率，降低成本的重要途径。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种基于组织等温转变+低温加速冷却的普通棒材轧制+精整一体化系统，起到免去棒材轧线生产中费时最长的冷床冷却工序，最大化减少了短尺量，柔性化了定尺剪切，提高了成材率，显著紧凑了工序过程，降低了综合制造成本的目的。