[发明专利]高强度精轧螺纹钢筋的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度精轧螺纹钢筋的生产方法，特别适用于轧后在线余热处理工艺一火成材生产高强度钢筋的方法。

背景技术

高强度精轧螺纹钢筋主要应用于高速公路、桥梁、边坡锚固等，主要包括四个强度等级，牌号分别为：PSB785、PSB830、PSB930、PSB1080。目前生产高强度精轧螺纹钢筋的传统工艺为：调质热处理或大方坯二火成材工艺，这两种工艺生产高强度精轧螺纹钢筋工序多，成材率低，生产成本高。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种采用130mm²小方坯一火成材工艺的高强度精轧螺纹钢筋的生产方法，采用该方法可以减少生产工序，降低生产成本，提高性价比。

本发明所采用的技术方案是：采用的钢坯化学成份按重量百分比为：C：0.36-0.46％、Si：1.4-1.8％、Mn：0.7-1.0％、V：0.08-0.15％、P≤0.045％、S≤0.045％、铌+钛＜0.10％、余量为Fe，工艺流程为转炉冶炼，钢包钒微合金化，LF精炼，全保护浇铸，钢坯检查，加热炉加热，控制轧制，轧后控制冷却；连铸过程采用130mm²小方坯全保护浇铸，浇注周期40-60min/炉，中间包钢水目标过热度20-35℃，拉速按照2.0-2.4m/min控制，中间包钢水液面高度600-800mm，二冷比水量按0.8-1.2L/kg钢控制，控制连铸坯缩孔级别≤1.5级；控制轧制开轧温度950-1100℃，精轧入口温度800-950℃；轧后采用两段式或三段式分级控制冷却方式，出一冷段温度控制在700～850℃之间，出二冷段或三冷段上冷床回火温度PSB785控制在600-700℃之间，PSB830控制在570-670℃。

本发明的技术关键主要有以下三点，1、小方坯低倍组织控制；2、解决小方坯高强度与良好延伸塑性之间的矛盾；3、提高钢筋通条性能稳定性。采取的措施是控制连铸坯缩孔≤1.5级；通过V微合金化细化晶粒，以及轧后控制冷却即通过轧后水冷线进行表面淬火，利用心部余热在冷床上进行自回火的在线余热处理工艺，获得合适厚度的表面强化组织即回火组织和心部塑性良好的珠光体+铁素体组织，保证钢筋获得高强度的同时具有良好的延伸塑性；通过轧后二级至三级冷却，并根据设备条件适当采取前强后弱的控冷模式，以及合理控制轧后输送辊道速度与轧制速度的比例，降低钢筋上冷床尾部与头、中部的温差，减少通条性能波动。

采用本发明的有益效果：

(1)首次一火成材采用130mm²连铸方坯生产出PSB785和PSB830高强度精轧螺纹钢筋；

(2)连铸坯缩孔≤1.5级，为一火成材创造了条件；

(3)通过V微合金化+控制轧制细化晶粒，基体组织实际晶粒度达到8.5-10级，对提高屈服强度和延伸率起到显著作用；

(4)通过合理匹配轧制速度和轧后辊道输送速度，控制钢筋通条上冷床回火温差在50℃以内，保证了性能的稳定性；

(5)产品规格为φ25～φ40mm，PSB785性能满足σs≥785MPa，σb≥980MPa，δ5≥7％；PSB830性能满足σs≥830MPa，σb≥1030MPa，δ5≥6％。

具体实施方式

钢水成分C：0.14％、Si：1.52％、Mn：0.76％、V：0.10％、P：0.018％、S：0.01％、Ti：0.01％；采用全保护浇注，结晶器采用电磁搅拌；按6流组织浇注，浇注周期45min/炉；中间包钢水目标过热度30±5℃；拉速按照2.1-2.3m/min控制，平均2.2m/min；中间包钢水液面高度600-700mm；二冷比水量1.0L/kg钢；开轧温度在950-1100℃，精轧机入口温度控制在800-950℃；轧后采用两级控制冷却，一冷后温度控制在700-800℃，出二冷段上冷床回火温度PSB785控制在600-700℃之间，PSB830控制在570-670℃；由于型材厂轧后二冷为水力输送式的，为了保证钢筋顺利上冷床，轧后辊道输送速度比轧制速度要高，导致轧材越靠近尾部穿过轧后二冷的时间越短，上冷床温度越高，强度越低，为了减小钢筋通条性能波动，轧后辊道输送速度在保证上冷床的条件下取下限值，与轧制速度合理匹配。

采用本发明生产的高强度精轧螺纹钢筋力学性能稳定，经北京市黑色冶金产品质量监督检验站检验，强度级别达到了830/1030MPa级，检验结果见下表。