[发明专利]一种高强钢筋冷却路径的控制方法

说明书

一种高强钢筋冷却路径的控制方法，属于热轧钢筋冷却工艺技术领域。冷钢坯规格在150×150～180×180mm²，加热炉气温度应控制在1080～1140℃，保温时间80～100min，开轧温度控制在1050℃～1080℃；用大冷度和小冷速相配合的多组冷却单元冷却，大冷速冷却以水冷为冷却单元，每组大冷速冷却单元长度为3～5m，压力0.4～1.5MPa，小冷速冷却以水雾为冷却单元，每组小冷速冷却单元长度为4～8m，压力0.5～1.0MPa。优点在于，整体细化晶粒，提高微合金利用效率，改善珠光体组织片层间距，在满足新国标国家标准GB/T1499.2‑2018要求的前提下，减少合金含量，降低生产成本。

技术领域

本发明属于热轧钢筋冷却工艺技术领域，特别是提供了一种高强钢筋冷却路径的控制方法。

背景技术

长期以来，我国的棒线材产量占钢铁产品总产量一直处于40％-50％之间。2018年，我国钢材产量达11亿吨，其中钢筋的产量就达2亿吨，占比约18.9％。GB/T 1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》于2018年11月1日正式实施以来，新标准对热轧钢筋的成分-组织-性能提出了更高的要求，主要难点在于热轧后钢筋基圆上不允许出现封闭环状回火马氏体组织，在金相组织中细晶粒组织或快冷造成的不封闭环时，边部与心部的维氏硬度差值≤40HV。

热轧钢筋传统冷却路径主要以大冷速、长时间冷却为主要方式，很难满足新国标对金相组织的严格要求，目前高强热轧钢筋的冷却路径主要以空冷为主，为保证满足国标要求，只能提高合金加入量，产品成本大大增加，严重影响企业利润空间。

发明专利201910804154.9，一种低成本热轧700MPa级热轧高强抗震钢筋及其制备方法，描述的是700MPa钢筋生产全流程，冷却路径采用小冷速的空冷路径。发明专利201811522467.7，一种HRB500E高强度抗震钢筋的生产方法，描述的是500MPa钢筋生产全流程，冷却路径采用大冷速的分段穿水冷却路径。

国内其他专利没有针对高强钢筋不同冷速冷却路径组合冷却方式的详细描述。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强钢筋冷却路径的控制方法，通过大冷速水冷和小冷速水雾冷却两种不同冷却路径相结合的方式，对热轧钢筋进行控制冷却，能避免单一冷却方式的诸多弊端，有效的控制钢筋微观组织形貌，加快心部冷却速度，整体细化晶粒，提高微合金利用效率，改善珠光体组织片层间距，在满足新国标国家标准GB/T1499.2-2018要求的前提下，减少合金含量，降低生产成本。

本发明包含高强钢筋在冷却过程中，按不同冷却速度和冷却时间对钢筋成品组织性能的不同影响进行优化。冷钢坯规格在150×150～180×180mm²，加热炉气温度应控制在1080～1140℃，保温时间80～100min，可有效控制奥氏体晶粒长大，开轧温度控制在1050℃～1080℃。

本发明用大冷度和小冷速相配合的多组冷却单元冷却，大冷速冷却主要以水冷为主要冷却单元，每组大冷速冷却单元长度为3～5m，压力0.4～1.5MPa，小冷速冷却主要以水雾为主要冷却单元，每组小冷速冷却单元长度为4～8m，压力0.5～1.0MPa；

两种冷却单元按照交替的方式进行布置，即“大冷速-小冷速-大冷速……”的交替布置模式，每个“大冷速-小冷速”两个冷却设备为1个冷却周期，重复3～5个冷却周期，最终达到控制目标温度。

大冷速冷却单元冷却速度范围最优应控制在15～25℃/s，迅速降低钢筋表面温度；小冷速冷却单元冷却速度范围最优应控制在5～15℃/s，稳定钢筋表面冷却温度。

轧后总冷却时间2～3s，即钢筋穿过冷却单元时间，上冷床目标温度控制在820～950℃。

必要轧后冷却线长度21～60m，适用于老旧产线设备升级，改造费用小。