[发明专利]一种低成本少红锈高强抗震螺纹钢钢筋生产方法及系统

说明书

本发明公开了一种低成本少红锈高强抗震螺纹钢钢筋生产方法及系统，属于钢铁冶金工业螺纹钢棒材轧制技术领域，本生产方法包括将轧件依次经过粗轧、中轧、精轧切分轧制后，由多段分级的冷却压缩空气实施控冷回复，再送入冷床并收集打捆。本生产方法改变了传统轧制前后快速水冷+空冷回复的冷却方式，而是采用多段分级高压压缩空气+回复冷却方式，实现准确控制冷却速度和冷却路径，利于细化晶粒，且不会造成过冷产生有害的低温贝氏体甚至马氏体组织，冷却后棒材表面无残留水，无氧化铁皮产生，棒材表面质量好。

技术领域

本发明属于钢铁冶金工业螺纹钢棒材轧制技术领域，具体涉及一种低成本少红锈高强抗震螺纹钢钢筋生产方法及系统。

背景技术

随着建筑行业的迅速发展，大规模基础设施和城镇化建设需要大量额建筑钢筋，特别是带肋钢筋，因此带肋钢筋的应用量越来越大，在我国，2018年钢筋产量为20961万吨。2018 年11月1日，GB/T 1499.2-2018钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋实施，其取消了335MPa级钢筋，增加了600MPa级钢筋，对长度允许偏差、弯曲允许偏差适当加严；对重量允许偏好擦进行了适当加严，明确重量偏差不允许复验；降牌号带E的钢筋反向弯曲试验要求作为常规检查项目；增加了金相组织检验的规定等。规定钢筋的金相组织应主要为铁素体和珠光体，基圆上不应出现回火马氏体组织，钢筋宏观金相维氏硬度、微观组织应符合附录 B的规定，若试样宏观金相出现截面基圆外围有明显不同于内部区域衬度的封闭环，则判定为非热轧钢筋，若试样宏观金相出现截面基圆外围有明显不同于内部区域衬度的不封闭环则通过截面维氏硬度进行检验，其中截面维氏硬度差值不大于40HV时为合格，或者热轧钢筋基圆的微观组织在金相显微镜下，放大倍数为500×条件下金相组织应为铁素体+珠光体形貌。

目前，螺纹钢生产主要采用以下三种工艺：

(1)低温大压下细化晶粒及控轧控冷工艺

通过晶粒细化来提高材料的性能，例如可以通过奥氏体反复再结晶细化奥氏体组织，进而通过相变获得细小的显微组织，或者通过应变诱导相变，细化晶粒，使钢筋得到良好的综合性能。专利申请CN101185938A及澳大利亚专利9419292.9均可以通过应变诱导相变获得细晶粒钢，然而专利9419292.9所制造出的产品屈强比太高，缺乏实用性，且多针对于板材。 CN101185938A问题在于坯料加热温度较低，粗轧温度较低，大大增加了设备负荷，降低了轧机、剪机等设备的使用寿命。采用风冷线对钢筋盘卷进行冷却，受设备能力的限制，冷却效率不高。

(2)微合金化及控轧控冷生产工艺

通过向钢中添加微合金元素，如Nb、V、Ti等，通过合金元素的固溶强化、第二相强化及抑制晶粒长大等作用提高强度，例如添加微量的V，通过控制轧制及控制冷却可以使螺纹钢屈服强度提高。但是由于要增加微合金元素，原料成本较高，国内V、Nb等合金元素储量不足，后期要依靠进口；由于加入了合金元素，回炉后，钢水中含有大量合金，二次使用轧制质量不稳定。分离合金技术不成熟，分离成本高。

(3)余热淬火生产工艺

利用钢筋终轧后在奥氏体状态下直接进行表面淬火，随后由心部传出余热进行自回火，以提高强度，改善塑韧性，使钢筋得到良好的综合力学性能。通过这种工艺获得的产品组织一般为回火马氏体+回火索氏体+铁素体+珠光体，虽然产品力学性能较高，但是应力腐蚀开裂倾向较大，强屈比较低，抗震性能较差，焊接性能较差，施工适应性相对较差。

随着新国标的实施，余热淬火生产工艺逐渐被淘汰，同时考虑到螺纹钢生产成本及企业竞争力，采用低温大压下细化晶粒及控轧控冷工艺越来越被各螺纹钢生产厂家所接受，然而采用该生产工艺尽管通过低温大压下轧制控制了晶粒尺寸，提高了螺纹钢强度，可以节省合金添加量，降低企业生产成本，然而，该种工艺需要配合控制冷却工艺，才可达到细化晶粒，提高强韧性目的。