[发明专利]一种提高钢筋强度及其断裂韧性的热轧工艺

说明书

本发明属于炼钢技术领域，涉及一种提高钢筋强度及其断裂韧性的热轧工艺；设计钢坯的组分，然后将钢坯送入加热炉加热；粗轧之前开启高压水除磷；粗轧3～6个道次；再进行精轧，精轧前配有穿水冷却装置，采用KOCKS三辊减定径机组轧制，盘卷冷却，卷取后缓慢冷却；精轧过后的钢筋进行预水冷，冷却表面温度在表面的奥氏体短时间内会发生相变；其余部分快速返红仍保持奥氏体组织；在空冷过程中，首先析出V的析出物，钉扎住奥氏体晶界，阻止晶粒长大，之后到达相变点，从表层到芯部先后进行了奥氏体向铁素体和珠光体的转变，形成高强度的细晶组织，最后收集打捆；本发明工艺能提高钢筋性能和稳定性，使得钢筋的强度级别、韧性级别均大幅度提高。

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，具体涉及一种提高钢筋强度及其断裂韧性的热轧工艺。

背景技术

中国已迈入中高速发展的新常态，钢筋消费的最大市场，在钢材生产和消费总量中，建筑钢筋占有很大比重，随着建筑业的迅速发展，对热轧钢筋性能的要求越来越高；近年来倡导建筑业绿色化发展，为节约钢材，提高建筑结构的安全性，对钢筋的强度和韧性的需求更高。

目前国内生产钢筋的工艺，一般是通过加入大量微量合金元素，比如利用V元素在钢中形成和析出的碳氮化物，起到沉淀析出强化和细化晶粒的作用，从而进一步提高钢的强度；但是通常钢的强度和韧性是一对矛盾体；在提高钢筋强度的同时，往往造成断裂韧性的恶化。

因此，如何控制提高钢铁的强度，同时改善其断裂韧性，是钢材批量生产过程中亟待解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的技术缺陷，提供一种集操作简单、且能提高钢筋强度及其断裂韧性的热轧工艺。

为了实现以上目的，本发明提高钢筋强度及其断裂韧性的热轧工艺，包括以下步骤：

(1)钢坯的各化学成分重量百分比如下，C：0.03～0.15％、Si：0.25～0.45％、Mn：1.4～1.5％、V：0.01～0.05％、Nb：0.015～0.025％、Cr：0.10～0.20％，B：0.001～0.0015％、Ti：0.001～0.005％、S≤0.025％、P≤0.03％，余量是Fe和不可避免的杂质；

(2)将步骤(1)的钢坯送入加热炉，预热段800～900℃，开轧温度为1050～1080℃，均热段炉温为1150～1800℃，总加热时长80～85分钟；

(3)粗轧：粗轧之前开启高压水除磷；在速度为0.8～1.1m/s的轧制条件下粗轧3～6个道次，控制终轧温度为950～960℃，并控制压下率；

(4)精轧：精轧前配有穿水冷却装置，控制进KOCKS的温度，采用KOCKS三辊减定径机组轧制，盘卷冷却，卷取后采用缓慢冷却的方式进行冷却；所述精轧变形量控制为≤30％，

(5)精轧过后的钢筋进行预水冷，冷却表面温度至一定温度，使得在表面的奥氏体短时间内会发生相变；其余部分快速返红至900℃以上，仍保持奥氏体组织；在之后的空冷过程中，首先析出V的析出物，钉扎住奥氏体晶界，阻止晶粒长大，之后到达相变点，从表层到芯部先后进行了奥氏体向铁素体和珠光体的转变，实现钢筋强度及其断裂韧性的提高，最后收集打捆。

优选的，步骤(1)中，所述热压炉采用高效步进梁式加热炉，由工业微机和PLC构成控制系统，能根据设定参数实现自动燃烧。

优选的，步骤(3)中，所述除磷压力为16～18MPa。

优选的，步骤(3)中，所述压下率控制在40％以下；所述粗轧轧制中前2个道次的压延相比后续道次的压延要小。

优选的，步骤(4)中，所述进KOCKS温度为900～920℃；所述的精轧机组的终轧速度为8～10m/s，控制轧制速度，避免速度过快导致轧件表面质量和结构强度出现问题。