[发明专利]热轧带肋钢筋降成本分段控冷方法

说明书

本发明公开一种热轧带肋钢筋降成本分段控冷方法，涉及轧钢领域，它包括将钢坯加热至1140±30℃，经粗轧机组‑中轧机组‑预精轧机组‑精轧机组这四机组平立交替轧制；在粗轧机组、中轧机组、预精轧机组的轧制温度为1020±30℃，预精轧机组与精轧机组之间布有预水冷装置，精轧机组之后设有水冷装置；预精轧机组出来的轧件通过预水冷装置控温后进入精轧机组轧制，之后经过水冷装置进行控温；将轧制终止温度控制在850±10℃，之后轧件进入大冷床冷却。本发明可以解决现有技术轧件的轧制温度高，晶粒细化程度低，钢材的生产坯料成高及轧后在钢筋表面形成回火组织不符合国家标准以及轧制过程中需要飞剪切头降低成材率的问题。

技术领域

本发明涉及轧钢技术领域，尤其是一种在两相区采用分级控冷对带肋钢筋进行轧制的方法。

背景技术

热轧带肋钢筋作为我国建筑的主要结构形式，广泛用于国防重点工程、地震带结构建筑和高层建筑中,因此螺纹钢在将来很长的时间内都将保持较高的需求量和产量。而热轧带肋钢筋的力学性能和金相组织与钢材化学成分及轧制方法密切相关。由如图1所示的奥氏体冷却相区图知，钢坯在加热炉加热过程，通常是加热到奥氏体区（奥氏体易变形、且塑性和韧性较好），当钢材进行冷却时，会经过三个相区：（1）奥氏体区—包括奥氏再体结晶区和奥氏体未再结晶区；（2）两相区（奥氏体+铁素体）；（3）铁素体、珠光体区。钢材在不同的相区轧制时，其晶粒细化程度：铁素体、珠光体区两相区奥氏体未再结晶区奥氏体再结晶区。而晶粒细化不仅可以提高钢材的强度，也可以提高钢材的塑性和韧性。也就是说在合适的相区采用适宜的轧制技术可将相同成分钢材的晶粒细化程度提高，从而增加钢材的强度、塑性和韧性；通过细晶强化可替代部分添加钢材的合金元素和微量元素所产生的析出沉淀强化。如化学成分和相同尺寸规格的钢材，可以有效的降低钢坯中Nb的含量（在钢坯中添加Nb主要是起到析出沉淀强化，提高钢材的强度）。然而在传统的轧制过程中，轧制线工艺流程如图2所示，钢坯在加热炉加热温度为1020±20℃，采用的是轧后控冷装置，轧件的轧制温度高（通常轧件是在奥氏体未再结晶区轧制），即钢材一直处于1020℃左右进行轧制，冷却至室温时钢材的晶粒细化程度低（晶粒度/级为9.5），为保证相同尺寸规格的钢材的力学性能符合国家标准，则轧制前的原钢材需要在钢坯中添加较多的Nb元素（Nb含量可达0.025%），导致钢材的生产坯料成本较高。另一方面，采用轧后控冷技术容易在钢筋表面形成一圈回火组织，在螺纹钢新国标中（GB-T 1499.2-2018钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋），明确规定螺纹钢表面不能有回火组织。如对表1规格为16mm牌号为HRB400E的钢材采用传统工艺轧制后金相组织如表2和图3所示。从表2和图3中可以看出，采用传统工艺轧制，螺纹钢通过轧后控冷装置控温以后，螺纹钢的表层温度较低，芯部温度仍较高，在有效时间内表层组织无法通过芯部组织进行热传递使表层温度得到充分恢复，导致表层组织形成回火组织T（回火索氏体）；螺纹钢的表层金相组织出现回火组织，表层组织F+P+T(铁素体+珠光体+回火索氏体)，四分之一和中心的组织均为F+P(铁素体+珠光体)，不符合螺纹钢新国标中（GB-T 1499.2-2018钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋）螺纹钢的金相要求。为改进上述问题，有些企业采用将精轧段轧制温度控制在两相区，即轧制温度控制在750℃-850℃，但又存在如下问题：由于轧件的温度低（温度越低，变形抗力越大），在轧件头部咬入轧机轧辊时，对轧辊的冲击力度越大，越容易造成轧辊的损坏，增加了生产成本。此时需要件在头部通过预水冷装置1米后进行水冷，设置长度为1米“头部不冷段”(温度大约为950℃),降低轧件对轧辊的冲击力度，而“头部不冷段”冷却至室温后，则其力学性能不符合国家标准，则需要将1米的“头部不冷段”进行剪废，即飞剪切头，这样又降低了成材率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种热轧带肋钢筋降成本分段控冷方法，它可以解决现有的轧件的轧制温度高，晶粒细化程度低，为保证钢材的力学性能，需要添加较多的合金元素和微量元素；导致钢材的生产坯料成本较高以及轧后控冷容易在钢筋表面形成一圈回火组织不符合国家热轧带肋钢筋标准以及轧制过程中需要飞剪切头降低成材率的问题。