大规格高强度钢筋生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及钢筋混凝土用钢材的技术领域。目前企业所生产钢筋的最大规格为４０ｍｍ，仅满足ＨＲＢ３３５、ＨＲＢ４００的性能要求，不能达到如英标４６０Ｂ钢筋的要求。为此通过对在线低温轧制ＬＴＲ水箱改进，发明专利技术提出了Φ５０ｍｍ高强度螺纹钢筋产品及生产工艺。主要成分为（按％重量计）Ｃ＝０．１７－０．２４％，Ｓｉ＝０．４０－０．６０％，Ｍｎ＝１．２０－１．５５％，Ｖ＝０．０８－０．１２％，Ｓ≤０．０４５％，Ｐ≤０．０４５％，及平衡量的Ｆｅ，碳当量（Ｃｅｑ）＝０．４７－０．５１％，钢筋直径５０．０ｍｍ，内径为４９．０±０．３ｍｍ。其生产工艺采用钢坯加热→粗轧→中轧→控制冷却→自然冷却→定尺→检验→入库的生产工艺路线。在加热工序采用预热、加热、均热三段加热方式；在粗轧采用６架微张力轧制；在中轧采用４架微张力轧制；在控制冷却工序，通过两个ＬＴＲ水箱进行控制冷却；在自然冷却工序，采用冷床自然冷却方式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢筋混凝土用钢材的
，特别是钢筋混凝土构件中所 使用的大规格、高强度钢筋及生产工艺

技术介绍
钢筋混凝土用带肋钢筋是国内外建筑工程的基础材料，也是全世界普遍 生产和使用的一种钢铁产品。随着高层、大跨度、抗震、耐低温、耐火建筑 结构的出现，使钢筋朝着大直径、高强度、高韧性及良好的焊接性等方向发 展。国际市场对大规格高强度螺纹钢筋的需求量日益增加。目前我国大部分钢铁企业所生产钢筋的最大规格为40mm，采用的方法是 用20MnSi添加V、 V-N、 Nb、 Ti微合金化和热轧工艺来实现，产品性能仅满 足服B335、 HRB400的性能要求，不能达到如英标460B钢筋屈服强度460MPa 高强度的要求。即使意大利达涅利(DANIELI)公司第5代新型二辊短应力线轧机，低 温控制轧制(LTR)和淬火、自回火处理(QTB)穿水冷却工艺，即轧后余热 处理技术，最大设计规格为040rnrn，也不能满足050mm螺纹钢筋的生产。 如果要生产050皿螺纹钢筋，就必须对低温控制轧制(LTR)水箱的整体进 行重新设计、制做。针对这一情况，为最大程度地降低生产成本，节省设备改造费用，縮短 研制周期，通过对在线低温轧制(LTR)水箱改进，采用20MnSi加V微合金 化与轧后控制冷却工艺相结合，提出了 O50mm高强度螺纹钢筋产品及生产 工艺。
技术实现思路
本专利技术的大规格高强度钢筋及生产工艺，主要靠如下手段实现。 本专利技术的大规格高强度钢筋，主要成分为(按重量百分比计)C=0. 17-0. 24%， Si=0. 40-0. 60%， Mn=l. 20-1. 55%, V=0. 08-0. 12%， S《0. 045%, P《0.045%,及平衡量的Fe，碳当量(Ceq) =C+Mn/6+ (Cr+Mo+V ) /5+(Ni+Cu)/15二0. 47-0. 51%，钢筋直径50. 0誦，内径为49. 0±0. 3誦。专利技术的大规格高强度钢筋生产工艺，采用钢坯加热一粗轧一中轧一LTR 控制冷却一自然冷却一定尺一检验一入库的生产工艺路线。在加热工序，将 连铸方坯采用预热、加热、均热三段加热方式，其中预热段温度为 700°C-900°C，加热段温度为1030°C-1180°C，均热段温度为1070°C-1170°C ， 加热总时间为80-120分钟，开轧温度为1000°C-1080°C;在粗轧工序采用6 架微张力轧制；在中轧工序采用4架微张力轧制；在控制冷却工序，通过两 个LTR水箱进行控制冷却，返红温度为650°C-750°C;在自然冷却工序，采 用冷床自然冷却方式。上述大规格高强度钢筋的生产工艺路线，在加热工序，采用侧进侧出 的蓄热式步进梁加热炉，使钢坯温差<50"。在粗轧工序，使用0>650mm4 架、O550 mm 2架，共6架，第6架出口红坯尺寸为78.4 ramX76 mm,辊 缝值12. 4 mm。在中轧工序，使用O550 mm 2架、O430腿2架，共4架， 成品架次红坯尺寸为50.7腿X50.7 mm,辊缝值4.5 mm，终轧速度为 2.9-3. 19m/s。在LTR控制冷却工序，冷却水出口压力控制在0. 6_0. 8MPa， 冷却器开启总数为8-12个，冷却水总流量为380-480 m3/h，返红温度为 650-750°C。根据大规格高强度钢筋产品使用的要求和特点以及LTR控冷装备的特 性，优化设计钢筋化学成分，采用改进的LTR控制冷却工艺，使钢筋的表层 到心部发生不同的相变，得到不同的金相组织，表面层强度高，而心部具有良好的塑、韧性。钢筋屈服强度l》490 MPa、抗拉强度&》620 MPa、 强屈比》1.22、伸长率A > 19%均优于英国标准，并且性能均匀稳定。附图说明下面结合附图说明。图1是本专利技术设计的大规格高强度钢筋生产工艺流程示意图。在附图中，在加热工序中包括预热一加热一均热；在控制冷却工序中包括ltt LTR水箱控制冷却一2tt LTR水箱控制冷却。具体实施例方式下面结合附图详细说明。如附图1所示，本专利技术的生产工艺路线为 钢坯加热一粗轧一中轧一LTR控制冷却一自然冷却一定尺一检验一入库。在 钢坯加热工序中包括预热、加热和均热，在控制冷却工序中包括ltt LTR水 箱控制冷却和2ft LTR水箱控制冷却。具体的技术措施包括一是化学成分的优选和设定。根据直径50mm的大规格、屈服强度大于460船a的高强度钢筋产品使用的 要求和特点以及目前具备的棒材生产线装备的特性，特别是其中的LTR控冷 装备的特性，优化设计钢筋化学成分如表l，原料采用150X150X12000mm连铸方坯。表1 大规格高强度螺纹钢筋化学成分 单位《)<table>table see original document page 5</column></row><table>二是生产工艺路线。在连铸方坯加热工序，将方坯进行三段加热处理，其中预热段温度为700°C-90(TC，加热段温度为103(TC-1180。C，均热段温度为1070°C-1170°C ， 加热总时间为85-95分钟，开轧温度为翻。C-画。C。在轧制工序，分为粗轧和中轧工艺。粗轧工艺，粗轧机组采用微张力轧 制，第6架出口红坯尺寸为78.4 mmX76 mm，辊缝值12. 4 ■。中轧工艺，中轧机组共8架，使用第7、 8、 11、 12架4架轧机，釆用微张力轧制。第 12架成品架次红坯尺寸为50.7 mraX50. 7 mm，辊缝值4. 5 mm。终轧速度为 3. 15-3. 19m/s。在LTR控制冷却工序，通过两个LTR水箱进行控制冷却，相关参数为 冷却水出口压力控制在0.6-0.7MPa，冷却器开启总数为12个，冷却水总流 量为400-450 m7h，返红温度为670-720°C 。在自然冷却工序，采用冷床自然冷却方式。在定尺、检验、入库工序中，按照标准规定的要求进行定尺、检验、入 库，完成该产品的生产流程。按照本专利技术的工艺路线生产出的大规格高强度螺纹钢筋，经国内外客户 试用，在大幅度提高钢筋强度的同时保持钢筋具有良好的韧性，具体如下。(1) 整炉化学成分C、 Si、 Mn控制范围较窄，不同炉次或相邻炉次波 动小，C波动范围0.03。/。； Si、 Mn波动范围按0.06。/o的目标进行控制。(2) 各项力学性能指标均匀稳定，屈服强度控制在490-540MPa，伸长 率控制在19. 0-23. 0%之间，强屈比控制在1. 22-1. 28。(3) 使用本专利技术设计的工艺，其各项综合性能指标均优于国标GB/T 1499.2-2007服B400钢种及英标BS4449:1997 460B钢种的性能要求。具体 如下表项 目国标服B400英标460B实测性能屈服强度MPa400460》490抗拉强度MPa540一一伸长率(Lo=5d) %1614》19强屈比—1.08》1,2权利要求1、大规格高强度钢筋，主要成分为(按％重量计)C＝0.17-0.24％，Si＝0.40-0.60％，Mn＝1.20-1.55％，V＝0.08-0.12％，S≤0.045％，P≤0.045％，及本文档来自技高网...

【技术保护点】
大规格高强度钢筋，主要成分为（按％重量计）Ｃ＝０．１７－０．２４％，Ｓｉ＝０．４０－０．６０％，Ｍｎ＝１．２０－１．５５％，Ｖ＝０．０８－０．１２％，Ｓ≤０．０４５％，Ｐ≤０．０４５％，及平衡量的Ｆｅ，碳当量（Ｃｅｑ）＝０．４７－０．５１％，钢筋直径５０．０ｍｍ，内径为４９．０±０．３ｍｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾小平，董天真，梁云科，
申请(专利权)人：天津钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]