专利名称：混凝土用钢筋的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种混凝土用钢筋的生产工艺，具体地讲，本发明涉及一种具有高强 度、低松弛、低屈强比的混凝土用钢筋的生产工艺。
背景技术：
预应力混凝土用钢筋在国外已被广泛应用于高强度预应力混凝土离心管桩、高架 桥墩混凝土管桩、电线杆、铁路轨枕等预应力构件中。国产预应力钢材的应用领域已从铁 路、公路拓展为建筑、水利、能源及岩土锚固等工程领域。预应力混凝土用钢筋一般采用热 处理方法得到，经过热处理强韧化的高强度预应力钢筋、经少许冷拔或冷轧加工后进行调 质处理得到的一种高强度低合金结构钢材。这种钢筋具有强度高，松弛率低等优点。目前， 国内绝大部分预应力混凝土工程施工均采用低松弛预应力钢材，而普通松弛预应力钢材已 趋淘汰。预应力混凝土用钢筋在追求高强度、高韧性的同时，也将屈强比作为一项重要指 标，因为钢的屈强比越低，则意味着高加工硬化指数和高均勻延伸率。若将低屈强比钢筋应 用在建筑上，就可以提高建筑物的抗震性能。而传统的淬火回火热处理工艺所得到的钢筋 的屈强比偏高，可以达到97%，致使抗拉强度与屈服强度的差值较小，安全储备不足，是建 材的危险因素，因而建筑钢材的屈强比问题，已经成为满足预应力混凝土结构安全储备的 重要课题。然而，直到目前为止，现有技术还没有开发出对于具有低松弛、低屈强比的预应力 混凝土用钢筋。经过传统淬火回火处理的钢筋具有低松弛的特点，但是屈强比偏高。而经 过稳定化处理的钢筋虽然具有低松弛的特点，但是往往要进行酸洗而造成环境污染。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种采用低碳钢的淬火以及张力 回火来生产具有高强度、高塑性、低松弛和低屈强比的预应力混凝土用钢筋的方法。所述方 法包括以下步骤对热轧盘条进行除鳞，采用模具拉拔或辊模拉拔成形后矫直，或者不经拉 拔直接进行矫直；用高中频感应加热炉将热轧盘条连续通过加热圈以及冷却水圈，将钢筋 加热到Acl以上以进行奥氏体化；喷水淬火冷却；执行回火处理，并且在回火时对钢筋施加 张力；喷水冷却，得到混凝土用钢筋。根据本发明，淬火温度为750°C _980°C，回火温度为350°C -600°C，执行回火处理 时对钢筋施加的张力值不超过钢筋原有破断力的30% ；优选地，淬火温度为760V -920V, 回火温度为450°C -550°C，执行回火处理时对钢筋施加的张力值为钢筋原有破断力的 1% -10%。根据本发明，所述热轧盘条按重量百分比含有0. 15% _0.5%的(、< 2%的Si、 0. 5% -2. 0%的Mn，其余为!^e和不可避免的杂质。可选地在除鳞之后、矫直之前还包括采 用模具拉拔或辊模拉拔成形的步骤。
根据本发明得到的混凝土用钢筋的抗拉强度Rm彡lOOOMPa，延伸率彡10%，屈强 比σ J ob^0. 9，松弛性能满足初始应力为公称抗拉强度的70%的条件下1000小时的应 力松弛率彡2%。根据本发明得到的混凝土用钢筋的组织结构为回火屈氏体+铁素体、回火索氏体 +铁素体、或者回火马氏体+下贝氏体+铁素体。
图1示出了根据本发明的混凝土用钢筋的生产工艺的流程图。
具体实施例方式以下，将参照附图来详细说明本发明的实施例。根据本发明的混凝土用钢筋的生产工艺采用低碳钢的淬火以及张力回火方法来 生产具有高强度、高塑性、低松弛和低屈强比的预应力混凝土用钢筋。参照图1可知，根据本发明的混凝土用钢筋的生产工艺包括以热轧盘条为原料经 过放线机放线、除鳞机除鳞、采用模具拉拔或辊模拉拔成形或者不经拉拔直接进行矫直、感 应加热、喷水冷却、张力回火加热、喷水冷却以及最后的收盘等步骤。根据本发明的混凝土用钢筋的生产工艺将中低碳钢的热轧盘条经过弯曲除鳞后， 采用模具拉拔或辊模拉拔成形或者不经拉拔直接进行矫直，再经淬火以及张力回火处理， 得到回火屈氏体+铁素体组织、回火索氏体+铁素体组织、或者回火马氏体+下贝氏体+铁 素体组织，从而形成产品。具体地讲，根据本发明的混凝土用钢筋的生产工艺包括以下步骤通过放线机将 热轧盘条放线；进行除鳞；模具拉拔或辊模拉拔成形或者不经拉拔直接进行矫直；用高中 频感应加热炉将热轧盘条连续通过加热圈以及冷却水圈，将钢材加热到Acl以上以进行 奥氏体化；喷水淬火冷却，其中，淬火温度为750°C _980°C，优选地为760 V _920°C，淬火 冷却后盘条剩余温度低于450°C ；连续回火处理，其中，回火温度为350°C -600°C，优选地 为450°C _550°C，并且在回火时对钢材施加一定的张力，且张力值不超过其原有破断力的 30%，优选地张力值为其原有破断力的-10% ；喷水冷却，得到产品。根据本发明的混凝土用钢筋的生产工艺所采用的热轧盘条按重量百分比含有 0. 15-0. 5%的C、彡2%的Si、0. 5-2. 0%的Mn，其余为Fe和不可避免的杂质。下面将结合具体示例来描述本发明。示例 1将30MnSi热轧盘条通过放线机放线后，进行除鳞，模具拉拔成形后进行矫直，用 高中频感应加热炉将热轧盘条连续通过加热圈及冷却水圈，将钢材加热到Acl以上以进 行奥氏体化，喷水淬火冷却后进行连续回火处理，在回火机组上对钢材施加一定的张力，其 中，淬火温度为750°C，回火温度为350°C，张力值为原有破断力的30%，喷水冷却，得到产示例 2将30MnSi热轧盘条通过放线机放线后，进行除鳞，不经拉拔直接进行矫直，用高 中频感应加热炉将热轧盘条连续通过加热圈及冷却水圈，将钢材加热到Acl以上以进行奥氏体化，喷水淬火冷却后进行连续回火处理，在回火机组上对钢材施加一定的张力，其中， 淬火温度为980°C，回火温度为600°C，张力值为原有破断力的1 %，喷水冷却，得到产品。示例 3将30MnSi热轧盘条通过放线机放线后，进行除鳞，模具拉拔成形后矫直，用高中 频感应加热炉将热轧盘条连续通过加热圈及冷却水圈，将钢材加热到Acl以上以进行奥氏 体化，喷水淬火冷却后进行连续回火处理，在回火机组上对钢材施加一定的张力，其中，淬 火温度为810°C，回火温度为480°C，张力值为原有破断力的5%，喷水冷却，得到产品。对比示例1将30MnSi热轧盘条通过放线机放线后，进行除鳞，模具拉拔成形后矫直，用高中 频感应加热炉将热轧盘条连续通过加热圈及冷却水圈，将钢材加热到Acl以上以进行奥氏 体化，喷水淬火冷却后进行连续回火处理，在回火机组上对钢材施加一定的张力，其中，淬 火温度为740°C，回火温度为300°C，张力值为原有破断力的0. 5%，喷水冷却，得到产品。对比示例2将30MnSi热轧盘条通过放线机放线后，进行除鳞，辊模拉拔成形后矫直，用高中 频感应加热炉将热轧盘条连续通过加热圈及冷却水圈，将钢材加热到Acl以上以进行奥氏 体化，喷水淬火冷却后进行连续回火处理，在回火机组上对钢材施加一定的张力，其中，淬 火温度为1020°C，回火温度为620°C，张力值为原有破断强度的35%，喷水冷却，得到产品。对比示例3将30MnSi热轧盘条通过放线机放线后，进行除鳞，不经拉拔直接进行矫直，用高 中频感应加热炉将热轧盘条连续通过加热圈及冷却水圈，将钢材加热到Acl以上以进行奥 氏体化，喷水淬火冷却后进行连续回火处理，其中，淬火温度为990°C，回火温度为300°C， 喷水冷却，形成产品。对比示例4将30MnSi热轧盘条通过放线机放线后，进行除鳞，模具拉拔成形后矫直，用钢材 的稳定化装置进行稳定化处理，钢材在回火机组上完成一定量的张拉变形，采用感应加热 对其进行在线回火，其中，回火温度为380°C，张力值为其原有破断力的40%，穿水冷却，形
成广品。下面的表1示出了根据本发明的示例1-3以及对比示例1-4所得到的产品的力学 性能以及应力松弛性能。
权利要求
1.一种混凝土用钢筋的生产工艺，其特征在于所述工艺包括以下步骤对热轧盘条进行除鳞，然后进行矫直；用高中频感应加热炉将热轧盘条连续通过加热圈以及冷却水圈，将钢筋加热到Acl以 上以进行奥氏体化；喷水淬火冷却；执行回火处理，并且在回火时对钢筋施加张力；喷水冷却，得到混凝土用钢筋。
2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于淬火温度为750°C_980°C，回火温度为 3500C _600°C，执行回火处理时对钢筋施加的张力值不超过钢筋原有破断力的30%。
3.根据权利要求2所述的生产工艺，其特征在于淬火温度为760°C-920°C，回火温度为 4500C _550°C，执行回火处理时对钢筋施加的张力值为钢筋原有破断力的-10%。
4.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于所述热轧盘条按重量百分比含有 0. 15% -0. 5%的C、≤2%的Si、0. 5% -2. 0%的Mn，其余为!^e和不可避免的杂质。
5.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于在除鳞之后、矫直之前还包括采用模 具拉拔或辊模拉拔成形的步骤。
6.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于得到的混凝土用钢筋的抗拉强度 Rm≥lOOOMPa，延伸率≥10%，屈强比σ Q 2/ σ b ≤ 0. 9，松弛性能满足初始应力为公称抗拉 强度的70%的条件下1000小时的应力松弛率≤ 2%。
7.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于得到的混凝土用钢筋的组织结构为回 火屈氏体+铁素体、回火索氏体+铁素体或者回火马氏体+下贝氏体+铁素体。
全文摘要
本发明公开了一种混凝土用钢筋的生产工艺，所述工艺包括以下步骤对热轧盘条进行除鳞，采用模具拉拔或辊模拉拔成形后矫直，或者不经拉拔直接进行矫直；用高中频感应加热炉将热轧盘条连续通过加热圈以及冷却水圈，将钢筋加热到Ac1以上以进行奥氏体化；喷水淬火冷却；执行回火处理，并且在回火时对钢筋施加张力；喷水冷却，得到混凝土用钢筋。
文档编号C21D8/08GK102061370SQ201110034088
公开日2011年5月18日 申请日期2011年1月31日 优先权日2011年1月31日
发明者孙本荣, 杨聚星, 林双平, 范玫光, 邓少奎, 陈巧飞 申请人:中国钢研科技集团有限公司, 新冶高科技集团有限公司