一种细晶粒抗震钢筋生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及炼钢乳制技术领域，尤其涉及一种细晶粒抗震钢筋生产工艺。
【背景技术】
[0002]400兆帕级及以上螺纹钢一般是采用两种工艺路线来生产:一种是加入微合金。加入铌、钒、钛等微合金，主要是沉淀强化和细晶强化，因加入微合金，成本较高，HRB400合金吨钢成本80?100元/吨，HRB500合金成本120?150元/吨。另一种是采用强穿水，主要是乳制后强制穿水，心部为铁素体+珠光体，表面为回火马氏体或者回火索氏体，属于组织强化。
[0003]钢在高温奥氏体区进行乳制，随后在冷却过程中由面心立方结构的奥氏组织状态向体心立方结构的铁素体转变，钢发生体积膨胀，同时释放出相变热，这种相变热释放的温度范围和释放的热量主要受钢的化学成分和冷却速度影响。控制乳制能有效改善低碳钢、低合金钢和微合金钢材的强韧性，控制冷却是通过控制冷却温度和冷却速率来不降低材料韦刃性的肖U提下提尚材料的强度。
[0004]现有的钢筋生产工艺使得钢筋表面的回火组织过厚，塑韧性下降，并且钢筋的屈服强度富裕量较小、不合格率较高，在自然防止一段时间后其屈服强度会下降，更不能满足需求。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种细晶粒抗震钢筋生产工艺，解决目前技术中的钢筋生产工艺使钢筋表面组织强化，塑韧性下降，容易冷弯开裂，屈服强度低不能满足需求的问题。
[0006]为解决以上技术问题，本发明的技术方案是:
[0007]—种细晶粒抗震钢筋生产工艺，包括开乳、粗乳和精乳，并在乳后进行控制冷却，其特征在于，开乳采用低温乳制，开乳温度为950?1050 °C，压辊下压量42?45mm，粗乳为常规乳制，精乳的温度控制在未再结晶区，精乳后采用快速水冷控制相变并抑制铁素体长大，获得细小的铁素体晶粒，得到所期望的金相组织和力学性能。本发明所述细晶粒抗震钢筋生产工艺通过控制钢材在乳制过程中的温度变化和乳后冷却过程的工艺参数，以得到细小均匀的相变组织，从而获得强度、塑性、韧性均好的优良产品，节约合金元素，显著降低生产成本，简化工序，降低能耗，具有显著的经济效益和社会效益。
[0008]进一步的，所述的粗乳的乳制温度为1050?1150°C，压辊下压量50?53mm。
[0009]进一步的，所述的精乳的乳制温度为850?950°C，压辊下压量30?33mm。在未再结晶区乳制不发生再结晶现象，热塑性变形使晶粒细化与拉长，冷却时在这些形变带处铁素体容易形核，相应地提高了形核率。随精乳温度的降低和冷却速率的增加，钢筋控乳控冷的组织晶粒度级别均呈增大的趋势，高冷却速率对组织晶粒度等级的提高更明显，SP晶粒更细。
[0010]进一步的，所述的控制冷却采用多段水冷模式。控制冷却钢材的性能取决于乳制条件和冷却条件，乳材冷却之前的组织状态取决于控制乳制工艺参数，而控制冷却的条件(开冷温度、冷却速度、终冷温度等)对相变前的组织和相变后的相变产物、析出行为、组织状态都有影响。因此为获得理想的控制冷却钢材的性能，就要讲控制乳制和控制冷却很好的结合起来。钢筋的控乳控冷通过控制钢材在乳制过程中的温度变化和乳后冷却过程的工艺参数，以得到细小均匀的相变组织，从而获得强度、塑形、韧性均好的产品。
[0011]进一步的，所述的控制冷却采用2?5段的多段水冷模式，水压1.2?2.0MPa,水量300?600t/h，水冷终止后，空冷至室温。先在强烈的冷却介质中并在很短时间内把表面层过冷到马氏体转变点以下，形成马氏体，立即中断快冷，乳后余热淬火，钢筋乳制后直接进行表层淬火，由其心部传出余热进行自身回火，提高塑性，改善韧性，使钢筋得到良好的会京&十生會泛。
[0012]与现有技术相比，本发明优点在于:
[0013]本发明所述的细晶粒抗震钢筋生产工艺不需要加入微合金，进行控制乳制和控制冷却，稳定生产出HRBF400螺纹钢，屈服强度达到440MPa以上，强屈比达到1.25以上达到抗震要求，强度在时效后无明显降低；提高晶粒细化和强化，强冷控乳与控乳后回复相结合，经济有效的控制温度梯度，在保证控乳温度命中目标的同时，将温度梯度减小到不产生闭合组织的范围内；钢筋横肋上有回火组织，但没有闭合的回火组织，综合经济效益达到50元/吨钢以上。
【具体实施方式】
[0014]下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0015]本发明实施例公开的一种细晶粒抗震钢筋生产工艺不需要加入微合金，降低成本，并有效提高钢筋的结构强度，提高钢筋的屈服强度，强屈比达到抗震要求，并且降低回火组织的生成，避免产生闭合的回火组织，提高钢材的塑韧性，提高拉伸延展性。
[0016]—种细晶粒抗震钢筋生产工艺，包括开乳、粗乳和精乳，并在乳后进行控制冷却，开乳采用低温乳制，开乳温度为950?1050 °C，压辊下压量42?45mm ;粗乳为常规乳制，粗乳的乳制温度为1050?1150°C，压辊下压量50?53mm ;精乳的温度控制在未再结晶区，精乳的乳制温度为850?950°C，压辊下压量30?33mm ;精乳后采用快速水冷控制相变并抑制铁素体长大。
[0017]控制冷却采用2?5段的多段水冷模式，水压1.2?2.0MPa,水量300?600t/h，水冷终止后，空冷至室温。利用控制冷却强化钢筋，利用乳制余热，不需要重新加热，使钢筋具有更高的综合力学性能，节约燃料及热量消耗，缩短生产周期，提高生产率，降低生产高强度钢筋的成本。
[0018]本实施例中采用两段水冷，钢筋离开精乳机在终乳温度下，尽快地进入高效冷却装置，进行快速冷却，其冷却速度大于使表面层达到一定深度淬火马氏体的临界速度，钢筋表满温度低于马氏体开始转变点，发生奥氏体向马氏体相转变，一段水冷结束时，钢筋心部温度很高，处在奥氏体状态，表层为马氏体和残余奥氏体组织，表面马氏体层的深度取决于强烈冷却持续时间。
[0019]钢筋通过快速冷却装置后，在空气中冷却，此时钢筋截面内外温度梯度很大，心部热量向外层扩散，船只表面的淬火层，使已形成的马氏体进行自回火。
[0020]二次冷却是从相变开始到相变借宿温度范围内的冷却控制，控制钢材相变时的冷却速度和停止控冷的温度，以保证钢材快冷后得到所要求的力学性能。钢筋断面上的热量重新分布，温度趋于一致，此时心部由奥氏体转变为铁素体和珠光体或铁素体。索氏体和贝氏体，获得细小的铁素体晶体。
[0021]以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种细晶粒抗震钢筋生产工艺，包括开乳、粗乳和精乳，并在乳后进行控制冷却，其特征在于，开乳采用低温乳制，开乳温度为950?1050 °C，压辊下压量42?45mm，粗乳为常规乳制，精乳的温度控制在未再结晶区，精乳后采用快速水冷控制相变并抑制铁素体长大。2.根据权利要求1所述的细晶粒抗震钢筋生产工艺，其特征在于，所述的粗乳的乳制温度为1050?1150°C，压辊下压量50?53_。3.根据权利要求1所述的细晶粒抗震钢筋生产工艺，其特征在于，所述的精乳的乳制温度为850?950°C，压辊下压量30?33_。4.根据权利要求1所述的细晶粒抗震钢筋生产工艺，其特征在于，所述的控制冷却采用多段水冷模式。5.根据权利要求1所述的细晶粒抗震钢筋生产工艺，其特征在于，所述的控制冷却采用2?5段的多段水冷模式，水压1.2?2.0MPa,水量300?600t/h，水冷终止后，空冷至室温。
【专利摘要】本发明公开一种细晶粒抗震钢筋生产工艺，包括开轧、粗轧和精轧，并在轧后进行控制冷却，其特征在于，开轧采用低温轧制，开轧温度为950～1050℃，压辊下压量42～45mm，粗轧为常规轧制，精轧的温度控制在未再结晶区，精轧后采用快速水冷控制相变并抑制铁素体长大，获得细小的铁素体晶粒，得到所期望的金相组织和力学性能。本发明所述细晶粒抗震钢筋生产工艺通过控制钢材在轧制过程中的温度变化和轧后冷却过程的工艺参数，以得到细小均匀的相变组织，从而获得强度、塑性、韧性均好的优良产品，节约合金元素，显著降低生产成本。
【IPC分类】C21D8/08
【公开号】CN105112628
【申请号】CN201510512755
【发明人】王建均, 彭方明, 林世文, 罗新生, 刘涛
【申请人】四川德胜集团钒钛有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月20日