hrb400螺紋鋼盤(pán)條控軋控冷工藝研究

hrb400螺紋鋼盤(pán)條控軋控冷工藝研究

螺旋鋼帶帶是用高速線(xiàn)鋸齒機(jī)生產(chǎn)的一種截面鋼筋。交付時(shí)間為帶夾，主要尺寸為小型規(guī)格。HRB400螺紋鋼盤(pán)條強(qiáng)度高、握緊力優(yōu)于HRB235、HRB30光圓鋼筋,深受用戶(hù)歡迎,市場(chǎng)需求量非常大。為降低企業(yè)成本,北營(yíng)公司軋鋼廠通過(guò)對(duì)軋制工藝的研究,采用控軋控冷工藝,降低錳含量,同時(shí)保證螺紋鋼盤(pán)條的強(qiáng)度和韌性,滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求,進(jìn)而降低成本。1工藝流程及加熱爐加熱干燥北營(yíng)軋鋼廠有四條高速線(xiàn)材生產(chǎn)線(xiàn),生產(chǎn)能力350萬(wàn)噸,均可生產(chǎn)高強(qiáng)度螺紋鋼盤(pán)條,現(xiàn)以一高線(xiàn)為主。一高線(xiàn)年產(chǎn)能50萬(wàn)噸,主要設(shè)備及工藝流程如下:連鑄鋼坯(熱裝和冷裝)→推鋼式加熱爐加熱→出鋼機(jī)出爐→出爐輥道運(yùn)輸→粗軋機(jī)組(6架)→1#剪(切頭,事故碎斷)→中軋機(jī)組(4架)→預(yù)精軋機(jī)組(4架)→預(yù)水冷箱→2#飛剪(切頭、事故碎斷)→精軋機(jī)組(10架)→三組水冷箱及均溫段→夾送輥→吐絲機(jī)→延遲型斯太爾摩運(yùn)輸線(xiàn)(下有10臺(tái)風(fēng)機(jī),上有保溫罩)→集卷站集卷→P/F鉤式懸掛運(yùn)輸機(jī)(散卷冷卻)→打包→稱(chēng)重→掛標(biāo)簽→入成。2減少錳處理根據(jù)對(duì)HRB400螺紋鋼盤(pán)條的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),北營(yíng)軋鋼廠參照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求,制定了下述表1的成分設(shè)計(jì)方案。3試驗(yàn)過(guò)程3.1螺紋鋼盤(pán)條提高錳性能的試驗(yàn)國(guó)標(biāo)GB1499.2-2007中要求,HRB400的屈服強(qiáng)度不小于400Mpa,抗拉強(qiáng)度不小于540Mpa,根據(jù)此次螺紋鋼盤(pán)條降錳的試驗(yàn)步驟,批量組織了兩批不同成份的方坯,即高錳和低錳成份的坯料。通過(guò)常規(guī)的軋制方法軋制,高錳成份的螺紋鋼盤(pán)條平均強(qiáng)度為438Mpa,錳平均含量為1.32%。低錳成份的螺紋鋼盤(pán)條平均強(qiáng)度為423Mpa,錳平均含量為1.06%。3.2良好綜合機(jī)械性能的索氏體組織軋后控冷工藝是利用軋后鋼材的余熱給予一定的冷卻速度,控制其相變過(guò)程,不用熱處理,控制冷卻的目的就是要模擬一個(gè)鉛浴淬火過(guò)程,使線(xiàn)材得到具有良好綜合機(jī)械性能的索氏體組織。線(xiàn)材的軋后控制冷卻分為水冷段的強(qiáng)制冷卻和空冷段的相變冷卻兩個(gè)階段?？刂评鋮s工藝由水冷區(qū)和空冷區(qū)構(gòu)成,線(xiàn)材經(jīng)水冷卻至一定的溫度后,進(jìn)行吐絲,使直條線(xiàn)材形成散圈狀分布在風(fēng)冷線(xiàn)上,進(jìn)行風(fēng)冷。本文是通過(guò)常規(guī)工藝軋制后,采用控軋控冷工藝小批量試制了低錳成份的螺紋鋼盤(pán)條,并與原工藝高錳螺紋鋼盤(pán)條進(jìn)行比較。3.2.1加熱條件影響軋后的作用機(jī)理加熱爐的加熱溫度和加熱時(shí)間,可影響鋼坯的組織和性能。而加熱溫度對(duì)組織性能的影響則不是由于對(duì)終軋溫度的影響造成的,而是由于不同的加熱條件引起了軋后線(xiàn)材冷卻過(guò)程中組織轉(zhuǎn)變機(jī)理的變化。根據(jù)HRB400螺紋鋼盤(pán)條的特性,北營(yíng)軋鋼廠在生產(chǎn)實(shí)踐中將加熱爐的溫度控制在1050-1150℃,開(kāi)軋溫度控制在950-980℃。3.3.2ts階段的再結(jié)晶形核精軋是盤(pán)條進(jìn)行塑性變形的最后ChinaNewTechnologiesandProducts階段,在這一階段,奧氏體產(chǎn)生再結(jié)晶過(guò)程,奧氏體再結(jié)晶形核的多少與軋制溫度有關(guān),入精軋溫度越低,再結(jié)晶形核越多,這有利于盤(pán)條最終組織索氏體或珠光體的細(xì)化,從而提高盤(pán)條的韌性和強(qiáng)度。所以,在工藝條件允許的條件下,適當(dāng)降低入精軋溫度,將入精軋溫度設(shè)定在830℃左右。3.3水軋后控集箱及降溫能力(1)精軋前預(yù)水冷水箱1組,長(zhǎng)度8m,恢復(fù)段長(zhǎng)度12m,水箱降溫能力100℃;(2)精軋后控冷水箱3組,每組長(zhǎng)度8m,恢復(fù)段長(zhǎng)度8m,每組水箱降溫能力100℃;(3)斯太爾摩控制冷卻線(xiàn)、10臺(tái)大風(fēng)量風(fēng)機(jī)、保溫罩、風(fēng)門(mén)及佳靈裝置。3.4吐絲溫度對(duì)產(chǎn)品力的影響吐絲溫度是控制相變開(kāi)始溫度的關(guān)鍵控制點(diǎn)。冷卻段數(shù)的數(shù)量直接影響著吐絲溫度的高低,進(jìn)而影響奧氏體的晶粒尺寸。軋件在出精軋后,由奧氏體向其它相轉(zhuǎn)變前,奧氏體會(huì)進(jìn)行回復(fù)、再結(jié)晶以及晶粒長(zhǎng)大過(guò)程,且這一過(guò)程與溫度和時(shí)間有直接關(guān)系。控制吐絲溫度也就是控制這一過(guò)程的溫度,溫度越高,時(shí)間越長(zhǎng),奧氏體晶粒也就越大。因此,吐絲溫度也就影響著盤(pán)條發(fā)生相變前的奧氏體晶粒的大小。為確定合適的吐絲溫度,我們做了大量試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明:隨著吐絲溫度的升高,強(qiáng)度指標(biāo)上升;吐絲溫度下降,塑性指標(biāo)上升;根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,我們選擇了810℃-850℃的吐絲溫度。3.5輥道間距對(duì)冷卻的影響冷卻速度的控制主要是控制冷卻風(fēng)機(jī)和輥道速度。而輥道速度則決定于線(xiàn)還間距、直徑和軋件的速度。這里我們主要控制線(xiàn)還的間距,而線(xiàn)環(huán)間距與盤(pán)條的直徑有關(guān),而這個(gè)間距的距離則決定冷卻的效果。經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐證明,在快速冷卻時(shí),冷卻輥道的速度使相鄰盤(pán)條環(huán)間距大于40mm時(shí),可獲得細(xì)珠光體所需要的冷卻速度。而當(dāng)環(huán)間距為40mm時(shí),相鄰兩條盤(pán)條的熱量互相影響很小,冷卻速度主要由風(fēng)機(jī)的風(fēng)量控制。40mm的間距值是標(biāo)準(zhǔn)型冷卻工藝參數(shù)—輥道速度的控制界限值。此外,各段的輥道速度應(yīng)逐漸增加,使盤(pán)條的搭接點(diǎn)錯(cuò)開(kāi),消除熱點(diǎn)影響,提高同圈強(qiáng)度的均勻性。防止在較低冷卻速度下產(chǎn)生先共析Fe3C,不利于拉拔。冷卻過(guò)程控制參數(shù)如表2所示。4mn含量及提升此次采用控軋控冷工藝批量軋制了300噸Ф8mm、HRB400螺紋鋼盤(pán)圓,平均屈服強(qiáng)度為472Mpa,平均Mn含量為1.08%,具體成份及性能如表3、表4所示。根據(jù)此次軋制的數(shù)據(jù)分析,目前軋鋼廠一高線(xiàn)降Mn最低可以達(dá)到1.05左右%,相比原成份1.35%,降低了0.30%。屈服強(qiáng)度平均值474Mpa,抗拉強(qiáng)度平均值646Mpa,屈服強(qiáng)度比常規(guī)軋制成份提高了36Mpa,尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)要求,并且達(dá)到了抗震級(jí)別要求。5水冷箱+反軋筒根據(jù)現(xiàn)有工藝及設(shè)備,為保證控制軋制溫度和冷卻工藝,本次軋制共采取了以下措施:(1)中軋11#出口加冷卻水管,使用前后鋼表面溫度相差20℃(2)更換1-4#水冷箱加強(qiáng)冷卻能力。(3)精軋奇架次增加冷卻水路,采用末端壓力1.0MPa:使用前后精軋出口成品表面可減少軋制溫升20-30℃,吐絲溫度降低10-15℃。(4)盤(pán)圓出口空過(guò)導(dǎo)槽改為水冷導(dǎo)槽。(5)增加1#風(fēng)機(jī)風(fēng)量。6提高了材料的質(zhì)量和質(zhì)量,有利于企業(yè)