切分軋制生產細晶粒高強鋼筋的工藝布置及工藝方法

2023-07-14 00:50:16

切分軋制生產細晶粒高強鋼筋的工藝布置及工藝方法
【專利摘要】本發明公開了一種切分軋制生產細晶粒高強鋼筋的工藝布置，包括依次沿軋制方向布置的切分軋制機組，控溫水冷裝置Ⅰ、終成型軋制機組及控溫水冷裝置Ⅱ，工藝布置簡單緊湊，可將切分軋制工藝與細晶粒強化技術有效結合；本發明還公開了一種切分軋制生產細晶粒高強鋼筋的工藝方法，即高溫時切分軋制，切分後的軋件經控制冷卻後再進入終成型軋制，該工藝既保證了切分軋制時的高溫要求，又使成品道次的軋制實現低溫大壓下，從而實現高效生產鋼筋的同時，提高了鋼筋的綜合機械性能，降低了生產成本，創造較好的經濟及社會效益，應用前景廣闊。
【專利說明】切分軋制生產細晶粒高強鋼筋的工藝布置及工藝方法【技術領域】
[0001]本發明屬於軋制線材或類似的小截面材料領域，具體涉及一種利用切分軋制生產細晶粒高強鋼筋的工藝布置及工藝方法。
【背景技術】
[0002]隨著建築行業高速發展，市場對鋼筋產品、特別是高強度鋼筋需求日益增加。高強度鋼筋的推廣和使用實現了鋼材的減量化，緩解了原材料的生產、加工、運輸，減少了各種能源的消耗，減少了鋼鐵工業對環境的汙染，得到各方面高度重視。
[0003]鋼筋生產中，為提高生產效率、降低生產能耗和成本，中小規格鋼筋通常採用切分軋制方式，即在軋機上利用特殊的軋輥孔型或其它的切分裝置將原來的一根坯料沿縱向剖分成數根單根軋件，進而軋制多根鋼筋的軋制工藝。採用切分軋制工藝時，為保證切分孔槽和切分導衛的穩定運行，降低事故率和減少切分磨損，軋件的切分溫度要通常要控制在900°C以上。
[0004]生產高強鋼筋主要有3種工藝技術，即餘熱淬火技術、微合金化技術和細晶強化技術:
[0005](1)採用餘熱淬火技術的鋼筋成本低，但存在焊接性差、脆韌轉變溫度高等問題，在中國國內已禁止生產；
[0006](2)採用微合金化技術的鋼筋雖具有性能穩定、強度波動範圍小、應變時效敏感性低、焊接性優良等特點，但其存在合金元素消耗大，生產成本高的缺點，給社會資源和企業發展帶來不利影響，限制了其進一步發展；
[0007](3)採用細晶強化技術生產鋼筋，是將鋼筋變形溫度控制在A3相變點溫度附近(750°C~850°C )，通過施加一定的變形量，達到細化晶粒的目的，然後通過快冷，抑制晶粒長大，從而使鋼筋獲得很高的強度和韌性，由於採用該技術可不添加或僅添加少量微合金元素進行生產，在提高鋼筋性能的同時降低了生產成本低，故得到快速發展。
[0008]由於採用切分軋制方式需將軋制溫度控制在900°C以上，而採用細晶強化技術需將軋制溫度控制在750°C~850°C之間，因此，現有棒材生產線在工藝設備布置及工藝方法上，無法滿足切分軋制工藝和細晶強化技術同時實施的要求。
[0009]如何在鋼筋生產中，融合切分軋制工藝和細晶強化技術，獲得以細晶粒鐵素體和珠光體為基體的低成本、高性能的高強鋼筋，同時保證生產線產量要求,成為各大鋼企的亟待解決的問題。

【發明內容】

[0010]有鑑於此，本發明的目的在於提供一種可同時採用切分軋制工藝和細晶強化技術生產細晶粒高強鋼筋的工藝布置及工藝方法。
[0011]為達到上述目的，本發明提供一種切分軋制生產細晶粒高強鋼筋的工藝布置，包括沿軋制中心線布置的軋制機組及冷卻裝置，所述軋制機組分為切分軋制機組與終成型軋制機組兩部分，所述冷卻裝置包括設置在切分軋制機組出口端的控溫水冷裝置I與設置在終成型軋制機組出口端的控溫水冷裝置II。
[0012]進一步，所述控溫水冷裝置I及控溫水冷裝置II上並排設有多個軋件冷卻輸送通道。
[0013]進一步，所述切分軋制機組與終成型軋制機組均由2?10架高剛度軋機按軋制方向排列而成。
[0014]進一步，所述切分軋制機組與終成型軋制機組的入口端處設有飛剪。
[0015]一種切分軋制生產細晶粒高強鋼筋的工藝方法，包括以下步驟:
[0016](I)將溫度控制在900°C?1050°C之間單根軋件送入切分軋制機組中，通過切分軋制機組將單根軋件並排軋製成2?6根；
[0017](2)軋制後的各根軋件對應輸送入控溫水冷裝置I上的各冷卻輸送通道內，調節冷卻溫度，將冷卻後的軋件溫度控制在730°C?900°C ；
[0018](3)終成型軋制機組對冷卻後的軋件最終斷面尺寸的軋制；
[0019](4)再軋制後的各根軋件對應輸送入控溫水冷裝置II上的各冷卻輸送通道內，調節冷卻溫度，將冷卻後的軋件溫度控制在400°C?750°C。
[0020]進一步，步驟(3)中的終成型軋制為大壓下量軋制，各根軋件在終成型軋制機組中的總縮面率不小於25%。
[0021]進一步，在軋件進入切分軋制機組及終成型軋制機組前可根據要求，進行切頭或切尾。
[0022]本發明的有益效果在於:整體布置簡單緊湊，結合了切分軋制工藝與細晶強化技術的優勢，消除了兩者間實施溫度的矛盾，高溫時切分軋制，通過大壓下量軋制及降溫冷卻相結合的方式實現軋件的細晶強化，既不破壞高溫對切分軋制過程的有利影響，又可迫使軋制後的軋件在溫度及大變形積累下發生相變，在提高生產效率、降低生產成本的同時提高了軋件的強度及韌性，增強了切分軋制鋼筋產品的競爭力，應用前景廣闊。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]為了使本發明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發明提供如下附圖進行說明:
[0024]圖1為本發明的工藝布置示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面將結合附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述。
[0026]如圖所示，本實施例所述的切分軋制生產高強鋼筋的工藝布置，包括切分軋制機組2，對切分後軋件進行細晶強化的控溫水冷裝置I 3、終成型軋制機組4及控溫水冷裝置II 5，所述切分軋制機組2、控溫水冷裝置I 3、終成型軋制機組4及控溫水冷裝置II 5依次設置在軋制中心線上；上遊設備I輸送過來的單根軋件進入切分軋制機組2中，切分軋制機組2將單根軋件切分軋製成多根軋件，各軋件並排進入控溫水冷裝置I 3中進行冷卻，將軋件溫度冷卻至相變溫度附近，冷卻後的軋件進入終成型軋制機組4內進行大壓下量軋制，經過終成型軋制的軋件再進入控溫水冷裝置II 5中進行冷卻，實現相變後快冷，達到抑制晶粒長大的目的，最終，軋件從控溫水冷裝置II 5中輸出，送入下遊設備6進行精整收集。
[0027]在本實施例中，所述控溫水冷裝置I 3及控溫水冷裝置II 5上並排設有六個軋件冷卻輸送通道，切分後的軋件各進入一個冷卻輸送通道內，方便單獨對每根軋件進行快速冷卻，冷卻輸送通道在冷卻的同時將軋件輸送至下一個工位，該過程可實現各軋件的內外溫度及相變均勻化。
[0028]在本實施例中，由六架高剛度軋機沿軋制方向排列組成切分軋制機組2，依次對上遊設備I輸送過來的單根軋件進行切分軋制，兩架高剛度軋機沿軋制方向排列組成終成型軋制機組4，對切分、冷卻後的軋件進行終成型軋制。
[0029]在本實施例中，所述切分軋制機組2與終成型軋制機組4的入口端處均設有飛剪，可對軋件的頭端或尾端進行剪切，便於軋件導入軋機內。
[0030]工藝方法實施例一:
[0031]本實施例所述的切分軋制生產高強鋼筋的工藝方法，包括以下步驟:
[0032]( I)將溫度為910°C的單根軋件送入切分軋制機組2中，六架高剛度軋機依次對該單根軋件進行切分軋制，最終並排軋製成兩根截面尺寸較小的單根軋件；
[0033](2)切分開的兩根軋件分別進入控溫水冷裝置I 3中的兩個冷卻輸送通道內，調節冷卻時間，將冷卻後的軋件溫度控制在780V ；
[0034](3)終成型軋制機組4對兩根溫度為780°C的軋件進行最終斷面尺寸軋制，控制軋機壓下量，使軋制後各軋件的總縮面率達到30% ；
[0035](4)終成型軋制後將兩根軋件送入控溫水冷裝置II 5上的兩個冷卻輸送通道內，將兩根軋件溫度快速降至650°C後從冷卻輸送通道內輸出，送入下遊設備6。
[0036]同時，可根據實際需求在軋件進入切分軋制機組2及終成型軋制機組4前後進行切頭或切尾。
[0037]工藝方法實施例二:
[0038]本實施例所述的切分軋制生產高強鋼筋的工藝方法，包括以下步驟:
[0039](I)將溫度為960°C的單根軋件送入切分軋制機組2中，六架高剛度軋機依次對該單根軋件進行切分軋制，最終並排軋製成三根截面尺寸較小的單根軋件；
[0040](2)切分開的三根軋件分別進入控溫水冷裝置I 3中的三個冷卻輸送通道內，調節冷卻時間，將冷卻後的軋件溫度控制在820°C ；
[0041](3)終成型軋制機組4對三根溫度為820°C的軋件進行最終斷面尺寸軋制，控制軋機壓下量，使軋制後各軋件的總縮面率達到25% ；
[0042](4)終成型軋制後將三根軋件送入控溫水冷裝置II 5上的三個冷卻輸送通道內，將三根軋件溫度快速降至700°C後從冷卻輸送通道內輸出，送入下遊設備6。
[0043]同時，可根據實際需求在軋件進入切分軋制機組2及終成型軋制機組4前後進行切頭或切尾。
[0044]工藝方法實施例三:
[0045]本實施例所述的切分軋制生產高強鋼筋的工藝方法，包括以下步驟:
[0046](I)將溫度為1050°C的單根軋件送入切分軋制機組2中，六架高剛度軋機依次對該單根軋件進行切分軋制，最終並排軋製成四根截面尺寸較小的單根軋件；
[0047](2)切分開的四根軋件分別進入控溫水冷裝置I 3中的四個冷卻輸送通道內，調節冷卻時間，將冷卻後的軋件溫度控制在860 V ；
[0048](3)終成型軋制機組4對四根溫度為860°C的軋件進行最終斷面尺寸軋制，控制軋機壓下量，使軋制後各軋件的總縮面率達到28% ；
[0049](4)終成型軋制後將四根軋件送入控溫水冷裝置II 5上的四個冷卻輸送通道內，將四根軋件溫度快速降至730°C後從冷卻輸送通道內輸出，送入下遊設備6。
[0050]同時，可根據實際需求在軋件進入切分軋制機組2及終成型軋制機組4前後進行切頭或切尾。
[0051]最後說明的是，以上優選實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管通過上述優選實施例已經對本發明進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發明權利要求書所限定的範圍。
【權利要求】
1.一種切分軋制生產細晶粒高強鋼筋的工藝布置，包括沿軋制中心線布置的軋制機組及冷卻裝置，其特徵在於:所述軋制機組分為切分軋制機組與終成型軋制機組兩部分，所述冷卻裝置包括設置在切分軋制機組出口端的控溫水冷裝置I與設置在終成型軋制機組出口端的控溫水冷裝置II。
2.根據權利要求1所述的切分軋制生產細晶粒高強鋼筋的工藝布置，其特徵在於:所述控溫水冷裝置I及控溫水冷裝置II上並排設有多個軋件冷卻輸送通道。
3.根據權利要求1所述的切分軋制生產細晶粒高強鋼筋的工藝布置，其特徵在於:所述切分軋制機組與終成型軋制機組均由2?10架高剛度軋機按軋制方向排列而成。
4.根據權利要求1所述的切分軋制生產細晶粒高強鋼筋的工藝布置，其特徵在於:所述切分軋制機組與終成型軋制機組的入口端處設有飛剪。
5.一種利用權利要求1?4所述工藝布置的工藝方法，其特徵在於包括以下步驟: (1)將溫度控制在900°C?1050°C之間單根軋件送入切分軋制機組中，通過切分軋制機組將單根軋件並排軋製成2?6根； (2)軋制後的各根軋件對應輸送入控溫水冷裝置I上的各冷卻輸送通道內，調節冷卻溫度，將冷卻後的軋件溫度控制在730°C?900°C ； (3)終成型軋制機組對冷卻後的軋件最終斷面尺寸的軋制； (4)再軋制後的各根軋件對應輸送入控溫水冷裝置II上的各冷卻輸送通道內，調節冷卻溫度，將冷卻後的軋件溫度控制在400°C?750°C。
6.根據權利要求5所述的切分軋制生產細晶粒高強鋼筋的工藝方法，其特徵在於:步驟(3)中的終成型軋制為大壓下量軋制，各根軋件在終成型軋制機組中的總縮面率不小於25%。
7.根據權利要求5所述的切分軋制生產細晶粒高強鋼筋的工藝方法，其特徵在於:在軋件進入切分軋制機組及終成型軋制機組前可根據要求，進行切頭或切尾。
【文檔編號】B21B45/02GK103801557SQ201410052035
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月14日 優先權日:2014年2月14日
【發明者】白亞斌, 馬靳江, 李欣, 張焰, 牛強, 廖浩明, 曹勇, 周民 申請人:中冶賽迪工程技術股份有限公司