專利名稱：500Mpa高強度螺紋鋼筋的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種鋼筋的生產工藝方法，尤其涉及一種500Mpa高強度螺紋鋼筋的生產方法。
背景技術：
螺紋鋼筋在工業廠房、水庫大壩、道路橋梁等建筑中起著骨架作用。現行國內所有的鋼鐵企業均采用20MnSi鋼坯，生產HRB335級螺紋鋼筋。但現有的HRB335級螺紋鋼筋強度偏低，特別在大型工程建設中，凸現出鋼體結構自重較大，工程的造價較高，工程建設周期較長等缺點，先進的工業國家早已淘汰HRB335同類級鋼筋。為了提高鋼筋的強度，鋼鐵企業均采用在鋼坯中加入微合金化元素，即冶煉鋼坯時分別加入釩(V)、鈮(Nb)、鈦(Ti)等合金，通過這些元素在鋼中與其它元素的固熔強化作用，達到強化鋼材組織的目的。例如，在鋼中加入釩鐵，就可冶煉成20MnSiv鋼坯，生產的鋼筋強度級別可達到HRB400，強度指標與HRB335相比可提高17％。然而，由于合金元素的加入，冶煉生產工藝更加復雜，勢必增加生產成本。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種采用普通的20MnSi鋼坯，直接生產出HRB500級高強度螺紋鋼筋的生產方法，旨在降低生產成本及能耗，提高鋼筋強度，節省鋼材用量，降低工程造價。
本發明的目的通過以下技術方案予以實現本發明提供的一種500Mpa高強度螺紋鋼筋的生產方法，包括下列步驟a.采用普通20MnSi鋼坯，鋼坯的開軋溫度保持在880～950℃，經過粗、中軋機組大壓下，軋機最大延伸系數μ為1.449；然后軋件通過預穿水冷進行降溫，預穿水后的溫度為850～950℃；b.鋼材經過預穿水段后進入精軋機組，主電機功率為1350KW；然后進入穿水冷卻段使軋件表面的溫度迅速降低，所述穿水冷卻段的節數為1～5節，水壓為0.8～1.2Mpa，使鋼材上冷床的表面溫度控制在550～650℃；c.鋼材上冷床進行空冷，芯部余熱釋放，完成自身回火處理后即得成品鋼筋。
本發明利用普通的20MnSi鋼坯，實施超低溫大壓下軋制，改善了鋼材組織，直接生產出HRB500級高強度螺紋鋼筋。采用超低溫開軋，不僅可以避免后面冷卻工序的冷卻強度過大的問題，使上冷床溫度達到理想的效果，而且能夠降低能耗及成本。軋件經過粗軋與中軋后，精軋機組速度高會使軋制中的軋件溫度升高，在粗、中軋后增加預水冷進行降溫。最后在精軋后經過穿水冷卻，利用余熱處理技術使鋼筋的綜合力學性能得到很大的提高。
在軋制過程中，預水冷卻以及穿水冷卻器的節數、壓力的大小、軋制速度的快慢會影響鋼材的冷卻效果。為進一步提高鋼材的性能，本發明所述步驟a預穿水段節數可以為1～3節，水壓為常壓。所述軋機的軋制速度可以為4～15m/s。
本發明具有以下有益效果(1)與GB1499中HRB335級相比，使用相同的20MnSi原料，本產品強度指標可以提高50％，達到高強度鋼筋的HRB500級，具有強度高、延伸性好的綜合性能。
(2)采用超低溫開軋，能夠節省燃料15％左右，大大降低生產成本，增長了企業的效益。
(3)能夠減少建筑物對鋼筋的用量，可以節省鋼材15～30％，在工程建設中大大減輕了鋼體結構自重，提高了資源利用率，降低了工程的造價，縮短了工程建設周期，減少了能源消耗和對環境的污染，具有極大的經濟效益和社會效益。
下面將結合實施例和附圖對本發明作進一步的詳細描述圖1是本發明實施例的工藝流程框圖。
具體實施例方式
圖1所示為本發明的500Mpa高強度螺紋鋼筋的生產方法的實施例，包括下列步驟a.采用普通20MnSi鋼坯，其化學成分見表1，以超低溫的方式保持開軋溫度在880～950℃，經過粗、中軋機組大壓下，軋機最大延伸系數μ為1.449；然后鋼材通過預穿水冷進行降溫，預穿水段節數可以為1～3節，水壓為常壓，預穿水后的溫度為850～950℃；b.鋼材經過預穿水段后進入精軋機組，主電機功率為1350KW；然后進入穿水冷卻段使軋件表面的溫度迅速降低，所述穿水冷卻段的節數為1～5節，水壓為0.8～1.2Mpa，使鋼材上冷床的表面溫度控制在550～650℃；
c.鋼材上冷床進行空冷，芯部余熱釋放，完成自身回火處理后即得成品鋼筋。
表1 普通20MnSi鋼坯的化學成分(％)
生產不同規格的產品，可以通過工藝參數予以控制，見表2。
表2 三種典型規格鋼筋軋制工藝參數
5鋼筋的組織、性能試驗主要包括金相高倍試驗、拉伸、彎曲和反彎試驗等，本發明實施例典型規格產品用戶實用的鋼筋性能參數見表3。
表3 本發明實施例典型規格產品的力學性能參數
金屬組織和結構金屬組織鐵素體+珠光體晶粒度≥9級表3結果表明，通過采用超低溫大壓軋制工藝，獲得了主要組織為珠光體及鐵素體(P+F)，屈服強度超過500Mpa級為特征的高強度螺紋鋼筋，其綜合性能達到新修訂的GB1499標準500MPa強度級別的要求。
權利要求
1.一種500Mpa高強度螺紋鋼筋的生產方法，其特征在于包括下列步驟a.采用普通20MnSi鋼坯，鋼坯的開軋溫度保持在880～950℃，經過粗、中軋機組大壓下，軋機最大延伸系數μ為1.449；然后軋件通過預穿水冷進行降溫，預穿水后的溫度為850～950℃；b.鋼材經過預穿水段后進入精軋機組，主電機功率為1350KW；然后進入穿水冷卻段使軋件表面的溫度迅速降低，所述穿水冷卻段的節數為1～5節，水壓為0.8～1.2Mpa，使鋼材上冷床的表面溫度控制在550～650℃；c.鋼材上冷床進行空冷，芯部余熱釋放，完成自身回火處理后即得成品鋼筋。
2.根據權利要求1所述的500Mpa高強度螺紋鋼筋的生產方法，其特征在于所述步驟a預穿水段節數為1～3節，水壓為常壓。
3.根據權利要求1所述的500Mpa高強度螺紋鋼筋的生產方法，其特征在于所述軋機的軋制速度為4～15m/s。
全文摘要
本發明公開了一種500Mpa高強度螺紋鋼筋的生產方法，包括下列步驟a.采用普通20MnSi鋼坯，鋼坯的開軋溫度保持在880～950℃，經過粗、中軋機組大壓下，軋機最大延伸系數μ為1.449；然后軋件通過預穿水冷進行降溫，預穿水后的溫度為850～950℃；b.鋼材經過預穿水段后進入精軋機組，主電機功率為1350KW；然后進入穿水冷卻段使軋件表面的溫度迅速降低，穿水冷卻段的節數為1～5節，水壓為0.8～1.2Mpa，使鋼材上冷床的表面溫度控制在550～650℃；c.鋼材上冷床進行空冷，芯部余熱釋放，完成自身回火處理后即得成品鋼筋。本發明利用普通的20MnSi鋼坯，實施超低溫大壓下軋制，改善了鋼材組織，直接生產出HRB500級高強度螺紋鋼筋，降低了生產成本及能耗，提高了鋼筋強度，有利于降低工程造價。
文檔編號B21B37/74GK1792484SQ200510132558
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月26日 優先權日2005年12月26日
發明者丁之坤, 吳少文, 康勝利, 李勤川, 朱席龍 申請人:廣州雙菱鋼鐵工業有限公司