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CN110695084A - 无加热高强钢材的生产方法 - Google Patents

无加热高强钢材的生产方法 Download PDF

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CN110695084A CN201911004658.9A CN201911004658A CN110695084A CN 110695084 A CN110695084 A CN 110695084A CN 201911004658 A CN201911004658 A CN 201911004658A CN 110695084 A CN110695084 A CN 110695084A
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戴江波
王保元
金培革
刘宏
郑松顺
曲学铭
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Abstract

本发明涉及一种无加热高强钢材的生产方法，用于采用废钢电炉冶炼钢坯制作屈服强度400Mpa或500Mpa的钢材，包括以下步骤：S1、连铸机切割钢坯后，经过分钢装置送入快速保温辊道，进入步进式加热炉出口辊道，送至六架平立交替的粗轧机组轧制成粗轧方坯，飞剪切头去尾；S2、将粗轧方坯送入六架平立交替的中轧机组轧制圆坯，然后飞剪切头去尾；S3、将圆坯送入六架平立交替的精轧机组轧制成成品圆，然后飞剪按照成品长度的倍尺进行剪切，再经过穿水冷却装置后，送入冷床进行冷却，再经过定尺冷剪剪切至所需要的长度。本发明采用无加热低温轧制技术，钢坯不需要加热炉加热，有效节省了加热炉设备及燃料的投资，减少能耗和金属氧化烧损，降低了生产成本。

Description

无加热高强钢材的生产方法
技术领域
本发明涉及钢筋生产制造领域，更具体地说，涉及一种无加热高强钢材的生产方法。
背景技术
现有技术中生产高强螺纹钢的方法有余热淬火和细晶强化。余热淬火成本低，但焊接性能差、脆韧转变温度高，国内已经禁止生产；采用细晶化技术生产螺纹钢，是将钢筋变形温度控制在A3相变点温度附近(750～850℃)，通过施加一定的变形量，到达细化晶粒的目的，然后通过快冷，抑制晶粒长大，从而使螺纹钢获得较高的强度和韧性；由于该技术要求采用较高的轧制速度和较大的轧制变形，要求轧机能力较大电机功率较高，能量消耗较大，且要求轧件温度控制精度较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种无加热高强钢材的生产方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种无加热高强钢材的生产方法，用于采用废钢电炉冶炼钢坯制作，屈服强度400Mpa或500Mpa的钢材，包括以下步骤：
S1、连铸机切割150～180mm钢坯后温度为910℃～930℃，经过分钢装置送入快速保温辊道，进入步进式加热炉出口辊道，在840℃～860℃送至六架平立交替的粗轧机组轧制成粗轧方坯，然后飞剪切头去尾；
S2、将粗轧方坯送入六架平立交替的中轧机组轧制圆坯，然后飞剪切头去尾；
S3、将圆坯送入六架平立交替的精轧机组轧制成成品圆温度为990～1010℃，然后飞剪按照成品长度的倍尺进行剪切，再经过穿水冷却装置后温度为590～610℃，送入冷床进行冷却，再经过定尺冷剪剪切至所需要的长度，过跨计数后，收集打捆称重入库。
上述方案中，在所述步骤S3中，穿水冷却装置中供水量为550～560t/h，最大供水压力为1.8～2.0MPa，穿水冷却对钢筋热轧后立即进行钢筋表面激冷。
上述方案中，对Ф12～Ф50mm的钢筋，表面冷却速度可达800～1000℃/s。
上述方案中，屈服强度400Mpa的钢筋微合金成分包括以下组分，以质量百分比计为：C：0.21～0.25、Mn：1～1.50、Si：0.3～0.6、P：0～0.022、S：0～0.026、Cu：0.1～0.14、Ni：0.03～0.1、Cr：0.05～0.1、V：0.02～0.035，余量为Fe和不可避免的杂质。
上述方案中，屈服强度500Mpa的钢筋微合金成分包括以下组分，以质量百分比计为：C：0.21～0.25、Mn：1.～1.50、Si：0.3～0.6、P：0～0.022、S：0～0.026、Cu：0.1～0.14、Ni：0.03～0.1、Cr：0.05～0.1、V：0.3～0.9、Nb：0.～0.02，余量为Fe和不可避免的杂质。
实施本发明的无加热高强钢材的生产方法，具有以下有益效果：
1、本发明采用无加热低温轧制技术，钢坯不需要加热炉加热，有效节省了加热炉设备及燃料的投资，减少能耗和金属氧化烧损，降低了生产成本。与普通棒线材轧机相比，每吨钢材生产能耗约为650kW·h，其中约520kW·h用于钢坯加热到1150℃，而用于轧制的能耗仅为110kW·h。但实际每吨钢坯在该温度的物理热仅为230kW·h，加热炉的热效率等各种热损失超过50％。因此采用无加热直接轧制螺纹钢，可节约燃料，降低能耗。
2、本发明用400MPa螺纹钢替换335MPa螺纹钢，将至少节省20％的用钢量，用500MPa替换400MPa级，又将节省15％用钢量。2010年,我国钢筋总产量约1.31亿吨，其中400MPa及以上高强度钢筋产量只有5700万吨，仅占40％，其余60％左右仍为335MPa级。如果全部使用400MPa及以上高强度钢筋代替335MPa级钢筋，每年可降低钢筋消费量1000多万吨，相应每年减少铁矿石消费量1700万吨以上、降低能耗600万吨标准煤以上、减少烟粉尘和二氧化硫等大气污染物排放量2000万吨，经济和社会效益显著，有利于两型社会建设。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现详细说明本发明的具体实施方式。
本发明公开了一种无加热高强钢材的生产方法，用于采用废钢电炉冶炼钢坯制作屈服强度400Mpa或500Mpa的钢材，包括以下步骤：
S1、连铸机切割150～180mm钢坯后温度为910℃～930℃，经过分钢装置送入快速保温辊道，进入步进式加热炉出口辊道，在840℃～860℃送至六架平立交替的粗轧机组轧制成粗轧方坯，然后飞剪切头去尾；
S2、将粗轧方坯送入六架平立交替的中轧机组轧制圆坯，然后飞剪切头去尾；
S3、将圆坯送入六架平立交替的精轧机组轧制成成品圆温度为990～1010℃，然后飞剪按照成品长度的倍尺进行剪切，再经过穿水冷却装置后温度为590～610℃，送入冷床进行冷却，再经过定尺冷剪剪切至所需要的长度，过跨计数后，收集打捆称重入库。
在所述步骤S3中，穿水冷却装置中供水量为550～560t/h，最大供水压力为1.8～2.0MPa，穿水冷却对钢筋热轧后立即进行钢筋表面激冷。对Ф12～Ф50mm的钢筋，表面冷却速度可达800～1000℃/s。
屈服强度400Mpa的钢筋微合金成分包括以下组分，以质量百分比计为：C：0.21～0.25、Mn：1～1.50、Si：0.3～0.6、P：0～0.022、S：0～0.026、Cu：0.1～0.14、Ni：0.03～0.1、Cr：0.05～0.1、V：0.02～0.035，余量为Fe和不可避免的杂质。
屈服强度500Mpa的钢筋微合金成分包括以下组分，以质量百分比计为：C：0.21～0.25、Mn：1.～1.50、Si：0.3～0.6、P：0～0.022、S：0～0.026、Cu：0.1～0.14、Ni：0.03～0.1、Cr：0.05～0.1、V：0.3～0.9、Nb：0.～0.02，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明无加热高强钢材的生产方法具有以下特点：
第一：螺纹钢的生产在连铸机钢坯切割后一路进入与步进加热炉出口辊道相连接的快速保温输送辊道直接进入轧制，另一路钢坯进入加热炉入炉辊道进入加热炉加热后补热轧制，连铸坯在切割后由分叉装置分两路进入加热炉。
第二：步进式加热炉采用了端进端出的方式，并在加热炉的出炉辊道上的出炉端的相对端与连铸快速保温辊道相连，在出炉辊道上连接钢坯除鳞装置。
第三：全线采用平立交替高刚度短应力线轧机，轧机均采用较大的轧制力和轧制力矩的配置，粗轧机采用700×2和550×4轧机，轧制压力分别为480t和360t左右，轧制力矩分别为500kNm和300kNm左右，以满足低温轧制螺纹钢的生产要求；精轧机14#、16#和18#轧机采用平立可转换轧机，14#轧机多为立轧机；16#和18#轧机在需要轧制小规格螺纹钢切分时均为平轧机，在轧制偏大规格螺纹钢不切分时均可以转换为立轧机，根据轧制产品的不同可进行有利于切分或不切分螺纹钢的轧机转换。
第四：1#2#3#飞剪采用能满足高强度螺纹钢低温强度较高剪切速度快的切头切尾剪切要求。如1#飞剪位于第六架550轧机后，采用起停式曲柄—连杆式飞剪，剪切断面不小于10000mm2(方钢100X100mm)，剪切速度0.5～1.4m/s左右。
本发明还提供了以下实例：
将150mm×150mm×6000mm方坯轧制为螺纹钢过程如下：
连铸机切割钢坯后约920℃左右，经过分钢装置送入快速保温辊道，进入步进式加热炉出口辊道，在850℃送至六架平立交替的粗轧机组(采用无槽轧制孔型)轧制成65mm方，为所能达到接近成品的尺寸，然后飞剪切头去尾。
将65mm的粗轧方坯送入六架平立交替的中轧机组(采用椭圆-圆孔型)轧制成30mm～50mm园，为所能达到接近成品的尺寸，然后飞剪切头去尾。
再进一步将30mm园送入六架平立交替的精轧机组轧制(采用椭圆-圆孔型)，轧制成成品园温度1000℃左右，为所能达到接近成品的尺寸，然后飞剪按照成品长度的倍尺进行剪切。经过穿水冷却装置(每段长度为4.1m总长为约16m，供水量为550～560t/h；最大供水压力为1.8～2.0MPa。穿水冷却对钢筋热轧后立即进行钢筋表面激冷，对Ф12～Ф30mm的钢筋，表面冷却速度可达800～1000℃/s)温度约～600℃左右，送入冷床进行冷却，再经过定尺冷剪剪切至所需要的长度，过跨计数后，收集打捆称重入库。
以上对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (5)

1.一种无加热高强钢材的生产方法，用于制作屈服强度400Mpa或500Mpa的钢材，其特征在于，包括以下步骤：
S1、连铸机切割150～180mm钢坯后温度为910℃～930℃，经过分钢装置送入快速保温辊道，进入步进式加热炉出口辊道，在840℃～860℃送至六架平立交替的粗轧机组轧制成粗轧方坯，然后飞剪切头去尾；
S2、将粗轧方坯送入六架平立交替的中轧机组轧制圆坯，然后飞剪切头去尾；
S3、将圆坯送入六架平立交替的精轧机组轧制成成品圆温度为990～1010℃，然后飞剪按照成品长度的倍尺进行剪切，再经过穿水冷却装置后温度为590～610℃，送入冷床进行冷却，再经过定尺冷剪剪切至所需要的长度。
2.根据权利要求1所述的无加热高强钢材的生产方法，其特征在于，在所述步骤S3中，穿水冷却装置中供水量为550～560t/h，最大供水压力为1.8～2.0MPa，穿水冷却对钢筋热轧后立即进行钢筋表面激冷。
3.根据权利要求2所述的无加热高强钢材的生产方法，其特征在于，对Ф12～Ф50mm的钢筋，表面冷却速度可达800～1000℃/s。
4.根据权利要求1所述的无加热高强钢材的生产方法，其特征在于，屈服强度400Mpa的钢筋微合金成分包括以下组分，以质量百分比计为：C：0.21～0.25、Mn：1～1.50、Si：0.3～0.6、P：0～0.022、S：0～0.026、Cu：0.1～0.14、Ni：0.03～0.1、Cr：0.05～0.1、V：0.02～0.035，余量为Fe和不可避免的杂质。
5.根据权利要求1所述的无加热高强钢材的生产方法，其特征在于，屈服强度500Mpa的钢筋微合金成分包括以下组分，以质量百分比计为：C：0.21～0.25、Mn：1.～1.50、Si：0.3～0.6、P：0～0.022、S：0～0.026、Cu：0.1～0.14、Ni：0.03～0.1、Cr：0.05～0.1、V：0.3～0.9、Nb：0.～0.02，余量为Fe和不可避免的杂质。
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