低成本高强度热轧带肋钢筋生产工艺研究与应用

摘要

热轧带肋钢筋是建筑工程中混凝土结构体广泛应用的钢材，在国民经济中耗用量很大。但是几十年来，我国的建筑行业所使用的钢筋一直是以强度级别为335MPa的Ⅱ级钢筋为主导，而欧美等国家主要采用强度高、综合性能好的400MPa、500MPa钢筋。经过多年的生产和使用实践，提高我国建筑钢筋强度级别的生产从单一地通过添加合金元素的方法逐渐向通过控制轧制和控制冷却相结合的方法过渡，节约了合金，减少了能耗，提高了钢材质量，降低了成本，取得了比较满意的成果。
　　本文论述了控制轧制和控制冷却工艺的发展现状，介绍了论文的背景及主要研究内容，从金属的控制轧制与控制冷却原理出发，结合莱钢棒材厂的实际情况，提出了精轧前预冷、精轧后水冷的控轧控冷改造方案。在中轧机组和精轧机组之间设置湍流式强制冷却器控制精轧温度，通过改变孔型、道次压下量来控制变形速率，从而实现控轧过程。在精轧机组和飞剪之间设置直喷式冷却器控制轧制后钢筋冷却的冷却速度，从而控制钢筋最终的组织及性能。
　　研究了直喷管和湍流管两种适用于棒线材生产的冷却器，分析了直喷管压力连续衰减，湍流管压力周期波动衰减的规律，为其结构优化提出参考意见,并用气态模拟实验进行了验证。从传热原理出发提出了冷却方案的设计方法，并为现场设计了冷却方案，通过精轧前预冷使精轧温度下降100~150℃，进行奥氏体未再结晶区或（γ+α）两相区轧制，使得晶粒细化，通过轧后水冷使得终轧温度降到650~700℃，钢筋表面形成回火马氏体。
　　本文还为改造过程涉及到的控制系统、循环水系统和主要设备等提供了设计依据，对主要生产设备轧机和飞剪能力进行了校核计算。利用现场生产数据进行分析，利用20MnSi钢种通过精轧前预冷和轧后冷却工艺可以大幅度提高钢筋的强度，达到降低成本的要求。

目录

低成本高强度热轧带肋钢筋生产工艺研究与应用

RESEARCH ON AND APPLICTIONS OF PRODUCTION ENGINEERING FOR LOW- COST HIGH- STRENGTH HOT- ROLLREINFORCED BAR

摘要

Abstract

绪论

课题背景

国内外研究现状

400MPa热轧带肋钢筋生产工艺

钢筋控轧控冷的现状与发展

钢筋控轧控冷的意义

本文主要研究内容

控轧控冷工艺参数对钢筋性能影响分析

控轧控冷

控制轧制时的组织转变

奥氏体再结晶区控制轧制

奥氏体未再结晶区控制轧制

两相区控制轧制

2.3钢筋在不同变形条件下的组织性能试验

2.3.1试验方法

2.3.2实验结果分析

2.4钢筋的控制冷却

2.5本章小结

控轧控冷应用系统研究

现有设备能力

方案确定

精轧前预冷部分

轧后冷却部分

调节部分

冷却循环水系统方案

主要设备选择

冷却器设计

冷却器设计基本要求

水射流理论基础

射流结构与基本参数

结构分析

实验检验

实验一

实验二

本章小结

温度制度及相关工艺分析

温度制度

原有温度制度的缺陷

改进的温度制度

冷却方案

冷却方案设计步骤

设计要求

冷却方案

控轧控冷对轧机能力参数的影响

工艺流程

连轧孔型系统

轧制力计算公式

电机校核公式

校核结果

控轧控冷对飞剪能力参数的影响

本章小结

工业试验及分析

生产数据统计

控制轧制和控制冷却工艺研究与工业性试验

控制轧制试验

控轧控冷试验

实验结果分析

生产成本分析

本章小结

结 论

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