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1、北京科技大学远程与成人教育学院毕业作业1摘 要螺纹钢筋的生产多采 20MnSiV 轧制 HRB400 螺纹钢，以及更高级别钢筋。为了达到需要的使用性能，需要在钢中添加一定数量的微合金元素，因此造成了生产成本的增加。控轧控冷工艺就是通过轧制与冷却过程的控制，可减少微合金元素的使用量，降低生产成本，实现带肋钢筋的晶粒细化和性能强化，整个过程既不会对现有过程产生不良影响，又能使钢筋的强度有了一定的提高，钢筋性能稳定性得以保证。同时还可以解决轧机产量提高后冷床冷却能力不足的问题。同时，由于性能的提高，同样的建筑结构可以少使用钢材，符合低碳时代的需求，具有广阔的应用前景。本课题基于对螺纹钢控轧控冷工艺的
2、研究，了解控轧控冷生产工艺过程以及控轧控冷前后螺纹钢组织性能的变化，在保证性能的前提下，减少合金使用量，优化生产，达到降低生产成本的目的。关键词：控轧，控冷，北京科技大学远程与成人教育学院毕业作业2AbstractScrew thread steel production as 20MnSiV rolling HRB400 screw steel, and a higher level ofreinforcement. In order to achieve the use of performance requirements, the need to add a number of mic
3、ro alloy element in steel, resulting in the increase of production cost. Controlled rolling and controlled cooling process is through controlled rolling and cooling process, and can reduce the use amount of micro alloying elements, reduce the production cost, realize thegrain refinement and properti
4、es of ribbed steel bar reinforcement, the whole process will notproduce adverse effects on the existing process, but also can make the steel strength were improved. The reinforced performance stability to ensure the. At the same time, can also solve the cooling ability of cooling table the shortage
5、problem. At the same time, due to the increased performance, building structure also can use less steel, with low carbon erademand, has the broad application prospect.The research on the screw thread steel of controlled rolling and controlled cooling processbased on controlled rolling and controlled
6、 cooling, the change of production process andcontrolled rolling and controlled cooling after screw steel organization understanding of performance, under the premise of guaranteeing the performances, reduce the alloy usage,optimize production, achieve the aim of reducing the production cost.Keyword
7、s: controlled rolling，controlled cooling，北京科技大学远程与成人教育学院毕业作业3目 录摘 要 .1Abstract.2引 言 .11.2 课题研究的目的 .11.3 本文的主要工作 .12 控轧控冷工艺原理 .22.1 控轧原理 .22.2 控冷原理 .22.3 控制轧制冷却 .22.4 我国几种典型的连续式棒材轧机布置图。 .33 控轧控冷后常见缺陷分析 .63.1 表面裂纹 .63.2 表面没有完全淬透 .63.3 表面组织粗大 .63.4 穿水装置冷却效果影响因素分析 .64 本厂控轧控冷工艺实施条件 .74.1 基本条件 .74.2 控轧控冷工
8、艺及设备要求 .74.3 控轧控冷设备的选型要求 .8结束语 .9北京科技大学远程与成人教育学院毕业作业1引 言1.1 选题背景钢筋是重要的建筑用钢材,其应用非常广泛,用量也很大。随着建筑行业的迅猛发展,对热轧螺纹钢筋的性能要求越来越高。为了达到需要的使用性能，需要在钢中添加一定数量的微合金元素，因此造成了生产成本的增加。控轧控冷工艺就是通过轧制与冷却过程的控制，实现带肋钢筋的晶粒细化和性能强化，整个过程既不会对现有过程产生不良影响，又能使钢筋的强度有了一定的提高，钢筋性能稳定性得以保证。同时可减少微合金元素的使用量，降低生产成本。1.2 课题研究的目的本课题基于对螺纹钢控轧控冷工艺的研究，了
9、解控轧控冷生产工艺过程以及控轧控冷前后螺纹钢组织性能的变化，在保证性能的前提下，减少合金使用量，优化生产，达到降低生产成本的目的。1.3 本文的主要工作1.3.1 理解控轧控冷工艺原理。1.3.2 依据理论优化本厂螺纹钢生产工艺。1.3.3 对控轧控冷后螺纹钢进行理论分析。北京科技大学远程与成人教育学院毕业作业22 控轧控冷工艺原理2.1 控轧原理所谓控制轧制，是对奥氏体硬化状态的控制，即通过变形在奥氏体中积累大量的能量，在轧制过程中获得处于硬化状态的奥氏体，为后续的相变过程中实现晶粒细化做准备。硬化的奥氏体内存在大量的“缺陷”，例如变形带、位错、孪晶等, 它们是相变时铁素体形核的核心。这种“
10、缺陷”多，则铁素体的形核率越高，得到的铁素体晶粒越细。得到硬化奥氏体的基本手段是“低温大压下”和添加微合金元素。“低温”是为了抑制奥氏体的再结晶，保持其硬化状态；“大压下”则是为了增加硬化奥氏体所储存的变形能。增加微合金元素，例如 Nb，可以提高奥氏体的再结晶温度，使奥氏体在比较高的温度即处于未再结晶区，因而便于利用常规的轧制（温度）制度实现奥氏体的硬化。为了突破控制轧制的限制，同时也是为了进一步强化钢材的性能，在控制轧制的基础上，又开发了控制冷却技术。控制冷却的核心思想，是对硬化奥氏体的相变过程进行控制，以进一步细化铁素体晶粒，以及通过相变强化得到贝氏体等强化相，进一步改善材料的性能。2.2
11、 控冷原理螺纹钢筋具有一定的淬透性，在终轧后其温度仍在 Ac3 以上，在合适的穿水冷却工艺控制下，避开珠光体型和中温贝氏体相变区域，在钢筋表面一定厚度内发生马氏体相变，而心部基体组织在短时的水冷条件下，未能发生马氏体相变，只能发生扩散性珠光体相变，形成晶粒度细小的等轴的铁素体和珠光体组织。在穿水冷却后，由于心部仍具有较高的温度，使得边缘的马氏体组织自回火获得了强度较高、综合性能良好的回火索氏体组织，并消除了淬火所引起的组织应力，改善了材料内部应力分布，这种应力分布有利于提高材料的综合力学性能。因此，在相同的化学成份和合金元素含量 (主要是碳和锰)的前提下，北京科技大学远程与成人教育学院毕业作业
12、3穿水冷却钢筋将比传统轧制钢筋具有更高的强度。因此生产相同强度级别的螺纹钢筋如采用穿水冷却工艺，可适当降低锰元素含量。在这里所谓的合适的工艺控制，是指在钢坯加热后的轧制过程中，利用电气控制系统以及传感器、温度计等，控制的钢坯温度，控制水量大小，控制轧机转速等。在设定冷却参数时要充分考虑水冷速度对轧后高温钢材组织变化的影响，通过控制轧后金属内部变形能的释放，达到细化晶粒，减少珠光体的片层间距的目的，达到稳定和 理想的金相组织结构，保证性能要求。棒材穿水冷却采用“ 轻穿水、低过冷、细晶化”的冷却方式，在精轧机与倍尺剪之间增设双线轧后高效穿水冷却系统，冷却水温度控制在 4550，只需对系统适当补水，
13、水耗小，可降低运行成本。2.3 控制轧制冷却在精轧机组前或者在精轧机组内部机架间设置冷却水箱或冷却器，准确控制轧件在精轧机组内的温度，结合一定的变形量，获得较好的产品机械性能，这一过程称为“控制轧制”。对整个生产线来说，主要采取以下几项措施2.3.1 控制开轧温度，为了在粗、中轧后获得完全的再结晶组织，提高成品显微组织的均匀性，要求钢坯出加热炉温度不低于 950。控制粗、中轧工序，即通过对加热时粗化的初始 晶粒进行大变形量轧制再结晶使之得到细化，获得均匀细小晶粒的 组织。2.3.2 控制精轧工序，根据轧制钢种的不同，精轧可采用未再结晶型控制轧制或两相区控制轧制，统称为低温精轧工艺。采用未再结晶型控制轧制，即在奥氏体未再结晶区进行轧制， 晶粒沿轧制方向伸长，在 晶粒内部产生形变带，提高 的形核密度，促进 晶粒的细化。北京科技大学远程与成人教育学院毕业作业42.4 我国几种典型的连续式棒材轧机布置图。图 1(a)为我国较早的连续式棒材轧机，仅有成品穿水，生产淬火余热回火钢筋。图 1(b) 在中轧后增加了水箱，降低轧件进精轧机组的温度，可以提高钢筋的性能，但由于精轧是六机
