湍流式高效穿水冷却工艺对棒材组织性能的影响

针对南昌钢铁有限责任公司生产的Ⅲ级带肋钢筋成本过高、轧机产量提高后冷床冷却能力不足问题,研制了高效的棒材轧后穿水冷却装置。通过对小规格热轧带肋钢筋进行轧后穿水冷却,钢材上冷床温度降低了200～300℃,从而使产品质量提高,力学性能改善,抗拉强度平均提高35～60MPa,钢材性能合格率也有很大提高,解决了冷床冷却能力不足、制约生产的瓶颈问题。     

钢筋表面起泡原因分析及其消除

对涟源钢铁公司六轧厂钢筋表面起泡的原因进行了分析,得出终轧温度过高,冷却强度不足及冷却不均是其重要影响因素。将原穿水冷却工艺改进为快冷工艺后,钢筋表面起泡完全消除,并且钢筋的力学性能得到了提高。     

不同冷却工艺对热轧钢筋表面氧化锈蚀的影响

热轧钢筋在运输和储存过程中其表面会产生锈蚀,影响钢筋的使用及外观质量。分析了钢筋表面锈蚀产生的原因,利用扫描电镜和电子背散射衍射技术,对比了轧后空冷、气雾冷却和穿水冷却工艺下钢筋的抗锈蚀性能,分析了不同冷却工艺对热轧钢筋表面氧化铁皮厚度和结构的影响。结果表明:钢筋表面锈蚀与其表面氧化铁皮厚度、结构和完整性有关,与空冷及穿水冷却相比,气雾冷却工艺通过优化冷却路径,可以获得厚度为10~20 μm、主要由FeO+Fe₃O₄构成的致密复合氧化铁皮,能够对钢筋基体起到保护作用,从而能够延缓钢筋表面生锈,并降低生产成本。     

穿水冷却工艺对Q345E棒材冲击性能及组织的影响

针对低合金高强钢Q345E棒材低温冲击性能合格率低的问题，分析其原因主要是由于终轧温度较高，轧后棒材组织晶粒粗大造成的，生产中需采用正火处理来改善组织晶粒度，提高其低温冲击韧性，但同时也提高了生产成本。为此，对φ50、φ40、φ35 mm规格Q345E棒材进行了终轧3段穿水冷却试验，通过穿水冷却来降低终轧温度，以解决晶粒粗大的问题。结果表明，与轧后态、正火态棒材组织对比，经过3段穿水冷却后的棒材组织明显细化，铁素体晶粒度达到9.4级以上，低温冲击性能明显提高，φ35 mm规格低温冲击性能合格率达到90%以上。同时，采用穿水冷却工艺，可以省去正火处理工序，节省了生产成本。     

穿水冷却工艺对Q345E棒材冲击性能及组织的影响

针对低合金高强钢Q345E棒材低温冲击性能合格率低的问题，分析其原因主要是由于终轧温度较高，轧后棒材组织晶粒粗大造成的，生产中需采用正火处理来改善组织晶粒度，提高其低温冲击韧性，但同时也提高了生产成本。为此，对φ50、φ40、φ35 mm规格Q345E棒材进行了终轧3段穿水冷却试验，通过穿水冷却来降低终轧温度，以解决晶粒粗大的问题。结果表明，与轧后态、正火态棒材组织对比，经过3段穿水冷却后的棒材组织明显细化，铁素体晶粒度达到9.4级以上，低温冲击性能明显提高，φ35 mm规格低温冲击性能合格率达到90%以上。同时，采用穿水冷却工艺，可以省去正火处理工序，节省了生产成本。     

控冷条件下建筑用低碳钢的组织和性能

在相同轧制速度下,通过控制冷却条件研究了穿水钢筋和未穿水钢筋的微观组织和性能。结果表明,采用穿水工艺制备的钢筋的强度和塑性都有不同程度的提高;经过穿水处理的钢筋组织更加均匀细密,也未出现粗大的魏氏体组织;穿水冷却钢筋的拉伸断口中的韧窝比未穿水的钢筋的断口中韧窝更加细密、均匀。     

φ45mm轴承钢预穿水冷却工艺研究

针对某厂现有的轧后控冷技术不能有效控制大规格轴承钢棒材中的网碳问题,通过增加预穿水冷却水箱,并结合轧后控冷来实现对网碳的有效控制。为了制定合理的预穿水冷却工艺,首先借助有限元模拟软件Marc对φ45mm轴承钢在预穿水阶段的温度场进行了模拟,然后根据模拟结果进行了轧制工业试验。结果表明:在大规格轴承钢生产过程中,增加预穿水冷却,调整其工艺参数,可以实现低温轧制,有效抑制碳化物析出,钢中碳化物网状级别随穿水水压的增加而降低。当控轧水压为0.4 MPa时,心部和近表面1/4处的网碳级别分别为2.0和1.5,满足用户的要求。     

HRB400热轧带肋钢筋轧后控冷工艺生产实践

HRB400热轧带肋钢筋生产时加入较大比率的钒铁和锰铁合金对钢材的成本影响很大。为了降低成本,减少合金用量,利用轧后控冷工艺进行了HRB400钢筋性能的试验研究。结果表明,在合理控制冷却参数后,HRB400钢筋试样的金相组织主要为铁素体和珠光体,未发现贝氏体等硬化组织;这样,可提高钢筋的屈服强度15~30MPa,抗拉强度20~40MPa,而且产品表面质量有所改善。在产品质量满足标准的情况下,试验的HRB400钢筋吨钢成本降低。     

轧后穿水冷却对热轧钢材组织性能的影响

在相同变形量、变形温度以及微量合金元素条件下,研究轧后穿水冷却对热轧钢材组织性能的影响,并与轧后空冷状态下的组织性能进行比较。结果表明:轧后空冷状态下的钢材边部组织为铁素体+珠光体,心部组织也为铁素体加珠光体,心部晶粒度等级约为7.0级;轧后穿水冷却下的钢材边部组织为回火索氏体,心部组织为铁素体+珠光体,晶粒度等级约为8.5级,其淬透层深度为1.60 mm;轧后穿水冷却的热轧钢材的伸长率为22.68%,与空冷的24.30%基本相等,但其屈服强度提高了39.20%,抗拉强度提高了23.23%。     

Nb-Cr微合金化Φ25mm Ⅲ级带肋钢筋成分优化与组织性能

采用Nb-Cr微合金化控冷工艺进行Φ25mmⅢ级带肋钢筋工业生产试验,对实验钢筋的生产工艺、化学成分、力学性能及金相组织进行了分析.结果表明,Nb-Cr微合金化控制冷却生产的Ⅲ级带肋钢筋的金相组织为表层回火S、心部F+P,F的晶粒度为9.0～9.5级,并且P量较多,实验钢筋屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别比标准要求高65 MPa、70 Mea和6.5%.在此基础上对Ⅲ级带肋钢筋进行成分优化,降低合金元素Mn、Cr、Nb的含量,成分优化后钢筋力学性能符合Ⅲ级带肋钢筋标准,达到了降低生产成本的目的.     

φ6 mm HRB400E带肋钢筋盘条的开发

为扩大品种范围、提升产品竞争力,成渝钒钛科技有限公司决定在高线产线上开发φ6 mm HRB400E带肋钢筋盘条。设计了带肋钢筋盘条化学成分,通过控轧控冷工艺参数对热轧盘条组织性能影响的相关分析,制定了轧制工艺参数,并研究了不同风冷工艺对其组织性能的影响。结果表明,通过控轧控冷工艺的优化,可以稳定生产出φ6 mm热轧带肋钢筋盘条,盘条微观组织均匀,各项指标均符合国家标准对抗震钢筋的要求;轧后风冷速度对盘条组织性能的影响较大,当冷速过快时钢筋组织中会出现贝氏体,使钢筋出现无屈服平台现象,应采用适当冷速。     

冷轧耐候双相钢连续冷却转变及过时效工艺研究

为了探索一种冷轧超高强耐候双相钢的连续冷却转变规律以及过时效温度对其组织性能的影响,利用Formaster－FⅡ全自动相变仪和连续退火模拟试验机进行了CCT曲线的测定和连续退火实验。结果表明：实验钢的过冷奥氏体在冷速为0.5 ℃/s时已有马氏体转变的发生,组织为先共析铁素体+贝氏体+马氏体;当冷速为80.0 ℃/s时,仅发生马氏体转变,组织为残留铁素体+马氏体。低温过时效时,马氏体呈板条状结构;过时效温度为350 ℃时,板条马氏体已经出现分解。随着过时效温度的升高,实验钢的屈服强度和抗拉强度呈下降趋势,伸长率则随过时效温度的升高而增加。     

热处理工艺对20Mn2SiVB钢的组织及力学性能的影响

通过控制20Mn2SiVB钢的奥氏体化温度和空冷速度，可得到强韧性配合优良的含粒状贝氏体的混合组织。结果表明奥氏体化温度越高，空冷速度越快得到混合组织的均匀性越好，当组织均匀并以粒状贝氏体为主时，钢的拉伸变形一致，有效地阻碍了裂纹扩展，提高了材料的韧性。     

HRB500E钢筋性能异常原因分析及其改进措施

针对柳钢生产HRB500E钢筋时出现屈服强度ReL、塑性指标Agt分别低至440 MPa、5.0%的性能异常现象,通过对拉伸试样进行断口形貌、拉伸曲线、化学成分及金相组织分析,对工艺执行及取样过程进行排查,对其产生原因进行了分析。结果表明:HRB500E钢筋性能异常为残余元素B含量异常偏高而导致,当B质量分数达(27~48)×10^-6时,Nb.V.N复合微合金化HRB500E钢筋中的贝氏体含量明显增加,拉伸试样无屈服效应,屈服强度大幅下降,塑性指标Agt波动大。为此,调整了高硼坯料控轧控冷工艺,采用900 ℃入K₂ 轧机及920 ℃上冷床的工艺优化措施,亦即采用轧制过程及轧后冷却强度逐步加强的措施,可以降低B元素高淬透性的影响、抑制贝氏体的生成,使高B钢筋的组织和性能恢复至正常。同时,对合金及入炉废钢从源头上加强管控,制定残余元素含量上限的预警标准,可以极大减少残余元素控制异常或由此引发的钢筋性能波动。     

HRB335热轧带肋钢筋脆断原因分析

采用化学分析、金相组织检验、力学性能检验和热处理实验等手段，对HRB335热轧带肋钢筋出现拉伸脆断和无屈服强度的异常现象进行分析。结果表明，HRB335热轧带肋钢盘出现一定量异常组织粒状贝氏体是拉伸脆断和无屈服强度现象的主要原因。     

棒材直接轧制工艺改造实践

介绍了国内某带肋钢筋产线进行直接轧制的改造实践。对提高连铸坯温度和降低输送过程中钢坯温度损失的方法等直接轧制工艺中的关键因素进行了讨论;用实际生产中的数据对相关文献中的模拟结果进行了验证。实践表明,采用直接轧制工艺生产抗震带肋钢筋产品,钢坯温度满足轧制需要,轧机轧制负载正常,产品性能满足国标要求。     

HRB400热轧带肋钢筋脆断原因分析及改进

通过对HRB400热轧带肋钢筋脆断的断口进行化学原位、电镜扫描以及金相组织的检验分析,结果表明：钢筋存在严重的C、P偏析,再加上冬季生产时的轧后冷却速度较快,使钢筋出现大量强度高、塑性低的上贝氏体组织;钢筋局部区域存在的微小裂纹,在受弯的情况下,裂纹处形成应力集中,裂纹会快速扩展;钢筋反复弯曲加工后,降低了钢筋的韧性。这些因素综合作用使得钢筋发生脆断。在此基础上,对钢筋脆断的问题提出了相应的改进措施,HRB400钢筋产品的质量得到了提高,用户使用中基本没有发生脆断的现象。     

道次间冷却工艺下EH47船板钢表层往复相变行为的研究

针对表层细晶船板钢的研制,采用热模拟试验模拟道次间冷却工艺下EH47船板钢表层“冷却 返红”过程中的往复相变行为,研究了不同类型低温相变组织在升温过程中的相变行为。结果表明,随低温相变组织中贝氏体体积分数的增大,升温奥氏体化温度逐渐降低;随低温组织中马氏体体积分数的增大,升温奥氏体化温度显著提高且相变时间延长。随冷却速率的提高,升温相变后奥氏体组织细化且均匀性提高。当低温组织为粒状贝氏体时,随升温过程的进行,在相变初始阶段相变较慢,当温度高于770 ℃时,奥氏体相变速度剧烈提高,并在830 ℃完成相变。     

道次间冷却工艺下EH47船板钢表层往复相变行为的研究

针对表层细晶船板钢的研制，采用热模拟试验模拟道次间冷却工艺下EH47船板钢表层“冷却 返红”过程中的往复相变行为，研究了不同类型低温相变组织在升温过程中的相变行为。结果表明，随低温相变组织中贝氏体体积分数的增大，升温奥氏体化温度逐渐降低；随低温组织中马氏体体积分数的增大，升温奥氏体化温度显著提高且相变时间延长。随冷却速率的提高，升温相变后奥氏体组织细化且均匀性提高。当低温组织为粒状贝氏体时，随升温过程的进行，在相变初始阶段相变较慢，当温度高于770 ℃时，奥氏体相变速度剧烈提高，并在830 ℃完成相变。     

HRB400热轧带肋钢筋脆断原因分析及改进

通过对HRB400热轧带肋钢筋脆断的断口进行化学原位、电镜扫描以及金相组织的检验分析，结果表明：钢筋存在严重的C、P偏析，再加上冬季生产时的轧后冷却速度较快，使钢筋出现大量强度高、塑性低的上贝氏体组织；钢筋局部区域存在的微小裂纹，在受弯的情况下，裂纹处形成应力集中，裂纹会快速扩展；钢筋反复弯曲加工后，降低了钢筋的韧性。这些因素综合作用使得钢筋发生脆断。在此基础上，对钢筋脆断的问题提出了相应的改进措施，HRB400钢筋产品的质量得到了提高，用户使用中基本没有发生脆断的现象。