浅析冷轧带肋钢筋轧后余热处理工艺

　　冷轧带肋钢筋余热处理工艺的冷却主要分为淬火、回火和*终冷却三个阶段。

　　穿水后钢筋表面淬火形成一层马氏体组织，随后上冷床的过程中，钢筋心部的热量传导至表面使表层马氏体自回火。钢筋上冷床后，心部和奥氏体组织进行半等温转变成铁素体和珠光体组织。上冷床温度是一个重要的控制参数，直接反映了冷却强度的大小。

　　钢筋的轧后穿水冷却，它是在轧制作业线上，通过控制冷却工艺，强化钢筋，代替重新加热进行淬火、回火。利用穿水冷却技术强化钢筋与一般热处理强化钢筋不同之处，不仅由于利用轧制余热，不需要重新加热，节约了能源和热量消耗，缩短了生产周期，提高了生产效率，减少了生产高强度钢筋的合金使用量，而且还具有更高的综合力学性能。这种工艺简单，改善操作环境，钢筋外形美观，条形平直，收到较发的经济效益和社会效益。

　　冷轧带肋钢筋的轧后穿水冷却过程可分为3个阶段：

　　1)轧件由精轧机出口至冷却装置入口冷却过程；

　　2)轧件在水冷装置中的急剧冷却过程；

　　3)轧件出水冷装置后上冷床前的自回火过程。终轧温度为1020℃-1050℃的轧件，在通过水冷装置时，被1.0MPa-2.0MPa压力的水流完全裹覆，水和高温钢材之间形成无汽膜的强制对流的热交换，钢材的表面温度骤降，与芯部产生较大温差，钢材处于自身的“降温-回温”式的热传导过程，从而达到钢材快速降温的目的。轧后快速冷却，能有效抑制晶粒长大。通过控制轧后金属内部变形能的释放，达到细化晶粒，得到稳定和理想的金相组织结构，保证性能要求。

　　相同化学成分20MnSi钢筋通过穿水冷却工艺后与常规空冷工艺对比：抗拉强度平均提高55MPa-75MPa，屈服强度平均提高55MPa-85MPa，延伸率有所降低但均在22%左右，组织得到明显细化，边缘和芯部的晶粒度均提高了3-4级，绝大部分为细小的回火索氏体。由于穿水冷却工艺能使成品轧机后的钢材迅速冷却，避免了空冷条件下钢材高温二次氧化，表面质量有了明显改善，氧化铁皮致密，呈均匀的深兰色。轧后冷却工艺还解决了冷床冷却能力不足问题，为棒材轧制线产能释放提供了长件。

　　轧后余热处理技术能有效地发挥钢材的性能潜力，通过各种工艺参数的控制能改善钢筋的性能，在较大幅度提高钢筋强度的同时，保持较好的塑韧性，完全能保证钢筋的综合性能满足要求。同时，大幅度降低了合金元素用量，节约了生产成本，用余热处理工艺生产英标460MPa级钢筋，以目前市场价格计算，每吨钢材可节约成本200元以上，我国建筑业应用余热处理钢筋可实现强度等级的升级，节约钢材用量，增加建筑物的安全性。从理论上分析，335MPa级钢升级为460MPa级钢可节材27%以上，400MPa级钢升级为460MPa级钢可节材13%。更重要的是实现强度等级升级同时，不需要消耗大量磷铁球合金化元素资源。