一种自动绑扎钢筋用钢及其盘条的生产方法与流程

本发明属于属于钢铁冶金和盘条轧制技术领域，具体涉及一种自动绑扎钢筋用钢及其盘条的生产方法。

背景技术：

在建筑、桥梁等工程施工过程中都要涉及钢筋的捆绑问题，传统捆绑方式为人工绑扎，需要消耗大量的人员和工时，并且由于操作人员的不同，绑扎效果参差不齐。自动绑扎线配合机械设备实现绑扎钢筋自动化，可以节省大量人工和时间，提高施工生产效率和绑扎效果，保障施工质量。

自动绑扎钢筋对自动绑扎线的力学性能、成圈直径范围要求十分苛刻，自动绑扎线成品的直径为0.8mm，抗拉强度为480-520MPa，成圈直径为58-60mm，当抗拉强度大于520MPa时，成圈直径将大于60mm，导致自动绑扎线无法通过绑扎设备或卡在设备中，当抗拉强度小于480MPa时，成圈直径将小于58mm，导致自动绑扎线直接从绑扎设备中脱落，无法进行绑扎操作。

申请号201410366777.X公开了“塑料扎带自动绑扎线束的设备”，申请号201610057772.8公开了“塑料扎带自动绑扎线束的设备的控制方法”，上述两个专利公开的是与塑料绑扎线有关的设备和方法，未涉及到使用钢材的成分和规格。

申请号201310111108.3公开了“一种自动绑扎钢筋施工方法”，通过送丝、缠绕动作、切断、旋转和绞紧，自动完成钢筋绑扎所有工序，未公开使用的自动绑扎线用钢的化学成分和生产工艺。

申请号201410807384.8公开了“网格片自动绑扎装置及绑扎方法”，申请号201310139198.7公开了“一种绑扎钢丝的工具”，申请号201410807384.8公开了“网格片自动绑扎装置及绑扎方法”，申请号201610057771.3公开了“线束自动绑扎设备的剪切装置”，上述专利公开的全部属于自动绑扎设备或使用方法。

目前市场上还没有专门用于自动绑扎钢筋的钢材，也未找到与自动绑扎钢筋用钢及其盘条直接相关的专利或文献记载。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对自动绑扎线对力学性能和成圈直径范围的苛刻要求，发明一种专门用于生产自动绑扎线的自动绑扎钢筋用钢及其盘条，填补自动绑扎钢种的的空白。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种自动绑扎钢筋用盘条，所述自动绑扎钢筋用盘条的化学成分和质量百分比如下：C：0.13-0.15%，Si≤0.08%，Mn：0.30-0.50%，P≤0.030%，S≤0.010%，Alt≥0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明所述自动绑扎钢筋用盘条的抗拉强度390-420MPa。

本发明所述自动绑扎钢筋用盘条断面收缩率≥68%，断后伸长率≥34%。

本发明的另一目的在于提供上述的一种自动绑扎钢筋用盘条的生产方法，具体包括连铸、铸坯加热、盘条轧制、盘条冷却工序，所述连铸工序中，所述铸坯的化学成分和质量百分比如下：C：0.13-0.15%，Si≤0.08%，Mn：0.30-0.50%，P≤0.030%，S≤0.010%，Alt≥0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明所述盘条冷却工序中，当气温≥25℃时，保温罩全部打开，从进入保温罩开始算起的前4个冷却风机打开，其余风机关闭，平均辊道速度为0.45m/s，经过集卷器后盘条在PF链上自然空冷。

本发明所述盘条冷却工序中，当气温＜25℃时，保温罩全部关闭，所有冷却风机全部关闭，平均辊道速度为0.30m/s,经过集卷器后盘条在PF链上自然空冷。

本发明其特征在于，所述盘条轧制工序中，进精轧机温度：940±15℃，进吐丝/卷曲机温度：900±10℃。

本发明所述连铸工序中，所述铸坯尺寸为160mm×160mm×10700mm；所述盘条冷却工序中，冷却辊道长度为82m。

本发明所述连铸工序中，所述铸坯依次经过铁水预处理、转炉冶炼、LF炉精炼、连铸工序得到。

本发明所述铸坯加热工序中，铸坯进入加热炉中首先预热到1080±15℃，然后加热到1100±10℃保温，铸坯在加热炉内的总时间≤100min，炉内氧含量≤7%。

本发明的技术难点在于：1、碳成分的精准控制：碳的控制范围为0.13-0.15%，属于非常窄的控制范围，控制难度大；2、成品盘条力学性能的精准控制：成品盘条的力学性能直接影响自动绑扎线的力学性能和成圈直径，自动绑扎线要求其抗拉强度的波动范围仅40MPa（480-520MPa），成圈直径的波动范围仅2mm（58-60mm），为此自动绑扎钢筋用盘条的抗拉强度必须实现精准控制，波动范围更小为30MPa（390-420MPa）。

采用上述技术方案的有益效果在于：1、该自动绑扎用钢是一个新钢种，适用于拉丝产品，属于低碳冷镦钢新用途的开发；市场上尚未出现专门用作自动绑扎线的钢种，本发明填补了这一钢种的空白；2、钢种成分的设计：碳含量的窄范围设计0.13-0.15%、低硅低锰设计；3、冷却工艺的设定：为保证成品盘条的力学性能稳定性，在不调整成分的前提下，根据气候温度的变化及钢种的特性制定了两种冷却工艺，配合两种不同的冷却工艺实现成品盘条力学性能的精准控制（抗拉强度390-420MPa，断面收缩率≥68%，断后伸长率≥34%），特别是抗拉强度的波动范围仅30MPa。4、使用本发明自动绑扎钢筋用盘条试验生产的直径为0.8mm的自动绑扎线成品的抗拉强度合格率100%满足480-520MPa；95%以上的自动绑扎线成品成圈直径满足58-60mm。

附图说明

图1 气温25℃时生产的Φ5.5mm的自动绑扎钢筋用成品盘条的显微组织

图2 气温30℃时生产的Φ5.5mm的自动绑扎钢筋用成品盘条的显微组织

图3 气温21℃时生产的Φ5.5mm的自动绑扎钢筋用成品盘条的显微组织

图4 气温10℃时生产的Φ5.5mm的自动绑扎钢筋用成品盘条的显微组织

图5 气温-7℃时生产的Φ5.5mm的自动绑扎钢筋用成品盘条的显微组织。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施方式对本发明做进一步详细说明，但本发明绝非限于实施例。

实施例1

自动绑扎钢筋用盘条的化学成分和质量百分比如下：C=0.13%，Si=0.08%，Mn=0.50%，P=0.030%，S=0.010%，Alt=0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质。

生产方法如下：

一种自动绑扎钢筋用钢的铸坯冶炼时依次通过铁水预处理、转炉冶炼、LF炉精炼，自动绑扎线钢筋用钢的化学成分按重量百分比为：C=0.13%，Si=0.08%，Mn=0.50%，P=0.030%，S=0.010%，Alt=0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质，铸坯尺寸为160mm×160mm×10700mm。

自动绑扎线钢筋用钢的铸坯进入加热炉中首先预热到1065℃，然后加热到1090℃保温，铸坯在加热炉内的总时间90min，炉内氧含量6%。

在气温为25℃时生产Φ5.5mm的自动绑扎钢筋用盘条，进精轧机温度955℃，进吐丝/卷曲机温度910℃。

Φ5.5mm的自动绑扎钢筋用盘条经过轧制后首先在斯太尔摩冷却辊道上冷却，保温罩全部打开，从进入保温罩开始算起的前4个冷却风机打开，其余风机关闭，平均辊道速度为0.45m/s，冷却辊道长度为82m,经过集卷器后盘条在PF链上自然空冷。

Φ5.5mm自动绑扎钢筋用成品盘条的金相组织如附图1所示，显微组织为铁素体+珠光体，晶粒尺寸均匀，晶粒度为7级，抗拉强度390MPa，断面收缩率70%，断后伸长率34%。使用本发明自动绑扎盘条试验生产的自动绑扎线力学性能合格率100%，成圈直径合格率在95%以上。

实施例2

自动绑扎钢筋用盘条的化学成分和质量百分比如下：C=0.15%，Si=0.07%，Mn=0.30%，P=0.015%，S=0.008%，Alt=0.04%，余量为Fe和不可避免的杂质。

生产方法如下：

一种自动绑扎钢筋用钢的铸坯冶炼时依次通过铁水预处理、转炉冶炼、LF炉精炼，自动绑扎线钢筋用钢的化学成分按重量百分比为：C=0.15%，Si=0.07%，Mn=0.30%，P=0.015%，S=0.008%，Alt=0.04%，余量为Fe和不可避免的杂质，铸坯尺寸为160mm×160mm×10700mm。

自动绑扎线钢筋用钢的铸坯进入加热炉中首先预热到1095℃，然后加热到1110℃保温，铸坯在加热炉内的总时间100min，炉内氧含量7%。

在气温为30℃时生产Φ5.5mm的自动绑扎钢筋用盘条，进精轧机温度：925℃，进吐丝/卷曲机温度：890℃。

Φ5.5mm的自动绑扎钢筋用盘条经过轧制后首先在斯太尔摩冷却辊道上冷却，保温罩全部打开，从进入保温罩开始算起的前4个冷却风机打开，其余风机关闭，平均辊道速度为0.45m/s，冷却辊道长度为82m,经过集卷器后盘条在PF链上自然空冷。

Φ5.5mm自动绑扎钢筋用成品盘条的金相组织如附图2所示，显微组织为铁素体+珠光体，晶粒尺寸均匀，晶粒度为7级，抗拉强度420MPa，断面收缩率68%，断后伸长率35%。使用本发明自动绑扎盘条生产的自动绑扎线力学性能合格率100%，成圈直径合格率在95%以上。

实施例3

自动绑扎钢筋用盘条的化学成分和质量百分比如下：C=0.14%，Si=0.05%，Mn=0.40%，P=0.026%，S=0.007%，Alt=0.03%，余量为Fe和不可避免的杂质。

生产方法如下：

一种自动绑扎钢筋用钢的铸坯冶炼时依次通过铁水预处理、转炉冶炼、LF炉精炼，自动绑扎线钢筋用钢的化学成分按重量百分比为：C=0.14%，Si=0.05%，Mn=0.40%，P=0.026%，S=0.007%，Alt=0.03%，余量为Fe和不可避免的杂质，铸坯尺寸为160mm×160mm×10700mm。

自动绑扎线钢筋用钢的铸坯进入加热炉中首先预热到1080℃，然后加热到1100℃保温，铸坯在加热炉内的总时间95min，炉内氧含量5%。

在气温为21℃时生产Φ5.5mm的自动绑扎钢筋用盘条，进精轧机温度：940℃，进吐丝/卷曲机温度：900℃。

Φ5.5mm的自动绑扎钢筋用盘条经过轧制后首先在斯太尔摩冷却辊道上冷却，保温罩全部关闭，冷却风机全部关闭，平均辊道速度为0.30m/s，冷却辊道长度为82m,经过集卷器后盘条在PF链上自然空冷。

Φ5.5mm自动绑扎钢筋用成品盘条的金相组织如附图3所示，显微组织为铁素体+珠光体，晶粒尺寸均匀，晶粒度为7级，抗拉强度400MPa，断面收缩率71%，断后伸长率36%。使用本发明自动绑扎盘条试验生产的自动绑扎线力学性能合格率100%，成圈直径合格率在95%以上。

实施例4

自动绑扎钢筋用盘条的化学成分和质量百分比如下：C=0.14%，Si=0.050%，Mn=0.34%，P=0.016%，S=0.007%，Alt=0.03%，余量为Fe和不可避免的杂质。

生产方法如下：

一种自动绑扎钢筋用钢的铸坯冶炼时依次通过铁水预处理、转炉冶炼、LF炉精炼，自动绑扎线钢筋用钢的化学成分按重量百分比为：C=0.14%，Si=0.050%，Mn=0.34%，P=0.016%，S=0.007%，Alt=0.03%，余量为Fe和不可避免的杂质，铸坯尺寸为160mm×160mm×10700mm。

自动绑扎线钢筋用钢的铸坯进入加热炉中首先预热到1085℃，然后加热到1105℃保温，铸坯在加热炉内的总时间93min，炉内氧含量5%。

在气温为10℃时生产Φ5.5mm的自动绑扎钢筋用盘条，进精轧机温度：938℃，进吐丝/卷曲机温度：904℃。

Φ5.5mm的自动绑扎钢筋用盘条经过轧制后首先在斯太尔摩冷却辊道上冷却，保温罩全部关闭，冷却风机全部关闭，平均辊道速度为0.30m/s，冷却辊道长度为82m,经过集卷器后盘条在PF链上自然空冷。

Φ5.5mm自动绑扎钢筋用成品盘条的金相组织如附图4所示，显微组织为铁素体+珠光体，晶粒尺寸均匀，晶粒度为7级，抗拉强度415MPa，断面收缩率69%，断后伸长率36%。使用本发明自动绑扎盘条试验生产的自动绑扎线力学性能合格率100%，成圈直径合格率在95%以上。

实施例5

自动绑扎钢筋用盘条的化学成分和质量百分比如下：C=0.13%，Si=0.060%，Mn=0.42%，P=0.020%，S=0.004%，Alt=0.05%，余量为Fe和不可避免的杂质。

生产方法如下：

一种自动绑扎钢筋用钢的铸坯冶炼时依次通过铁水预处理、转炉冶炼、LF炉精炼，自动绑扎线钢筋用钢的化学成分按重量百分比为：C=0.13%，Si=0.060%，Mn=0.42%，P=0.020%，S=0.004%，Alt=0.05%，余量为Fe和不可避免的杂质，铸坯尺寸为160mm×160mm×10700mm。

自动绑扎线钢筋用钢的铸坯进入加热炉中首先预热到1090℃，然后加热到1095℃保温，铸坯在加热炉内的总时间85min，炉内氧含量4%。

在气温为-7℃时生产Φ5.5mm的自动绑扎钢筋用盘条，进精轧机温度：945℃，进吐丝/卷曲机温度：908℃。

Φ5.5mm的自动绑扎钢筋用盘条经过轧制后首先在斯太尔摩冷却辊道上冷却，保温罩全部关闭，冷却风机全部关闭，平均辊道速度为0.30m/s，冷却辊道长度为82m,经过集卷器后盘条在PF链上自然空冷。

Φ5.5mm自动绑扎钢筋用成品盘条的金相组织如附图5所示，显微组织为铁素体+珠光体，晶粒尺寸均匀，晶粒度为7级，抗拉强度392MPa，断面收缩率74%，断后伸长率40%。使用本发明自动绑扎盘条试验生产的自动绑扎线力学性能合格率100%，成圈直径合格率在95%以上。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。