穿水冷却生产钢筋的工艺实践

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日标SD390、英标460MPa级钢筋。英标460执行BS4449：1988标准，日标SD390执行JISG311221987标准。以上标准对轧后冷却工艺并无严格的规定，只要性能达到即可，一般采用微合金化和轧后余热淬火处理两种工艺生产。

微合金化需要加钒氮合金或铌铁，将会大幅度增加成本，以目前的市场价格，吨材增加成本70～100元。采用轧后余热淬火处理工艺，适当控制C当量，完全能保证钢筋的综合性能。

穿水冷却布置分为中轧后水冷线和精轧后水冷线。考虑到电耗和降低生产事故，中轧后水冷线只在生产需要控轧钢种时才使用。中轧后水冷线总长3m，由正反两个冷却器组成，紊流管内径φ60mm，冷却水流量100m3，压力1.2MPa。精轧后水冷线总长度21m，由9个正向冷却器、1个反向冷却器、1个吹风器组成，紊流管内径根据规格更换，冷却水流量450m3，压力1.2MPa，压缩空气压力0.6MPa，流量10m3/h。

工艺实践

1、水温的控制

水温对冷却效果有很大影响，它直接影了冷却速度。若水温过高，冷却速度不够，产生不了足够的过冷度，使得表面回火马氏体的深度不够，钢筋的抗拉强度将达不到要求。水温应当控制在30℃以下。为此，增设了一个冷却水池，蓄水能力1000m3，冷却能力1200m3/h。

2、水压的控制

水压对冷却效果的影响也非常明显。必须要有足够的水压，才能把冷却过程中附着在钢筋表面的氧化膜击破。另外，水压足够高才能消除重力的影响，使钢筋浮在紊流管的中心，达到均匀冷却的目的。实践表明，水压应控制在0.7MPa以上。

3、紊流管的尺寸和形状

穿水冷却通常有两种形式：套管式和紊流管式。日照厂采用紊流管结构。套管式冷却均匀，但冷却强度不大，对水的压力流量和冷却线长度要求高。紊流管式冷却强度大，但内腔设计难以掌握，否则容易产生不均匀冷却，波浪弯曲难以控制，而且钢筋在紊流管内的阻力大，严重的时候会直接在紊流管内堆钢。

4、穿水位置的选择

一般说来，水冷线离成品机架越短越好。出了成品机架马上穿水，可以减少奥氏体再结晶程度，保存轧制变形的效果，综合的力学性能较好。以上原理在实际应用中，可以采取变通。对日标SD390螺纹，标准规定屈服上限不能超过510MPa。在实际调整过程中，为了控制弯曲，往往出现性能偏高的情况。虽然经过足够的时效，能回落到正常值，但在周转快的情况下，产品可能在一周内就会投入使用，此时因时效期不够，强度仍然偏高，容易引起质量异议。此时，应在水冷线的后半段采取穿水工艺。后半段穿水，经过1秒钟时间，奥氏体经过再结晶，晶粒度一般能长大一个数量级，而且因钢温有所降低，减小了过冷度，也可以使性能有所降低。这样处理的钢筋，时效很小，性能稳定。

5、波浪弯曲问题

在穿水工艺生产φ20以下规格时，很容易出现波浪弯曲。穿水强度小，性能不够，也容易造成波浪弯曲，穿水强度提高，又容易造成堆钢。此问题成为制约生产的瓶颈环节。因为小规格刚性差，在受到阻力时更容易产生不均匀冷却，从而产生弯曲。一般棒材生产线在分段剪前有一个夹送辊，但常常不用。为了解决小规格阻力过大问题，利用起了分段剪前的夹送辊，设定超前系数，从而很好地解决了这一问题。