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穿水冷却设计方案 （10螺--20螺） 一、穿水理论基础： 1、工艺名称：带肋钢筋表面淬火及自回火——QTB工艺 产品质量性能控制的柔性化生产，是轧制技术发展趋势中最有代表性的技术之一。为充分发挥材料的潜能，节约资源，对于同一化学成分的钢坯，在轧制过程中通过采用不同的工艺控制，就可生产出不同级别的产品。带肋钢筋的表面淬火及自回火——QTB工艺，就是为了适应这一发展趋势而发展起来的。 2、控制原理 该工艺过程的控制原理下如图所示。在淬火阶段，当棒材离开终轧机时，需剧烈水冷，在棒材表面形成冷硬层，冷却速度高于形成马氏体速度，以获得粗大马氏体；在回火阶段，热量从温度仍很高的棒材芯部传到已淬火的表面，使在第1阶段得到的马氏体得到自回火；第3阶段是在冷床上，棒材芯部未转换的奥氏体进行半等温相变。 由于在棒材表面形成了回火马氏体组织，可提高其屈服强度约150Mpa，可代替影响材料韧性的进一步加工处理。产品在具有高强度的同时，保证了足够的韧性，产品质量好于热轧加空冷的微合金钢及低合金钢产品。而且由于碳当量较低，采用QTB工艺后的带肋钢筋还可获得较好的焊接性能。 此工艺中，终轧温度、淬火时间、水流量是淬火工艺的关键参数，淬火过程又决定了一个特定的回火温度，这些因素决定了回火马氏体环面积所占的比例，并将最终决定产品的力学性能，尤其是抗拉性能。 某厂生产G460出口材，使用HRB335原料，所得到的性能如下： 25 螺G460直方图（图8） 样 本 数 333 屈服下限MPa 510 标准偏差 15.69 屈服平均值MPa 584.70 工序能力指数CPL 1.59 结 论 良好 样 本 数 333 抗拉下限MPa 561 标准偏差 16.12 抗拉平均值MPa 701.60 工序能力指数CPL 2.91 结 论 良好 样 本 数 333 延伸下限MPa 14 标准偏差 1.76 延伸平均值MPa 21.47 工序能力指数CPL 1.42 结 论 良好 3、经济效益：QTB工艺的开发带来的经济效益是很明显的。如果使用自供坯，用低碳钢代替合金钢（20MnV），可节省炼钢车间生产成本18%；如果代替低合金钢（20MnSi），可节约成本8%。如果购坯轧制，使用低碳钢代替合金钢（20MnV），可节省生产成本15%；如果代替低合金钢（20MnSi），可节省生产成本6%。 二、本次轧钢厂穿水目的及要达到的效果 1、穿水目的：棒材通过成品轧机后，经过穿水设备将轧件迅速冷却，再经棒材自回火，使产品性能达到提高。穿水后组织为心部：铁素体+珠光体；外层：回火马氏体 2、效果：将HRB335的原料经过穿水，产品性能满足GB1499-1998标准中HRB400要求。且平均值高于国标：Rel≥430Mpa；Rm≥570Mpa；A≥17% 三、工艺设计及设备布置 原料成分的设计（要求成分均匀） C（%） Si（%） Mn（%） S、P（%） CEq（%） ≤0.25 ≤0.8 ≤1.6 ≤0.045 ＞0.41 轧制规格： 轧制规格：Φ10~~Φ20带肋螺纹钢筋 轧制速度： 按轧钢厂所提供的K1成品速度：Φ10螺~~Φ20螺：11.5米/秒；出钢温度要求：加热炉出钢1050±50°C；连铸连轧800°C以上。 予留场地要求：按设计提供的现场布置图。 成品中心线到冷床的最小距离：30米。 设计穿水： 按3段设计，每段4.50米，双通道设计(要求K1中心线至倍尺剪见图,如果空间距离不足可以减少剪子和穿水设备之间的距离。) 设备布置：各种型号的穿水管及通道安置在工作平台上（具体见布置图） 冷却水温度：温度≤38度，水中颗粒杂质≤5毫米 总流量要求： 水量：500米3/小时（3段设计） 水压要求：(到穿水管压力、压力稳定)：最大值2.0MPa 10、水压调整方式：变频恒压控制. 11、倍尺剪剪切能力满足要求。用启停式飞剪 12、倍尺长度的检测满足要求。 13、供气要求： 要求4个供水/气点，每处供气压力大于5Kg。 14、管路要求： 一根Φ277钢管平行轧制线铺设，距轧制线距离约2米，现场检测元件满足穿水要求。 四、主要业绩 本公司成功运用穿水冷却工艺实现由HRB335原料生产HRB400、HRB500、B500B、G460的单位如下表： 序号 类型 用户单位 数量 备注 1 螺纹钢棒材 马钢三轧总厂棒材分厂 一条线 总成套地面实施 2 螺纹钢棒材 商丘闽达 两条线 总成套地面实施 3 螺纹钢棒材 山东沂水鑫源钢铁 一条线 穿水总包 4 螺纹钢棒材 扶沟兴达 一条线 总