余熱淬火工藝提高鋼筋性能的研究.pdf

1、熱軋鋼筋是現(xiàn)代工業(yè)中的重要鋼材之一，主要運用于建筑行業(yè)。我國生產(chǎn)的熱軋鋼筋在強(qiáng)韌性等機(jī)械性能上與鋼鐵發(fā)達(dá)國家相比還存在著較大的不足，為了滿足市場需求，盡快與國際市場接軌，生產(chǎn)高強(qiáng)度鋼筋就顯得格外重要。本文針對這一現(xiàn)狀，在理論分析和實驗的基礎(chǔ)上，提出了通過控制軋制和控制冷卻的方法，尤其是通過軋后的余熱淬火工藝來提高鋼筋的綜合機(jī)械性能。 論文首先從螺紋鋼筋的組織成分入手，對螺紋鋼筋的橫斷面上組織及變化進(jìn)行觀察及分析，發(fā)現(xiàn)通過余熱淬火

2、處理的鋼筋表層為回火馬氏體，心部為非馬氏體組織，其中表面層的馬氏體厚度是影響鋼筋強(qiáng)度的重要因素。同時，還對鋼材的夾雜物含量，鋼筋表面裂等進(jìn)行了分析，并針對鋼筋的使用性能，對焊接鋼筋的熱影響區(qū)進(jìn)行了分析。通過微觀的觀察和分析，發(fā)現(xiàn)了鋼筋的微觀組織及形態(tài)決定了鋼筋的力學(xué)性能。而鋼筋的微觀組織由鋼材的化學(xué)成分，軋制工藝以及軋后的冷卻工藝決定。要改善鋼筋的力學(xué)性能，必須對以上各影響因素進(jìn)行調(diào)整以得到最佳的成分和工藝。 通過對鋼筋化學(xué)成分

3、及軋制參數(shù)與鋼筋強(qiáng)度和塑性指標(biāo)的相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)鋼筋的化學(xué)成分和軋制過程的軋制參數(shù)對鋼筋最終的性能也有很大影響。在大量實驗數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)，將鋼筋的碳，錳，硅的含量適當(dāng)提高將有利于提高鋼筋的性能。并通過分析對軋制參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整，以利于得到更高性能的鋼筋。 軋后的余熱淬火將決定鋼筋最終的性能。在這一過程中，冷卻參數(shù)是影響鋼筋性能的主要因素。在現(xiàn)場生產(chǎn)中兩個重要的冷卻參數(shù)冷卻時間和冷卻水量分別由冷卻管長度和冷卻水壓力決定。通過大

4、量實驗并對實驗結(jié)果進(jìn)行分析，對這兩個參數(shù)及其對鋼筋性能的影響進(jìn)行了分析，并結(jié)合實際，得出了優(yōu)化的冷卻參數(shù)。 軋后余熱淬火的核心問題就是數(shù)學(xué)模型的建立。本文從理論出發(fā)，通過對鋼筋冷卻過程傳熱的分析，建立了冷卻過程中的三個數(shù)學(xué)模型：始冷溫度預(yù)報模型，冷卻水量模型和自回火溫度模型。并結(jié)合實際情況，對模型進(jìn)行數(shù)學(xué)簡化，使之更加適合現(xiàn)場生產(chǎn)。實踐表明，控制冷卻中的數(shù)學(xué)模型對現(xiàn)場生產(chǎn)有很好的指導(dǎo)作用。 本文理論結(jié)合實踐，通過余熱淬火