T-CISA 455-2024 细晶粒棒线材控轧控冷技术规范

CCSH04CISATechnicalrequirementsforcontrolledrollingandcontrolledcoolingprocessoffinegrainwirerodsandbars2024-11-01发布中国钢铁工业协会发布I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国钢铁工业协会提出。本文件由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口。本文件起草单位：中钢设备有限公司、冶金工业信息标准研究院、建龙西林钢铁有限公司、山西建邦钢铁集团有限公司、北京科技大学。本文件主要起草人：唐发启、马斌、方针正、董红卫、赵晶晶、张俊义、赵铭、李怀柱、夏云峰、余伟、赵兴通、李波、赵森林、刘敏、黄良、何巍巍、彭定军。1T/CISA455—2024细晶粒棒线材控轧控冷技术规范本文件规定了建筑用细晶粒棒线材控制轧制-控制冷却（以下简称控轧控冷）技术的一般要求、原理与流程、设备要求、生产工艺要求、坯料成分要求、安装调试与运行维护。本文件适用于可减量最终产品中合金含量的建筑用棒线材轧制生产线的建设或改造。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB1499.1钢筋混凝土用钢，第1部分：热轧光圆钢筋GB1499.2钢筋混凝土用钢，第2部分：热轧带肋钢筋GB50410型钢轧钢工程设计规范GB/T50436线材轧钢工程设计标准JB/T5000.10重型机械通用技术条件装配3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1控制轧制controlledrolling在热轧过程中通过对金属加热制度、变形制度和温度制度的合理控制，使热塑性变形和固态相变结合，以获得细小晶粒组织，使钢材具有优异的综合力学性能的轧制工艺。3.2控制冷却controlledcooling通过控制轧后钢材的冷却终止温度，以达到改善钢材组织和性能的冷却工艺。3.3热机轧制thermo-mechanicalcontrolprocess(TMCP)将轧件最终变形温度控制在非稳态奥氏体区铁素体开始转变的趋势区间（Ac3~Ar3）内，在一定变形速率下施加合适的变形量工况下进行的热加工过程。3.42T/CISA455—2024模块轧机blockstand一种用于轧制棒线材产品的高速无扭轧机。注：模块轧机用以区别于传统集体传动的高速无扭轧机机组。机组采用一拖二传动或单独传动，相邻机架互成90°3.5免加热直接轧制directrollingwithoutheating不经过加热炉加热，将连铸后带有余热的铸坯直接送入轧线，或经过适当补热后送入轧线进行轧制的工艺。4一般要求4.1控轧控冷生产线的工艺及装备应符合棒线材常规生产工艺流程及装备要求。4.2新建棒线材生产线和现有棒线材生产线技术改造时，应增加控轧控冷工艺流程环节，为开发生产细晶粒棒线材产品创造条件。4.3制定控轧控冷工艺时，应综合考虑坯料化学成分设计、各机组轧制温度制度、精轧机组变形程度、设备选型、力能参数确定以及工艺生产线平面布置等多方面因素。4.4轧制后最终产品的金相组织、表面质量、目标力学性能、目标疲劳性能、目标焊接性能均应满足GB1499.1和GB1499.2的要求，实际晶粒度应在9级以上。5原理与流程5.1原理通过控制轧件进入精轧机组的轧制温度以及控制轧件在精轧机组内的变形量，进一步控制轧件轧后温度，实现细化轧件晶粒组织，从而使最终产品达到所要求的力学性能。5.2工艺流程5.2.1控轧控冷区段内的精轧模块机组应分组布置。5.2.2棒材精轧模块机组可选择4+2或2+4布置，在车间长度允许的情况下也可选择2+2+2布置。每组模块轧机前均应布置由水冷箱和水冷后均匀轧件芯部和表面温度差的回复段组成的冷却单元，保证控轧要求的温度范围。典型的4+2布置示意图见图1，2+2+2布置示意图见图2。5.2.3线材精轧模块机组可选择8+2布置，也可选择6+2+2布置或6+4布置，每组模块轧机前均应布置由水冷箱和水冷后均匀轧件芯部和表面温度差的回复段组成的冷却单元，保证控轧要求的温度范围。典型的8+2布置示意图见图3，典型的6+2+2布置示意图见图4。图1典型的4+2布置示意图3T/CISA455—2024图2典型的2+2+2布置示意图图3典型的8+2布置示意图图4典型的6+2+2布置示意图6设备要求6.1上料区、加热炉区、粗轧机区、中轧机区以及预精轧机区、轧后冷却区及冷却后精整区的主要设备组成及选型应满足GB50410和GB/T50436的相关规定。6.2生产直条棒材产品的高速棒材精轧机组应选择模块轧机，分组布置。可选择一拖二集中传动，也可选择单独传动。模块轧机的主要性能参数见表1。6.3生产线材产品的精轧机组，应选择模块轧机，由4机架组成，分组布置。精轧机组后应配置减定径机组，定径机组应选择模块轧机，由2机架组成，宜选择单独传动。6.4生产直径在25mm~32mm以上直条棒材产品的棒材精轧机宜选择加强型的短应力线轧机，分组布置，并使用单独传动。加强型的短应力线轧机主要性能参数见表2。4T/CISA455—2024表1模块轧机主要性能参数规格230265290330辊环直径（mm）158/144228/207263/242290/270330/300适应产品规格（mm）8~20最大设计速度（m/s）605050保证速度（m/s）424242最大轧制力（t）33354050最大轧制力矩（t·m）0.30.82.32.8表2加强型的短应力线轧机主要性能参数轧机规格轧辊直径（mm）辊颈直径（mm）最大轧制力（t）最大轧制力矩（t·m）最大保证速度（m/s）350++370/33522086.5对于改造的生产线，水箱后配置的回复段宜选择围盘活套过渡，以有效利用车间现有长度。6.6精轧机组和减定径机组前均应设置连续工作制的回转式切头及碎断飞剪机。6.7模块轧机应配置专用辊环更换工具。6.8自动化系统应设置温度控制及水冷闭环控制。6.9模块轧机传动宜选择交流传动。6.10各水冷单元内水箱之间宜设置智能夹送装置。6.11对于升级改造和建设长度有限的直条棒材轧机，控轧控冷区段内的水冷单元内可布置围盘活套。围盘活套前应布置智能夹送辊装置。7生产工艺要求7.1控轧控冷生产工艺应满足GB50410和GB/T50436中的相关规定。7.2应根据轧制产品的品种及规格，制定产品在轧制过程中各区段合理的轧制温度制度，除保证在高温奥氏体再结晶区的轧制外，更要实现在奥氏体未再结晶区的轧制，以及在可发生形变诱导铁素体相变的低温区段内的轧制，或在发生铁素体相变过程中双相区的轧制。未再结晶区以及发生形变诱导铁素体相变的低温区段的控轧温度通常控制在760℃~820℃范围内。各区段可参考的典型的温度制度见附录A。7.3为保证各个区段轧制要求的温度范围，在进入该区段轧制前，应设置合理的水冷装置。水冷装置和水冷后回复段的长度应根据计算确定，通常在70m~90m范围内。水冷装置的水压应在0.8MPa~1.2MPa，水温小于35℃。7.4在奥氏体未再结晶以及发生形变诱导铁素体相变区段的（含Ac3~Ar3范围）温度范围内的轧制，连续变形量不宜小于35%，且不宜超过60%。7.5终轧后应设置由水冷箱和水冷后均匀轧件芯部和表面温度差的回复段组成的冷却装置，宜选择分级水冷的冷却工艺，抑制变形后晶粒的进一步长大。7.6模块轧机的润滑站应单独设置。7.7精轧机区控制轧制用冷却水宜单独收集处理。7.8新建和改造生产线宜设置免加热直接轧制工艺通道。5T/CISA455—20248坯料成分要求连铸坯料的主要合金元素可按表3中规定的目标成分执行。表3不同产品规格和强度等级所用坯料的化学成分推荐数值序号强度等级产品规格尺寸1400、400E≤10mm0.4~0.5无12mm~25mm0.8~1.20.4~0.5无>25mm0.4~0.6少量2500、500E≤10mm0.5~0.6无12mm~25mm0.5~0.6少量>25mm0.5~0.6适量表4模块轧机振动、温升考核指标项目考核指标振动值≤4.0mm/s滚动轴承温升≤40℃油膜轴承温升≤50℃9安装调试与运行维护9.1控轧控冷产线的安全环保应满足GB50410和GB/T50436中的相关要求。9.2设备的安装、维修、保养应符合JB/T5000.10以及图纸的有关规定。9.3应进行设备开机前检查，并定期对设备各运动件（如轧辊、夹送辊、飞剪剪臂、转辙器等）和各执行原件（如气缸、液压缸、电机等）进行检查。9.4应定期对轧辊、夹送辊、飞剪剪刃、水冷喷嘴、导槽或导管、围盘导槽等易耗零部件磨损情况进行检查，不符合要求的要及时更换。9.5应对各设备的参数，如轧机辊缝、夹送辊辊缝、飞剪剪刃侧隙、转辙器零位、喷嘴规格以及各介质的压力、流量、温度等进行定期检查和调整。9.6应定期检查水冷装置、设备冷却、润滑、气动、液压和电路中的检测元件、控制元件，保证各元件的灵敏可靠、参数正常。9.7运转过程中应随时监测各种介质参数是否正常，设备运行声音、震动、温度是否正常。一旦发生异常，应及时进行停机检修或更换零部件，保证设备在正常状态下工作。模块轧机设备的振动、温升应满足表4中的要求。9.8设备运转前和运转过程中，应确保设备周边无杂物，安全设施到位，避免发生设备或人员事故。6T/CISA455—2024控轧控冷各区段典型温度制度表表A.12+4布置型式棒材轧机控轧控冷典型温度制度钢种代表牌号规格开轧温度精轧机组一入口精轧机组二入口冷床入口Φ/mm℃℃℃℃热轧钢筋HRB400E950~1050830~850~780~780~850HRB400E950~1050850~870~800~780~850HRB400E20950~1050860~880~830~780~850表A.2线材轧机控轧控冷典型温度制度钢种代表牌号Φ/mm温度，℃开轧温度进精轧机组温度进减定径机组温度吐丝温度热轧钢筋HRB400E6.51000~950780~800760~780800~810HRB400E81000~950780~800760~780800~810表A.32+2+2布置型