專利名稱：凹螺紋高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼筋生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于建筑施工的高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的凹螺紋高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼筋的生產(chǎn)方法。它是由酸洗鈍化、拉光刻痕及包括兩向校直、高溫加熱、強(qiáng)制冷卻、中低溫加熱、保溫、強(qiáng)制冷卻在內(nèi)的熱處理等幾個(gè)生產(chǎn)工藝共同形成的。
近些年來(lái)，隨著我國(guó)沿海、沿江地區(qū)的大規(guī)模開發(fā)建設(shè)，在厚沖積層地區(qū)的基建基礎(chǔ)施工中，高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)以其高強(qiáng)度的抗壓抗拉能力和最省時(shí)省料的施工工藝等突出的特點(diǎn)被越來(lái)越多地采用。但是，制造這種管樁所要求的加強(qiáng)鋼筋必須同時(shí)具備抗拉強(qiáng)度高、延伸率大、握裹力強(qiáng)和可鐓、可焊、加工切削性良好等多項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)。而目前采用的熱軋、冷軋、冷拔等螺紋鋼筋的生產(chǎn)方法，都不能生產(chǎn)出符合高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)要求所需的鋼筋產(chǎn)品來(lái)。近些年也出現(xiàn)了以熱處理方式生產(chǎn)高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼筋的方法，雖然從一定程度上使鋼筋的強(qiáng)度有所提高，但由于加熱的溫度、控制方法及冷卻的方式等問題沒有得到很好的解決，所以生產(chǎn)出的鋼筋仍不能符合高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的技術(shù)要求，以至使高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的質(zhì)量受到影響，而先進(jìn)的管樁施工技術(shù)得不到應(yīng)有的推廣。
本發(fā)明的目的就在于克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，而提供了一種能夠符合高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)所要求的凹螺紋高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼筋的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的目的可通過如下措施來(lái)達(dá)到一種包括酸洗、鈍化，拉光減徑、凹螺紋刻痕，兩向校直、高溫加熱、冷卻、中低溫加熱、保溫、冷卻等生產(chǎn)工藝的凹螺紋高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼筋的生產(chǎn)方法。其特征在于采用了在拉光減徑的最后一級(jí)同時(shí)完成凹螺紋刻痕成型工藝，并采用了恒定溫度的高溫中頻加熱，高壓快速斜噴射式強(qiáng)制冷卻，中低溫中頻加熱，定時(shí)保溫，再次斜噴射式冷卻的熱處理工藝。
本發(fā)明的目的還可通過如下措施來(lái)達(dá)到在拉光減徑工藝最后一級(jí)的拉光機(jī)的機(jī)架中置入一個(gè)可自動(dòng)旋轉(zhuǎn)的凹螺紋刻痕模具，加工件在經(jīng)過該級(jí)拉光減徑的同時(shí)即可完成凹螺紋刻痕成型。加工件在高溫中頻加熱爐內(nèi)的加熱溫度要恒定在830℃～950℃范圍內(nèi)的一個(gè)特定溫度值上，由溫度速度控制裝置控制溫度的恒定或加工件在中頻爐內(nèi)的運(yùn)行速度。高溫加熱后的加工件在強(qiáng)制冷卻器內(nèi)進(jìn)行高壓快速斜噴射式強(qiáng)制冷卻，強(qiáng)制冷卻器的高壓水箱的壓力在4～8MPa之間，噴水管上布滿噴射斜孔，高壓噴淋水柱從各個(gè)角度射向加工件。中低溫中頻加熱爐的加熱溫度在300℃～450℃范圍內(nèi)的一個(gè)特定溫度值上。中低溫加熱后加工件進(jìn)入保溫器保溫，而后入再次冷卻器進(jìn)行斜噴射式冷卻。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有確定了高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼筋在熱處理工藝中的加熱溫度范圍、控制方法及冷卻方式等理想的技術(shù)解決方案，使經(jīng)過熱處理后的鋼筋金相組織有了較大的變化，從而使產(chǎn)成品的技術(shù)性能指標(biāo)有了明顯的改變，抗拉強(qiáng)度大幅度提高，可以達(dá)到1422MPa以上，韌性和塑性匹配得到明顯加強(qiáng)，延伸率可達(dá)5～10%，有良好的可鐓性能、可焊性能和加工切削性能，在拉光減徑的同時(shí)完成凹螺紋刻痕，既簡(jiǎn)化了工藝設(shè)備又提高了產(chǎn)品質(zhì)量，還大大加強(qiáng)了鋼筋的握裹力等特點(diǎn)。用本發(fā)明生產(chǎn)出的凹螺紋高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼筋達(dá)到了高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的技術(shù)性能指標(biāo)的要求，可產(chǎn)生出高于現(xiàn)有各種預(yù)應(yīng)力鋼筋的高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力效果。從而增加了一個(gè)新的高強(qiáng)度鋼筋品種。
本發(fā)明附圖的圖面說(shuō)明如下

圖1是本發(fā)明拉光刻痕工藝裝置示意圖;
圖2是本發(fā)明熱處理工藝裝置示意圖。
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳述用含Si、Mn等成分的低碳合金直圓鋼或盤圓鋼為加工原材，首先依次進(jìn)入酸洗池、中和池、鈍化池進(jìn)行酸洗、中和、鈍化工藝。再進(jìn)入拉光減徑刻痕工藝，在最后一級(jí)拉光機(jī)1的機(jī)架裝置3中置入一個(gè)凹螺紋模具2，當(dāng)加工件在經(jīng)過模具2時(shí)可使其自動(dòng)旋轉(zhuǎn)完成凹螺紋刻痕工藝。再經(jīng)校直機(jī)4、5分別從橫向與縱向?qū)庸ぜM(jìn)行兩向校直，以使加工件的內(nèi)部磁場(chǎng)分布更加均勻。推送機(jī)6將校直后的加工件送入中頻加熱爐7進(jìn)行高溫加熱。根據(jù)不同預(yù)應(yīng)力管樁的技術(shù)要求，對(duì)鋼筋強(qiáng)度的要求也有所不同，而采用材料的成分亦有所不同，因而高溫加熱的溫度也應(yīng)有所不同，本發(fā)明的高溫加熱溫度區(qū)間為830℃～950℃，加工件在加熱爐內(nèi)的溫度要保持在一個(gè)恒定的溫度值上，允許誤差為±5℃。這個(gè)恒定溫度值的控制是由溫度速度控制裝置8調(diào)整和控制的。當(dāng)加工件在爐內(nèi)的運(yùn)行速度不變時(shí)，可通過調(diào)整中頻加熱爐的中頻勵(lì)磁來(lái)改變中頻爐的輸出功率以實(shí)現(xiàn)對(duì)爐內(nèi)的溫度的恒定控制;當(dāng)爐內(nèi)溫度恒定時(shí)則可通過調(diào)整電機(jī)15的轉(zhuǎn)速改變推進(jìn)機(jī)6、10、14的運(yùn)行速度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)加工件在中頻加熱爐內(nèi)的運(yùn)行速度即加熱時(shí)間的控制。
本發(fā)明采用了獨(dú)特的強(qiáng)制冷卻裝置9以高壓快速斜噴射的強(qiáng)制冷卻方式對(duì)加工件進(jìn)行冷卻處理。高溫加熱后的加工件在強(qiáng)制冷卻裝置9的高壓水箱內(nèi)，受到來(lái)自布滿斜射孔的噴水管從各個(gè)角度射向的4～8MPa的高壓噴淋水柱的快速噴淋，使其在驟然間急劇降溫，完成對(duì)加工件的強(qiáng)制冷卻，降溫幅度可從900℃以上高溫降至150℃以下。推送機(jī)10將強(qiáng)制冷卻后的加工件送入中低溫中頻加熱爐11進(jìn)行中低溫加熱，其加熱溫度在300℃～450℃之間的一個(gè)特定溫度值上。中溫加熱后加工件進(jìn)入保溫器12保溫。而后進(jìn)入再次冷卻器13進(jìn)行斜噴射方式的冷卻，高壓水箱內(nèi)的水流壓力為2～3MPa。最后進(jìn)行卷曲或裁截成段。
經(jīng)過熱處理工藝的加工件金相組織發(fā)生改變，呈以低碳馬氏體為主含小量貝氏體的低碳合金結(jié)構(gòu)鋼，成分的百分比為C0.25～0.33，Si1.00～1.40，Mn0.60～0.90，P≤0.025，S≤0.025，Cu≤0.25。抗拉強(qiáng)度得到大幅度提高，可達(dá)到1422MPa以上，韌性和塑性的匹配更為合理，延伸率提高到5～10%，并具有良好的可鐓、可焊和加工切削性能。經(jīng)過本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)成品規(guī)格為φ7、φ9、φ11、φ13的凹螺紋高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼筋截條或卷盤。
權(quán)利要求
1.一種凹螺紋高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼筋的生產(chǎn)方法，包括酸洗、鈍化，拉光減徑、凹螺紋刻痕，兩向校直、高溫加熱、冷卻、中低溫加熱、保溫、冷卻等生產(chǎn)工藝，其特征在于采用了在拉光減徑的最后一級(jí)(1)同時(shí)完成凹螺紋刻痕成型，采用了恒定溫度的高溫中頻加熱(7、8)，高壓快速斜噴射式強(qiáng)制冷卻(9)，中低溫中頻加熱(11)，定時(shí)保溫(12)，再次斜噴射式冷卻(13)的熱處理工藝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凹螺紋高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼筋的生產(chǎn)方法，其特征在于在拉光減徑工藝的最后一級(jí)拉光機(jī)(1)的機(jī)架裝置(3)中置入一個(gè)可自動(dòng)旋轉(zhuǎn)的凹螺紋刻痕模具(2)，加工件在經(jīng)過該裝置的同時(shí)完成拉光減徑和凹螺紋刻痕成型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凹螺紋高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼筋的生產(chǎn)方法，其特征在于加工件在高溫中頻加熱爐(7)內(nèi)的加熱溫度要恒定在830℃～950℃的一個(gè)特定溫度值上，由溫度速度控制裝置(8)控制溫度的恒定或加工件在中頻爐(7)內(nèi)的運(yùn)行速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凹螺紋高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼筋的生產(chǎn)方法，其特征在于高溫加熱后的加工件在強(qiáng)制冷卻器(9)內(nèi)進(jìn)行高壓快速斜噴射式強(qiáng)制冷卻，強(qiáng)制冷卻器(9)的高壓水箱的壓力在4～8MPa之間，噴水管上布滿噴射斜孔，高壓噴淋水柱從各個(gè)角度射向加工件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凹螺紋高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼筋的生產(chǎn)方法，其特征在于中低溫中頻加熱爐(11)的加熱溫度在300℃～450℃之間的一個(gè)特定溫度值上，中低溫加熱后加工件進(jìn)入保溫器(12)保溫，而后入再次冷卻器(13)進(jìn)行斜噴射式冷卻。
全文摘要
本發(fā)明是一種凹螺紋高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼筋的生產(chǎn)方法，包括酸洗鈍化、拉光刻痕和熱處理等生產(chǎn)工藝，采用了模具自轉(zhuǎn)式凹螺紋刻痕成型工藝和恒定溫度的高溫、中低溫中頻加熱及高壓快速斜噴射式強(qiáng)制冷卻的熱處理工藝。使產(chǎn)成品的抗拉強(qiáng)度可提高到1422MPa以上，延伸率達(dá)5～10％，并具有良好的可鐓、可焊和加工切削性能，達(dá)到了高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)的要求，增加了一個(gè)新的高強(qiáng)度鋼筋品種。
文檔編號(hào)B21F99/00GK1095972SQ94103618
公開日1994年12月7日 申請(qǐng)日期1994年3月29日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月29日
發(fā)明者李斌, 王東升 申請(qǐng)人:番禺市橋梁開發(fā)建設(shè)集團(tuán)公司