熱軋帶肋鋼筋(講課)

熱軋帶肋鋼筋鋼軋指揮部軋鋼工藝組：王慶賀一、概述螺紋鋼是熱軋帶肋鋼筋的俗稱。其牌號(hào)由HRB和牌號(hào)的屈服點(diǎn)最小值構(gòu)成。H、R、B分別為熱軋（Hotrolled）、帶肋（Ribbed）、鋼筋（Bars）三個(gè)詞的英文首位字母。熱軋帶肋鋼筋分為HRB335（老牌號(hào)為20MnSi）、HRB400（老牌號(hào)為20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）、HRB500三個(gè)牌號(hào)。主要用途：廣泛用于房屋、橋梁、道路等土建工程建設(shè)。主要產(chǎn)地：螺紋鋼的生產(chǎn)廠家在我國(guó)主要分布在華北和東北，華北地區(qū)如首鋼、唐鋼、宣鋼、承鋼等東北地區(qū)如西林、北臺(tái)、撫鋼等，這兩個(gè)地區(qū)約占螺紋鋼總產(chǎn)量50%以上。二、熱軋帶肋鋼筋新舊標(biāo)準(zhǔn)的比較標(biāo)準(zhǔn)更新后，從新標(biāo)準(zhǔn)的字面表向上、鋼筋的標(biāo)識(shí)上和技術(shù)要求上都或多或少的變化，在使用過(guò)程中應(yīng)加以注意，防止錯(cuò)誤引用廢止規(guī)范的和混淆新舊規(guī)范的差別而引起鋼筋在訂貨和使用過(guò)程中帶來(lái)的不必要的麻煩。l?表象上的變化1.1標(biāo)準(zhǔn)名稱和適用范圍的改變。標(biāo)準(zhǔn)名稱的字面理解，新標(biāo)準(zhǔn)適用范圍擴(kuò)大；普通熱軋鋼筋、細(xì)晶粒熱軋鋼筋（熱軋后控軋和控冷工藝處理形成的細(xì)晶粒鋼筋（注：晶粒度不粗于9級(jí)），均適用此規(guī)范。同時(shí)對(duì)鋼筋牌號(hào)進(jìn)行了調(diào)整，見表.類別牌號(hào)牌號(hào)構(gòu)成英文字母含義牌號(hào)標(biāo)志普通HRB335HRB+規(guī)定的屈HRB是熱軋帶肋鋼筋3熱軋HRB400服強(qiáng)度最小值Hotrolledribbed4鋼筋HRB500bars的英文縮寫5細(xì)晶HRBF335HRBF+規(guī)定的屈HRBF是熱軋帶肋鋼C3粒熱HRBF400服強(qiáng)度最小值筋HotrolledC4軋鋼筋HRBF500ribbedbars的英文縮寫后加“細(xì)“的英文Fine的首字母C5同時(shí)還規(guī)定了有較高要求的抗震結(jié)構(gòu)用鋼筋在上表已有牌號(hào)后增加“E”例如：HRBF335E等，在施工使用過(guò)程中，施工單位要詳細(xì)查閱施工圖紙，在訂貨和使用過(guò)程中要注意鋼筋的牌號(hào)和標(biāo)志，防止錯(cuò)用根據(jù)規(guī)范對(duì)鋼筋牌號(hào)的調(diào)整。鋼筋在包裝、標(biāo)志也有所變化，帶肋鋼筋除在表面軋上牌號(hào)標(biāo)志外，可依次軋上經(jīng)注冊(cè)的廠名（或商標(biāo)）和直徑毫米數(shù)字。鋼筋牌號(hào)以阿拉伯?dāng)?shù)字加上英文字母表示，見上表。廠名以漢語(yǔ)拼音字頭表示；直徑毫米以阿拉伯?dāng)?shù)字表示。與舊標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定有較大變動(dòng)，在訂貨、驗(yàn)收貨和使用過(guò)程中應(yīng)引起注意。也就是今天看到的鋼筋表面刻著“3”就是HRB335,舊時(shí)常說(shuō)的“II、III級(jí)鋼”的說(shuō)法停止使用。鋼筋技術(shù)要求的更新2.1新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鋼筋的外形尺寸、重量及允許偏差對(duì)舊標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了補(bǔ)充,增加了不帶縱肋的月牙鋼筋的規(guī)定,對(duì)此種鋼筋的內(nèi)徑偏差稍有放寬,但重量偏差不得大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（公稱直徑6-12mm，不超過(guò)土7%；公稱直徑14?20mm,不超過(guò)土5%；公稱直徑22?50mm,不超過(guò)土4%）。在交貨時(shí)長(zhǎng)度允許偏差增加了“當(dāng)要求最小長(zhǎng)度時(shí)，其偏差為+50mm；當(dāng)要求其最大長(zhǎng)度時(shí)，其偏差為-50mm”。在鋼筋表面質(zhì)量的控制上尺度適當(dāng)?shù)姆艑挘瑥匿摻畹牧W(xué)性能規(guī)定了表面質(zhì)量是否符合標(biāo)注要求，規(guī)定更客觀化。只要鋼筋經(jīng)過(guò)鋼絲刷刷過(guò)的試樣的重量、尺寸、截面積和拉伸性能不低于標(biāo)準(zhǔn)要求，銹皮、表面不平整或氧化鐵皮不作為鋼筋拒收的理由，但帶有以上規(guī)定以外表面缺陷的試驗(yàn)不符合拉伸性能和彎曲性能要求是，則認(rèn)為缺陷是有害的。對(duì)鋼筋的表面裂紋、結(jié)疤、折疊、凹凸等表面缺陷不做表面的具體評(píng)價(jià)。根據(jù)上述新標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，在鋼筋現(xiàn)場(chǎng)表面質(zhì)量的檢查過(guò)程中已提請(qǐng)施工同仁和個(gè)相關(guān)方注意進(jìn)場(chǎng)表管質(zhì)量驗(yàn)收的尺度。新標(biāo)準(zhǔn)在鋼材技術(shù)要求方面做了較大調(diào)整，增加了“特征值”的概念（特征值在無(wú)限多次的檢驗(yàn)中，與某一規(guī)定概率所對(duì)應(yīng)的分位值），并對(duì)鋼筋性能特征值進(jìn)行了調(diào)整，相關(guān)指標(biāo)如下表所示：新舊新舊新舊新舊牌號(hào)Rel（屈服強(qiáng)度Mpa）Rm（抗拉強(qiáng)度Mpa）A（斷后伸長(zhǎng)率％）Ag（最大力總伸長(zhǎng)率％）不小于HRB（F）33533533545549017167.52.5HRB（F）4004004005405701614HRB（F）5005005006306301512新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋼筋的抗拉性能要求比就標(biāo)準(zhǔn)有所降低，鋼筋的斷后延伸率作了適當(dāng)?shù)奶岣?，而最大力下的總延伸率作為考核該鋼筋性能的主要指?biāo)，比原標(biāo)準(zhǔn)有較大幅度的提高。對(duì)于有較高要求的抗震結(jié)構(gòu)使用的鋼筋｛HRB（F）XXXE｝，除滿足舊規(guī)范規(guī)定的屈強(qiáng)比要求以外，增加了“最大力總伸長(zhǎng)率Ag不小于9％”的規(guī)定。在鋼筋材質(zhì)單檢查和復(fù)試報(bào)告是否合格時(shí)應(yīng)注意這些項(xiàng)目的檢查。檢驗(yàn)方法和規(guī)則的變化新標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)規(guī)則分成了特征值的檢驗(yàn)和交貨檢驗(yàn)。3.1特征值的檢驗(yàn)適用于：a.供方對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的控制檢驗(yàn)|；b.需方提出要求，經(jīng)供需雙方協(xié)議一致的檢驗(yàn);C.第三方產(chǎn)品認(rèn)證及仲裁檢驗(yàn)。一般屬于供方出場(chǎng)前質(zhì)量控制檢驗(yàn)。施工現(xiàn)場(chǎng)的檢驗(yàn)即交貨檢驗(yàn)新規(guī)范規(guī)定的檢驗(yàn)批次比舊規(guī)范有所改變“鋼筋應(yīng)按批進(jìn)行檢查和驗(yàn)收，每一由同一牌號(hào)、同一爐罐號(hào)、同一規(guī)格的鋼筋組成。每批重量通常不大于60t。超過(guò)60t的部分，每增加40t（或不足40t的余數(shù)），增加一個(gè)拉伸試驗(yàn)試樣和一個(gè)彎曲試樣?！睂?duì)于混合批的規(guī)定要求混合批的重量不大于60t的情況下，碳當(dāng)量和錳含量在規(guī)范范圍內(nèi)可以按上述辦法取樣。重量偏差的測(cè)量，試樣的規(guī)定有所改變，試樣數(shù)量不少于5支，長(zhǎng)度不小于500mm，長(zhǎng)度精確到1mm，測(cè)量試驗(yàn)總重量精確度不大于總重量的1％。同時(shí)新標(biāo)準(zhǔn)在鋼筋的工藝性能要求上增加了“疲勞性能、焊接性能、晶粒度”三項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的要求。疲勞試驗(yàn)可以根據(jù)供需雙方協(xié)商確定；晶粒度檢驗(yàn)不應(yīng)粗于9級(jí)，在供方能保證的情況下可不做晶粒度檢驗(yàn)。彎曲性能新標(biāo)準(zhǔn)增加對(duì)“〉40?50mm”的要求，彎心直徑較“28?40mm”增加一個(gè)直徑的倍數(shù)。比舊標(biāo)注分得更細(xì)。反向彎曲試驗(yàn)方法上也有所改變?yōu)椤跋日龔?00,再反彎200，彎曲角度均應(yīng)在去載之前測(cè)量，鋼筋彎曲部位表面不得產(chǎn)生裂紋”。以上的檢驗(yàn)項(xiàng)目和方法在使用過(guò)成中應(yīng)引起注意，防止在使用過(guò)程中引用標(biāo)注的錯(cuò)誤，而帶來(lái)合格品與不合格品的混淆。三、國(guó)內(nèi)幾條熱軋鋼筋生產(chǎn)線情況馬鋼六十萬(wàn)噸連續(xù)式棒材車間該條生產(chǎn)線的主要工藝技術(shù)及機(jī)械設(shè)備由POMINI公司提供；電氣及自動(dòng)化控制系統(tǒng)由瑞典ABB公司提供。該生產(chǎn)線具有九十年代國(guó)際先進(jìn)水平。年產(chǎn)量60萬(wàn)噸，于1998年10月初投產(chǎn)。1.1工藝流程經(jīng)檢查合格的連鑄坯或連軋坯由上料臺(tái)架經(jīng)入爐輥道送入150t/h的粱底組合式步進(jìn)加熱爐內(nèi)進(jìn)行加熱，加熱后的鋼坯由出鋼機(jī)送人十八架平／立交替布置的軋機(jī)中進(jìn)行連續(xù)軋制。十八架軋機(jī)分為粗、中、精軋三個(gè)機(jī)組。在第六架和第十二架軋機(jī)后備設(shè)一臺(tái)啟停式飛剪進(jìn)行切頭、切尾和事故碎斷。粗、中軋進(jìn)行微張力軋制，中、精軋進(jìn)行無(wú)張力活套軋制。生產(chǎn)①12-40mm螺紋鋼時(shí)進(jìn)行控制冷卻軋制，其他規(guī)格和品種有輥道輸出。軋件由倍尺飛剪進(jìn)行最優(yōu)化剪切后，經(jīng)冷床輸入輥道和制動(dòng)裙板送入冷床冷卻。3.5-12m的短尺由倍尺飛剪后的短尺收集裝置收集，保證上冷床的軋件均為倍尺。冷卻后的棒材由冷定尺飛剪進(jìn)行定尺剪切。定尺飛剪前預(yù)留了矯直機(jī)的位置，以便將來(lái)生產(chǎn)型鋼時(shí)進(jìn)行矯直加工。定尺捧材經(jīng)檢查臺(tái)架檢查、自動(dòng)計(jì)數(shù)，由自動(dòng)打捆機(jī)打捆(方鋼和扁鋼由簡(jiǎn)易堆垛裝置堆垛后打捆)，然后稱重、收集、掛牌、入庫(kù)1.2坯料與產(chǎn)品大鋼1.2.1坯料坯辯采用本公司生產(chǎn)的連鑄坯或連軋坯，規(guī)格為140mmX140mmX(12000T6000)mm和150mmX150mmX(12000-16000)mm二種。1.2.2產(chǎn)品大綱產(chǎn)品為熱軋圓鋼、螺紋鋼、方鋼和扁鋼。規(guī)格：圓鋼巾12-巾60nml；螺紋鋼巾12-巾50mm；方鋼14mmX14mm-50mmX50mm；扁鋼6mmX35mm-25mmX100mm，直條交貨。產(chǎn)品精度要求達(dá)到DIN標(biāo)準(zhǔn)的12。鋼種:碳素結(jié)構(gòu)鋼，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、鉚螺鋼、彈簧鋼和軸承鋼。定尺長(zhǎng)度:6-12(15)m。該車間在設(shè)計(jì)和設(shè)備選型上考慮了今后生產(chǎn)相應(yīng)規(guī)格型鋼的可髓性。璜冒了在線矯直機(jī)和型鋼堆垛裝置的位置。1.3工藝技術(shù)特點(diǎn)1.3.1全連續(xù)軋制技術(shù)全部十八架軋機(jī)分為粗、中、精軋三個(gè)機(jī)組，每機(jī)組各六槊軋機(jī)，軋機(jī)呈乎一立交替布置，交流變頻電機(jī)單獨(dú)傳動(dòng)。軋線采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)無(wú)扭、微張力或無(wú)張力全連續(xù)軋制。終軋最大速度為18m/s。1.3.2低溫軋制技術(shù)目前國(guó)內(nèi)棒材軋機(jī)的開軋溫度一般為1050-1150°C。由于該套軋機(jī)強(qiáng)度高、主電機(jī)功率大，故可采取低溫軋制(開軋溫度為950C),這不僅大大降低了加熱工序的能耗，而且改善了鋼材的組織性能。1.3.3高精度軋制技術(shù)全部軋機(jī)均為無(wú)牌坊、短應(yīng)力線、高剛度“紅圈”軋機(jī)，1TO#軋機(jī)間實(shí)現(xiàn)徽張力軋制，1O-18#軋機(jī)間米用立式可控活套，實(shí)現(xiàn)無(wú)張力軋制。并且實(shí)現(xiàn)了全線無(wú)扭、微張力或無(wú)張力軋制，從而保證了產(chǎn)品的精度。1.3.4切分軋制技術(shù)該車間在軋制巾12mm、巾14mm、巾16mm螺紋鋼時(shí)，米用切分軋制技術(shù)。三種規(guī)格均米用二切分，巾12mm還可采用三切分。為此，精軋機(jī)組的第十四、十六架軋機(jī)米用平／立可轉(zhuǎn)換軋機(jī)。在切分軋制時(shí)，將第十四、十六架軋機(jī)由立式轉(zhuǎn)為水平。米用切分軋崩可減少軋機(jī)機(jī)架數(shù)目，降低能耗，提高產(chǎn)量。1.3.5控制冷卻技術(shù)由成品軋機(jī)軋出的螺紋鋼經(jīng)過(guò)穿水冷卻裝置，進(jìn)行高溫淬火，使軋件表面形成馬氏體，芯部仍為奧氏體。由于軋件芯部熱量向外傳遞．使表面馬氏體圓火產(chǎn)生回火馬氏體，芯部轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)球光體組織，從而獲得了高屈服強(qiáng)度和高延展性的組織結(jié)構(gòu)。一般能使二綴鋼菇的屈撮強(qiáng)度和延晨性達(dá)到三級(jí)鋼筋的水平，同時(shí)可減少二次氧化鐵皮的生囊量。1.3.6最優(yōu)化倍尺剪切技術(shù)鋼材進(jìn)人冷床冷卻前，通過(guò)熱金屬檢測(cè)器和計(jì)算機(jī)對(duì)倍尺長(zhǎng)度進(jìn)行控制，由倍尺飛剪對(duì)其進(jìn)行分段剪切，使進(jìn)入冷床的鋼材皆為定尺長(zhǎng)度的倍數(shù)（一般〉60m）,提高了冷床利用率，并有利于提高定尺率。1.3.7精整工序自動(dòng)化精整采用飛剪定尺剪切、自動(dòng)計(jì)數(shù)、自動(dòng)打捆(對(duì)方鋼和扁鋼先進(jìn)行自動(dòng)堆垛)，提高了生產(chǎn)效率。唐鋼全連續(xù)式棒材廠由意大利達(dá)涅利公司引進(jìn)了具有90年代先進(jìn)水平的全連續(xù)式棒材生產(chǎn)線，其中精整設(shè)備除了冷剪、打包機(jī)為達(dá)涅利制造外，其余均為國(guó)內(nèi)配套制造。電氣及自動(dòng)化控制系統(tǒng)由美國(guó)通用電氣公司提供。唐鋼棒材廠年產(chǎn)量設(shè)計(jì)為60萬(wàn)t,主要產(chǎn)品規(guī)格:巾12?40mm帶肋鋼筋，巾14?50mm圓鋼，直條供貨。產(chǎn)品執(zhí)行GB1499.2-2007標(biāo)準(zhǔn)。所軋鋼種主要有：普碳鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼。坯料使用165mmX165mmX12m連鑄方坯，單重2.5t,成品交貨定尺為6?12m。2.1加熱爐為全梁步進(jìn)式加熱爐，產(chǎn)量為150t/h。步進(jìn)周期為45s，燃料為煤氣，該加熱爐具有加熱均勻、燒損少、生產(chǎn)靈活、易控制等優(yōu)點(diǎn)。粗軋機(jī)組為8架節(jié)能型緊湊式懸臂軋機(jī)，第1至第6架為巾685mm軋機(jī)，第7至第8架為巾510mm軋機(jī)。粗軋機(jī)組的特點(diǎn)如下：重量輕、能力大、結(jié)構(gòu)緊湊、操作維護(hù)及換輥方便、密封性好、壽命長(zhǎng)。采用平立交替布置，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)微張無(wú)扭軋制，利于減少生產(chǎn)事故。孔型系統(tǒng)為平箱-立箱-扁橢-圓-橢-圓-橢-圓，為共用孔型系統(tǒng)，以減少軋輥儲(chǔ)備量，為組織生產(chǎn)提供方便。165mmX165mm連鑄坯經(jīng)粗軋機(jī)組軋成巾76mm圓鋼進(jìn)入中軋機(jī)組。軋輥軸承的徑向負(fù)荷由油膜軸承承受，軸向負(fù)荷由軸向推力錐滾子軸承承受，承載能力大，軸的強(qiáng)度高，工作壽命長(zhǎng)。當(dāng)油膜軸承、止推軸承及軋輥軸等關(guān)鍵零部件發(fā)生故障時(shí)，可整體更換軋輥軸組件，縮短事故停產(chǎn)時(shí)間。7#和8#軋機(jī)帶有一個(gè)三明治結(jié)構(gòu)套件裝置，可同時(shí)整體更換上、下輥環(huán)。另外，導(dǎo)衛(wèi)裝置、水冷管都在三明治組件上，可隨輥環(huán)一起更換，因此可節(jié)省換輥時(shí)間，保證換輥質(zhì)量。2.2中、精軋機(jī)組各有6架卡盤式短應(yīng)力軋機(jī)，平立交替布置。由于采用了卡盤式機(jī)架和四拉桿機(jī)構(gòu)，使得軋機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、剛度高。根據(jù)成品分組不同而采用不同的孔型系統(tǒng)。軋制巾12、巾14、巾16mm帶肋鋼筋時(shí)，采用了切分孔型系統(tǒng)，其中巾12螺紋鋼采用先進(jìn)的四線切分技術(shù)，巾14、巾16mm采用了3線切分，以達(dá)到提高產(chǎn)量、降低成本的目的，其他品種采用橢一圓孔型系統(tǒng)，盡量采用共同孔型，使軋槽充分發(fā)揮其優(yōu)越的共用性，且可縮短更換品種的時(shí)間。中、精軋6架卡盤式機(jī)架可以互換。對(duì)于巾12、巾14、巾16mm帶肋鋼筋，采用切分軋制技術(shù)；16#、18#、2O#軋機(jī)根據(jù)孔型進(jìn)行平立布置形式的轉(zhuǎn)換。在8#軋機(jī)后設(shè)有1#剪，14#軋機(jī)設(shè)有2#剪，20#出口后面設(shè)置3#剪，其中l(wèi)#和2#剪為切頭切尾及事故時(shí)碎斷用，3#剪為倍尺剪。2.3為了達(dá)到最佳的產(chǎn)品質(zhì)量性能，棒材生產(chǎn)線采用了多項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)以保證產(chǎn)品性能的穩(wěn)定。采用低溫軋制技術(shù)。鋼坯開軋溫度為950°C。采用低溫軋制不僅使能耗降低，同時(shí)可改善鋼材的組織性能。加熱爐使用部分熱送熱裝連鑄坯．。在工藝布置上考慮了加熱爐熱裝500C左右的連鑄坯問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)部分連鑄坯熱送、熱裝。與冷裝爐相比，可節(jié)約燃料30％左右，提高成材率0.5％左右。長(zhǎng)尺冷卻技術(shù)。為適應(yīng)高速、大坯重、長(zhǎng)軋件軋制，以及提高鋼材外形質(zhì)量，采用飛剪將棒材剪切成長(zhǎng)倍尺在冷床上冷卻。步進(jìn)式冷床長(zhǎng)132m,寬12.5m。它是目前我國(guó)同類生產(chǎn)廠中最大的冷床，在國(guó)際上也處于領(lǐng)先地位。因?yàn)榘舨脑趧傔M(jìn)入冷床時(shí)溫度較高，易變形。因此，在冷床入口端，齒條的排列較密，而出口端的齒條排列較稀。該冷床具有矯直功能，棒材在冷床橫移的過(guò)程中可以通過(guò)白重得到矯直。2.4生產(chǎn)工藝流程如下：165mmX165mmX12m連鑄方坯-稱重-加熱爐加熱-粗軋機(jī)組-1#剪-中軋機(jī)組-2#剪-精軋機(jī)組-3#剪-冷床-冷剪-計(jì)數(shù)打捆-稱重堆放。南昌鋼鐵國(guó)產(chǎn)化連續(xù)棒材生產(chǎn)線此條生產(chǎn)線由馬鞍山鋼鐵設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，于2000年4月破土動(dòng)工，經(jīng)整10個(gè)月的建設(shè)安裝，2001年2月18日熱負(fù)荷試軋成功。整個(gè)項(xiàng)目投資1.3億元人民幣，全部采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，設(shè)計(jì)能力40萬(wàn)t/,年，采用150X150X9300mm連鑄坯，生產(chǎn)巾14-40mm光面圓鋼、巾10-40mm螺紋鋼。主要軋機(jī)設(shè)備為18架平、立交替布置的高剛度軋機(jī)，其中16號(hào)、18號(hào)軋機(jī)為平立可轉(zhuǎn)換軋機(jī)。設(shè)計(jì)最大成品速度18m/s。目前主要生產(chǎn)巾12mm、巾14mm、巾16mm、巾20mm、巾22mm、巾25mm、巾28mm、巾32mm螺紋與圓鋼等規(guī)格。2004年已具備了年產(chǎn)鋼材90?100萬(wàn)t以上的能力。這條棒材生產(chǎn)線的主要特點(diǎn)：工藝先進(jìn)，設(shè)備全國(guó)產(chǎn)化，生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了四高一低，即高熱裝率、高作業(yè)率、高成材率、高產(chǎn)能、低消耗。3.1工藝先進(jìn)與設(shè)備國(guó)產(chǎn)化3.1.1工藝先進(jìn)南鋼棒材生產(chǎn)線采用了目前連軋棒材生產(chǎn)線先進(jìn)的軋鋼新技術(shù)，新工藝：連鑄坯熱送熱裝；加熱爐以高、焦?fàn)t混合煤氣為燃料；軋機(jī)全線平立交替布置，實(shí)現(xiàn)全線無(wú)扭，微張力及無(wú)張力軋制；小規(guī)格的螺紋采用切分軋制技術(shù)；提高鋼材的定尺率及金屬收得率的倍尺飛剪優(yōu)化剪切技術(shù)及先進(jìn)的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)。主要設(shè)備布置在5m平臺(tái)上。由于一次資金投人的有限，預(yù)留了鋼坯無(wú)頭焊接新工藝及控制冷卻，熱軋鋼筋淬火技術(shù)的位置。3.1.2設(shè)備全國(guó)產(chǎn)化一座以高、焦?fàn)t混合煤氣為燃料的推鋼式加熱爐，主要軋線設(shè)備為18架平立交替布置高剛度軋機(jī)，分粗、中、精軋三組，粗、中軋之間以及中、精軋之間設(shè)切頭、碎斷飛剪。精軋機(jī)后布置有3號(hào)倍尺飛剪。粗、中軋機(jī)為閉口式牌坊軋機(jī)，精軋機(jī)為短應(yīng)力線軋機(jī)，其中精軋16號(hào)、18號(hào)軋機(jī)為平立可轉(zhuǎn)換軋機(jī)。軋制最大成品速度18m/s。加熱爐為本公司的建筑安裝隊(duì)伍安裝；粗、中軋閉口軋機(jī)為首鋼冶金設(shè)備制造有限公司制造；精軋機(jī)為西安西航冶金設(shè)備有限公司制造；1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)飛剪，所有軋機(jī)的減速箱為南京高精齒輪股份有限公司制造；冷床為西安冶金設(shè)備制造有限公司制造。3.2國(guó)產(chǎn)化的背景2000年以前國(guó)內(nèi)新建的全連軋棒材生產(chǎn)線，大部分是從國(guó)外引進(jìn)。由于技術(shù)的進(jìn)步，引進(jìn)的全連軋棒生產(chǎn)線逐步得到消化，南鋼棒材是第二條國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)制造的國(guó)產(chǎn)化全連軋棒材生產(chǎn)線。當(dāng)時(shí)的國(guó)產(chǎn)化設(shè)備主要問(wèn)題：設(shè)備加工精度達(dá)不到進(jìn)口設(shè)備的要求，有些零部件的材料過(guò)不了關(guān)，影響設(shè)備的壽命和穩(wěn)定性。尤其是關(guān)鍵設(shè)備，如3號(hào)飛剪及自動(dòng)打捆機(jī)設(shè)備，不如引進(jìn)設(shè)備；電控部分的自動(dòng)化的準(zhǔn)確性，穩(wěn)定性，可靠性不如引進(jìn)設(shè)備。3.3運(yùn)用連鑄坯熱送熱裝，提高熱裝率。連鑄坯熱送熱裝的不利因素：轉(zhuǎn)爐連鑄與棒材能力不配備，1臺(tái)連鑄機(jī)供坯不足，2臺(tái)連鑄機(jī)供坯能力過(guò)剩；轉(zhuǎn)爐連鑄坯的質(zhì)量得不到保證，成分難以控制；轉(zhuǎn)爐連鑄坯2號(hào)連鑄機(jī)為火焰切割，1號(hào)連鑄機(jī)為大剪剪切，造成連鑄坯頭部剪切變形，影響推鋼式加熱爐裝鋼，出鋼。連鑄坯熱送熱裝工藝現(xiàn)狀：轉(zhuǎn)爐連鑄坯直接用輥道輸送至棒材原料跨，用轉(zhuǎn)盤將鋼坯旋轉(zhuǎn)90度后，送人提升機(jī)輥道，由提升機(jī)提升至5m平臺(tái)熱坯移鋼臺(tái)架上，鋼坯經(jīng)移鋼臺(tái)架移至人爐輥道，再由卷?yè)P(yáng)式裝鋼機(jī)從加熱爐側(cè)面頂人加熱爐，平均熱裝溫度在8000C。2002年連鑄坯的平均熱送熱裝率達(dá)68.5％，2003年達(dá)75％，最高月份87％。熱送熱裝提高了加熱爐能力、降低了連鑄坯的二次氧化，提高了成材率、縮短了加熱時(shí)間。提高加熱爐的加熱能力：加熱爐原設(shè)計(jì)能力為冷裝生產(chǎn)能力100t/h，熱裝生產(chǎn)能力120t/h，現(xiàn)能力可高達(dá)150t/ho已具備年產(chǎn)100萬(wàn)t的加熱能力。減少燒損：由于實(shí)現(xiàn)連鑄坯的熱送熱裝，降低了加熱爐的二次氧化燒損，現(xiàn)燒損率在0?8%?1.1％，2003年燒損率為1.05％，燒損比冷裝料降低0.5%左右。降低煤氣消耗：連鑄坯的熱送熱裝，提高連鑄坯的熱送熱裝率及熱送熱裝溫度，可以降低加熱爐的煤氣消耗，目前南鋼公司的噸鋼焦?fàn)t煤氣消耗冷裝在70.5Nm3，熱裝55.3Nm3。比冷裝料噸鋼降低焦?fàn)t煤氣15.2Nm3。南鋼棒材推鋼式加熱爐，通過(guò)理順連鑄坯的熱送熱裝解決了：①轉(zhuǎn)爐連鑄的生產(chǎn)能力與棒材生產(chǎn)能力的配備問(wèn)題;②用大剪剪切的lOm長(zhǎng)的高溫(600°C?900°C)連鑄坯在推鋼式加熱爐內(nèi)運(yùn)行中兩頭彎曲問(wèn)題。加熱爐的能力提高了30.8％，加熱爐能耗降低了21.5％。紅河鋼鐵公司80萬(wàn)t棒材生產(chǎn)線紅河鋼鐵公司80萬(wàn)t棒材軋鋼生產(chǎn)線為全連續(xù)式小型軋鋼生產(chǎn)線，產(chǎn)品主要為熱軋螺紋鋼筋和熱軋直條圓鋼，該車間的設(shè)計(jì)產(chǎn)量為80萬(wàn)t/a,最高軋制速度為18m/so該工程為北京首鋼設(shè)計(jì)院總承包工程，2006年11月破土動(dòng)工，2007年8月16日熱負(fù)荷試車一次成功，提前16天順利投產(chǎn)。該車間全線設(shè)備全部國(guó)產(chǎn)化，工藝裝備水平、生產(chǎn)自動(dòng)化水平處于當(dāng)今國(guó)內(nèi)生產(chǎn)線最好水平和世界先進(jìn)水平。4.1主要工藝技術(shù)參數(shù)原料：150X150mm，坯長(zhǎng)12m,坯重2065kg。產(chǎn)品：巾12-40mm的熱軋螺紋鋼筋和巾14-40mm的熱軋直條圓鋼，定尺長(zhǎng)度為6-12mo鋼種：普通碳素結(jié)構(gòu)鋼(Q195-Q275)、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(15-60)及低合金鋼(20MnSi)等。交貨狀態(tài)：成捆交貨，捆徑巾150-巾500mm；長(zhǎng)度:6-12m；捆重:W3to年產(chǎn)量：80萬(wàn)t/a。最高終軋速度：18m/s。車間設(shè)備總重：2860t，其中工藝設(shè)備23lOt，起重運(yùn)輸設(shè)備490t，液壓潤(rùn)滑設(shè)備60t。電氣設(shè)備總?cè)萘?0300kW，直流主傳動(dòng)電機(jī)容量17800kW。主廠房建筑面積：30400m2,操作平臺(tái)標(biāo)高+5.0m。噸鋼產(chǎn)品消耗：鋼坯：1?042t；燃料：1.19GJ；電：115kWh；循環(huán)水：26?9m；新水：0?816m；壓縮空氣：3Nm；軋輥：0.3kg；4.2工藝流程1熱送輥道-2熱坯下料翻轉(zhuǎn)冷床-3冷坯上料臺(tái)架-4入爐輥道-5加熱爐-6出爐輥道-7卡斷剪-8粗軋機(jī)組-91#飛剪-10中軋機(jī)組-111#穿水冷卻裝置-122#飛剪-13精軋機(jī)組-142#穿水冷卻裝置-153#飛剪-16冷床上料系統(tǒng)-17冷床本體-18冷飛剪-19移鋼臺(tái)架-20短尺收集輥道-2l打捆機(jī)-22成品收集臺(tái)架。4.3工藝特點(diǎn)坯料采用熱送熱裝工藝。軋線的上料系統(tǒng)通過(guò)熱送輥道與連鑄的出坯系統(tǒng)相連，平均人爐溫度達(dá)到750°C以上,可節(jié)能40%以上。通過(guò)采用熱送熱裝工藝,不但可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、減少生產(chǎn)成本，還可以提高加熱爐產(chǎn)量，減少軋機(jī)故障，從而提高成材率。采用低溫軋制技術(shù)。國(guó)內(nèi)常規(guī)棒材生產(chǎn)線的開軋溫度為1050-1150°C，本套機(jī)組采用了低溫軋制技術(shù)，開軋溫度約為950C。設(shè)計(jì)中增加了軋機(jī)的強(qiáng)度和主電機(jī)容量，雖然低溫軋制增加了軋制電耗，但加熱爐的燃耗大大降低，綜合節(jié)能約為20％，當(dāng)?shù)蜏剀堉茰囟葹?50C左右時(shí)可保證粗、中軋?jiān)?50C以下奧氏體非再結(jié)晶區(qū)對(duì)軋件進(jìn)行大變形量軋制，以獲得具有大量變形帶的奧氏體未再結(jié)晶晶粒，相變后得到細(xì)小的鐵素體晶粒，從而改善了鋼材的組織結(jié)構(gòu)性能。同時(shí)低溫軋制可減少加熱時(shí)氧化鐵皮的生成量，提高成材率。采用雙蓄熱步進(jìn)梁式爐，工業(yè)微機(jī)和PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，具有生產(chǎn)操作靈活、鋼坯加熱均勻、氧化燒損少和節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)減少了氮氧化物的生成，環(huán)境得到改善。加熱爐內(nèi)水管采用凈環(huán)水冷卻，在爐子支承梁上設(shè)置耐熱墊塊，將水冷管低溫面與加熱的鋼坯相隔開，有效減少和消除水管處“黑印”。根據(jù)加熱爐的不同溫度段采取不同高度和材質(zhì)的耐熱合金墊塊。電氣系統(tǒng)采用兩級(jí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，從上料開始即對(duì)坯料進(jìn)行全線自動(dòng)跟蹤，實(shí)現(xiàn)爐批號(hào)的自動(dòng)化管理。全線18架軋機(jī)均為高剛度短應(yīng)力線軋機(jī)，分為粗、中、精軋機(jī)組，采用平、立交替布置，實(shí)現(xiàn)全線無(wú)扭轉(zhuǎn)軋制，軋機(jī)選型先進(jìn)，應(yīng)力線短，彈跳小。在精軋機(jī)組共設(shè)有6個(gè)自動(dòng)活套，每個(gè)活套均配有光電掃描器，將信號(hào)送人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，調(diào)整軋制速度，實(shí)現(xiàn)無(wú)張力軋制，在粗軋機(jī)和中軋機(jī)上采用微張力軋制，從而有效保證產(chǎn)品的尺寸精度。對(duì)小規(guī)格螺紋鋼筋(巾12-18mm)采用雙切分、三切分軋制，并預(yù)留四切分能力，大大提高軋機(jī)生產(chǎn)率，減少軋制道次，降低軋輥消耗，節(jié)約能源，平衡軋機(jī)各規(guī)格產(chǎn)品產(chǎn)量，從而大大提高軋機(jī)生產(chǎn)效率。精軋機(jī)組前配有穿水冷卻裝置，實(shí)現(xiàn)控軋控冷工藝，精軋機(jī)組后配有穿水冷卻裝置，實(shí)現(xiàn)軋后余熱淬火加芯熱回火處理工藝，使軋件經(jīng)穿水冷卻裝置后獲得高屈服強(qiáng)度和高延展性的組織結(jié)構(gòu)，從而為生產(chǎn)III級(jí)螺紋鋼筋提供必要的技術(shù)保證。冷床上料采用單裙板多位制動(dòng)，可提高制動(dòng)效果，減少制動(dòng)距離，同時(shí)有利于多切分軋制。冷床本體為步進(jìn)齒條式，產(chǎn)品平直度好，冷卻均勻，表面質(zhì)量高?？仔拖到y(tǒng)設(shè)計(jì)采用橢圓一圓孔型系統(tǒng)，軋件變形均勻，易于調(diào)整，可減少換輥次數(shù)，提高作業(yè)率。采用了滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)，可確保軋件的穩(wěn)定軋制，并可減少軋件的劃傷。全線選用3臺(tái)起停式飛剪，可對(duì)軋件進(jìn)行切頭、碎斷、倍尺分段，倍尺剪采用優(yōu)化剪切技術(shù)，提高成材率。采用擺式冷飛剪剪切定尺，自動(dòng)化水平高，提高剪切質(zhì)量和效率。主廠房采用高架式結(jié)構(gòu)，主廠房?jī)?nèi)+5.0m平臺(tái)，軋線標(biāo)高+5.8m,這種布置地下工程量小，便于生產(chǎn)管理及設(shè)備、管線的維護(hù)和檢修。4.4主要設(shè)備特點(diǎn)4.4.1加熱爐加熱爐為側(cè)進(jìn)側(cè)出步進(jìn)梁分段式加熱爐，加熱能力：160t/h(冷坯)，燃料為高爐煤氣，采用凈環(huán)水冷卻方式。出爐鋼坯溫度范圍：950?1150°C。爐子有效長(zhǎng)度20.88m；有效寬度：12.644m。主要特點(diǎn)如下：采用兩段式步進(jìn)梁；采用爐內(nèi)懸臂輥道側(cè)進(jìn)側(cè)出；加熱段采用爐頂平焰燒嘴和爐側(cè)調(diào)焰燒嘴供熱，均熱段采用爐頂平焰燒嘴和端部直焰燒嘴供熱；加熱爐采用雙輪斜軌式步進(jìn)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)帶有良好的升降框架和平移框架的定心裝置，步進(jìn)機(jī)構(gòu)易于安裝調(diào)整，維修量少，運(yùn)行可靠；采用蓄熱式燃燒技術(shù)，通過(guò)空、煤氣蓄熱式燒嘴，將空、煤氣雙預(yù)熱到1000°C以上高溫，最大限度回收煙氣帶走的熱量；采取合理的水冷支承梁及其立柱的配置，在保證鋼坯運(yùn)行平穩(wěn)的條件下，力求減少水冷管的表面積，同時(shí)對(duì)支承梁及其立柱采用耐火纖維氈與高溫自流澆注料雙層絕熱結(jié)構(gòu)進(jìn)行絕熱，以減少冷卻水的吸熱損失。采取高溫澆注料整體澆鑄的爐頂和帶復(fù)合層的爐墻結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)爐子砌體的絕熱，減少散熱損失。爐底水管上采用高合金的耐熱墊塊，以減少水管黑印。步進(jìn)機(jī)構(gòu)采用可靠的液壓系統(tǒng)。系統(tǒng)采用變量泵及配套的行程檢測(cè)與控制裝置，步進(jìn)梁升、降、進(jìn)、退及開始托起與放下鋼坯時(shí)均以低速運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)“慢起慢?！?、“輕托輕放”。采用可靠、實(shí)用、技術(shù)先進(jìn)的電氣控制和基礎(chǔ)自動(dòng)化和熱工儀表控制，實(shí)現(xiàn)操作自動(dòng)化與物料系統(tǒng)自動(dòng)跟蹤管理。4.4.2軋機(jī)全線共選用18架軋機(jī)，并分為粗軋、中軋和精軋機(jī)組，每組由6架軋機(jī)組成。軋機(jī)均選用我院設(shè)計(jì)的改進(jìn)型高剛度短應(yīng)力線軋機(jī)，該軋機(jī)特點(diǎn)：剛度高，精度好，承載能力大，調(diào)整換輥方便，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)備重量輕。軋機(jī)均為直流電機(jī)單獨(dú)傳動(dòng)。軋機(jī)布置型式為平立交替布置，其中K1、K3、K5為平立轉(zhuǎn)換軋機(jī)。主要結(jié)構(gòu)：軋輥軸承采用四列短圓柱軸承及推力軸承；軋輥平衡采用彈性阻尼體平衡；軸向調(diào)整采用螺旋絲杠，軸向游隙??；軋輥壓下調(diào)整采用低速液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)-手動(dòng)復(fù)合調(diào)整方式；軋輥開口度對(duì)稱調(diào)整，軋機(jī)調(diào)整時(shí)軋制中心線始終不變；整機(jī)換輥。飛剪全線共有4臺(tái)飛剪，1、2飛剪具有切頭、切尾及碎斷功能，3飛剪為倍尺飛剪，具有優(yōu)化剪切功能。擺式冷飛剪用于成品定尺剪切，最大剪切力為4500kN,在軋件運(yùn)行過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行剪切，剪切精度高，真正實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線的全線自動(dòng)化控制。穿水冷卻裝置穿水冷卻裝置第一段位于精軋機(jī)組之前，用于控制精軋溫度，第二段位于精軋機(jī)組之后，用于帶肋鋼筋的軋后余熱淬火加芯熱回火處理。該裝置由4條切分水冷線、2條單根水冷線和一條旁通輥道安裝在同一小車上組成，小車可橫移實(shí)現(xiàn)水冷線和旁通輥道的互相更換，方便生產(chǎn)組織。水冷線采用閉環(huán)控制，共分為5段，以冷卻不同規(guī)格的產(chǎn)品。水量為100-750m3/h,水壓為1?6-2.0MPa,可將冷卻速度大于形成馬氏體的臨界速度，從而在軋件表層一定深度內(nèi)形成馬氏體組織。4.4.5冷床冷床為步進(jìn)齒條式，寬度方向的2段由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，冷床上設(shè)有齊頭輥道，倍尺對(duì)齊后被托起，減少軋件與對(duì)齊輥面之間的磨損。冷床面積為10mX108m,步距為100mm,齒條步進(jìn)周期為2.54S,齊頭輥規(guī)格為巾190X900mm，冷床本體由兩臺(tái)直流電機(jī)傳動(dòng)，齊頭輥由交流變頻電機(jī)單獨(dú)傳動(dòng),輥面上刻有與冷床齒條對(duì)應(yīng)的齒形槽。四、國(guó)內(nèi)為什么要推廣應(yīng)用400Mpa熱軋鋼筋發(fā)展400Mpa熱軋鋼筋是冶金結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點(diǎn).據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)1999年鋼產(chǎn)量為1.1億噸,建筑鋼筋為2100萬(wàn)噸，占總產(chǎn)量的19%，而絕大部分為I、II級(jí)鋼筋。這說(shuō)明從數(shù)量上我國(guó)是鋼鐵大國(guó),但從汽車工業(yè)等急需的高附加值的板、帶鋼數(shù)量少、技術(shù)水平較低,這迫使我國(guó)的鋼鐵工業(yè)必須進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整。另外作為國(guó)家支柱產(chǎn)業(yè)的建筑業(yè),特別是住宅產(chǎn)業(yè)化對(duì)新型鋼材的需求很大，因此要大力發(fā)展400Mpa熱軋鋼筋及相應(yīng)的配套技術(shù)。400Mpa熱軋鋼筋又稱新III級(jí)鋼筋或HRB400鋼筋。發(fā)展400Mpa熱軋鋼筋是與國(guó)際技術(shù)接軌的需要。國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)中英標(biāo)為460Mpa，美國(guó)為420Mpa和520Mpa,德國(guó)為400Mpa,俄羅斯為400Mpa和500Mpa，日本為400Mpa、500Mpa。它們?nèi)∠藗鹘y(tǒng)意義上的I級(jí)鋼筋標(biāo)準(zhǔn)，所以推廣熱軌(HRB)400Mpa鋼筋符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的大趨勢(shì)。HRB400Mpa鋼筋具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，這種鋼筋的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在四大指標(biāo)上：在強(qiáng)度方面與傳統(tǒng)鋼筋相比，新III級(jí)鋼筋

(HRB400)的強(qiáng)度提高了20%，強(qiáng)屈比不小于1.25；在塑性方面，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定HRB400伸長(zhǎng)率214%,而實(shí)際新III級(jí)鋼筋平均伸長(zhǎng)率可達(dá)到20%左右。換言之，在強(qiáng)度提高的前提下，這種鋼筋的塑性指標(biāo)不降低；在焊接性能方面HRB400鋼筋可以滿足焊接工藝要求；在錨固性能方面，由于采用了特殊外型和工藝，新III級(jí)鋼筋具有良好的錨固性能。HRB400鋼筋具備這些良好性能的一個(gè)重要原因，是由于采用了微合金的技術(shù)路線，使之細(xì)化晶粒，改善了金相結(jié)構(gòu)，從而提高了綜合性能。由于這種鋼筋的高延伸率和顯著的抗變形時(shí)效性及優(yōu)異的強(qiáng)韌性能是地震區(qū)建筑結(jié)構(gòu)理想的材料，因此國(guó)外以及國(guó)內(nèi)一些廠家打出的材料廣告叫作“抗震鋼筋”。大力推廣應(yīng)用HRB400鋼筋的另一個(gè)重要原因，在于這種新III級(jí)熱軋帶肋鋼筋的使用可以給用戶帶來(lái)實(shí)惠。采用新型鋼筋可"少而精"，從而大大節(jié)省現(xiàn)場(chǎng)施工中的運(yùn)輸量、場(chǎng)地占用量及施工工作量，從總體上降低了工程造價(jià)，降低了工程成本。五、韶鋼擬建高等級(jí)熱軋鋼筋生產(chǎn)線韶鋼現(xiàn)已具備500萬(wàn)噸生產(chǎn)能力，為淘汰落后調(diào)整結(jié)構(gòu)，韶鋼已啟動(dòng)鋼軋工程一期一步項(xiàng)目，該工程項(xiàng)目包含煉鋼和軋鋼兩個(gè)系統(tǒng)。煉鋼系統(tǒng)正在建設(shè)1＃轉(zhuǎn)爐和1臺(tái)8機(jī)8流小方坯連鑄機(jī)，軋鋼系統(tǒng)擬建一條高等級(jí)熱軋鋼筋生產(chǎn)線與之配套，建成后將與公司現(xiàn)有兩條熱軋鋼筋生產(chǎn)線協(xié)作分工，實(shí)現(xiàn)熱軋鋼筋的高效組織生產(chǎn)，打造韶鋼建材精品基地。目前兩條熱軋鋼筋生產(chǎn)線（分別為煉軋廠和五軋廠）生產(chǎn)的鋼筋均為中低檔產(chǎn)品，產(chǎn)品附加值低。因此，該生產(chǎn)線投產(chǎn)后，既提高了產(chǎn)品附加值，同時(shí)又增強(qiáng)了韶鋼的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。產(chǎn)品方案和生產(chǎn)規(guī)模產(chǎn)品方案車間產(chǎn)品為巾12~50mm帶肋鋼筋。產(chǎn)品以直條狀經(jīng)打捆后交貨產(chǎn)品長(zhǎng)度范圍：6?16m產(chǎn)品符合下列國(guó)家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：GB1499.2—2007GB/T20065-2006GB/T