螺紋鋼
螺紋鋼(crew Thread teel),也稱為彎曲鋼筋或異形鋼筋。它的橫截面通常為圓形,表面有兩條沿長度均勻分布的縱筋和橫筋橫肋的橫截面為月牙形,與縱肋不相交。螺紋鋼的原材料通常為碳素結(jié)構(gòu)鋼或低合金結(jié)構(gòu)鋼,主要用于鋼筋混凝土建筑構(gòu)件的骨架。螺紋鋼的主要生產(chǎn)國家和地區(qū)是中國、日本、歐洲等地。
螺紋鋼是一種強度高耐腐蝕的鋼材。其具有高強度、良好的塑性、具有與混凝土結(jié)合力強的優(yōu)點。這些優(yōu)點使它能更有效地承受外力。螺紋鋼按生產(chǎn)方式可分為熱軋螺紋鋼和冷軋螺紋鋼。按用途可分為鋼筋混凝土用普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋。其獨特的肋結(jié)構(gòu)使其廣泛應(yīng)用于土木工程,特別是高速公路、鐵路、橋梁、涵洞、道、防洪設(shè)施和房屋建筑的基礎(chǔ)、梁、柱、在墻和板等結(jié)構(gòu)中,鋼筋是不可或缺的材料。
螺紋鋼的生產(chǎn)需要保證每道工序的連續(xù)性,通常分為三個區(qū)域:煉鐵區(qū)域、主要煉鋼區(qū)和精整區(qū)。這些領(lǐng)域有不同的生產(chǎn)目標,并且相互關(guān)聯(lián)。螺紋鋼的生產(chǎn)技術(shù)主要包括軋后余熱處理、細晶粒鋼筋生產(chǎn)技術(shù)、切分軋制技術(shù)、無孔型軋制技術(shù)。2009年3月29日,經(jīng)中國證監(jiān)會批準,上海期貨交易所螺紋鋼期貨正式上市。螺紋鋼期貨可以為中國鋼鐵生產(chǎn)和流通企業(yè)提供套期保值、管理風險,為鋼鐵企業(yè)提供價格信息,為貿(mào)易商提供對沖風險的工具。
發(fā)展趨勢 編輯本段
新材料技術(shù)的應(yīng)用
隨著新材料和新工藝的不斷發(fā)展,現(xiàn)代軋機和軋輥的設(shè)計和使用正在發(fā)生巨大變化。追求高生產(chǎn)率和充分利用熱能已成為未來發(fā)展的目標。為了提高軋機的生產(chǎn)效率,新一代軋輥使用了越來越多的新材料,如高速鋼、高硼高速鋼、碳化物和粉末冶金合金等。這些新材料具有優(yōu)異的耐磨性和大的膨脹系數(shù)、導熱性和淬透性,特別是高溫下良好的紅硬性。與傳統(tǒng)軋輥相比,新材料軋輥在單個孔型中具有更高的鋼材吞吐量,從而節(jié)省了更換軋輥和孔型的時間,提高了軋機的作業(yè)率,降低了軋輥的消耗,進而降低了生產(chǎn)成本。對于軋制棒材螺紋鋼等產(chǎn)品,新材料軋輥非常有利于負偏差的控制,從而提高鋼廠的綜合效益。
產(chǎn)業(yè)鏈的延伸與控制
為了加強客戶關(guān)系并確保向客戶可靠交貨、一流、對于優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,應(yīng)與深加工企業(yè)合作,在銷售范圍內(nèi)建立預(yù)制房屋和鋼筋深加工廠,進行加工和定制生產(chǎn)??梢詫崿F(xiàn)施工現(xiàn)場鋼筋的批量彎曲、攻絲和其他操作可以減少施工現(xiàn)場鋼筋加工棚的工作強度和質(zhì)量問題,也可以更好地了解客戶 美國需要通過控股或參與下游產(chǎn)業(yè)鏈,對自身生產(chǎn)和研發(fā)形成良性帶動作用d系統(tǒng)。這種深度合作的模式不僅可以牢牢抓住客戶的需求,還可以提升鋼廠的競爭力和綜合實力。
智能制造和自動控制的應(yīng)用
新一代信息技術(shù)正在重塑包括鋼鐵行業(yè)在內(nèi)的各種傳統(tǒng)行業(yè)。通過信息化和智能化技術(shù)改造的應(yīng)用,企業(yè)可以有效提高能源管控水平,減少污染物排放,從而助推行業(yè)綠色發(fā)展。鋼鐵行業(yè)作為高度自動化的流程行業(yè),應(yīng)用場景豐富,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)尤其是5G技術(shù)在推動鋼鐵行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型方面前景廣闊。螺紋鋼企業(yè)早已應(yīng)用自動化控制技術(shù),如自動化煉鋼、加熱爐自動燃燒、TMCP精密控制系統(tǒng)和智能天車倉儲管理等。
生產(chǎn)和銷售模式的轉(zhuǎn)變
各國都在大力推廣裝配式住宅,旨在解決傳統(tǒng)建筑方式存在的質(zhì)量問題,提高建造效率。根據(jù)規(guī)劃,未來10年,裝配式建筑將占新建建筑的30%與傳統(tǒng)建筑方法相比,裝配式住宅的建造周期僅為1/3左右,同時也能解決滲漏、不隔音、不隔熱、精度差等問題。裝配式住宅技術(shù)具有很高的建筑裝配效率、預(yù)制構(gòu)件精度高、住宅質(zhì)量有保障等等。同時,這種新的建筑方式也符合節(jié)能環(huán)保綠色生活的主題,因此在建筑領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。這一趨勢為高強度和大規(guī)格螺紋鋼提供了發(fā)展機遇。
分類標準 編輯本段
中國標準
中國標準(GB1499),鋼筋按強度等級(屈服點/抗拉強度)分為3個等級。
1)HRB335
HRB335為普通鋼筋,強度等級為335MPa。它適用于一般建筑結(jié)構(gòu),如房屋、商業(yè)建筑等。
2)HRB400
HRB400是一種強度等級為400MPa的高強度鋼筋。與HRB335相比,它更適用于承受較大荷載的建筑結(jié)構(gòu),如高層建筑和大型工業(yè)建筑。
3)HRB500
HRB500是一種強度等級為500MPa的超高強度鋼筋。它具有很高的抗拉強度和抗扭強度,適用于特殊工程項目,如橋梁、高速公路等。
日本標準
日本標準(JIG3112)根據(jù)綜合性能,螺紋鋼分為五類,即R235、R295、HRB335、HRB400、HRB500。
英國標準
英國標準(B4461)在中,指定了幾個等級的鋼筋性能測試。
生產(chǎn)方式
根據(jù)螺紋鋼的生產(chǎn)方式,可分為熱軋螺紋鋼(熱軋帶肋鋼筋)和冷軋螺紋鋼(冷軋帶肋鋼筋)
熱軋螺紋鋼以連鑄板缺陷或初軋板缺陷為原料軋制的鋼筋稱為熱軋鋼筋。熱軋鋼筋是一種廣泛用于建筑混凝土結(jié)構(gòu)的鋼材。它具有高強度、可塑性好,與混凝土有良好的附著力。熱軋鋼筋的使用可以有效節(jié)約鋼材和水泥的用量,提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
冷軋螺紋鋼以熱軋鋼卷為原料,經(jīng)過酸洗去除氧化皮后,加工出來的鋼筋稱為冷軋螺紋鋼。冷軋螺紋鋼有很多優(yōu)點,包括高強度、良好的塑性、與混凝土粘結(jié)牢固等。這種材料不僅可以節(jié)省鋼材和水泥的消耗,而且可以提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量。冷軋螺紋鋼筋將逐步取代冷拔低碳光面鋼筋,在鋼筋混凝土工程中得到廣泛應(yīng)用。
用途分類
根據(jù)用途,鋼筋分為鋼筋混凝土用普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋。
鋼筋混凝土用普通鋼筋
鋼筋混凝土用普通鋼筋是混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中使用的各種非預(yù)應(yīng)力鋼筋的總稱。普通鋼筋混凝土廣泛應(yīng)用于各種工程結(jié)構(gòu)中。
預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋
預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋由熱軋中碳低合金鋼經(jīng)淬火制成、回火鋼筋。通常直徑為6毫米、8.2mm、10mm三種規(guī)格。使用時,應(yīng)根據(jù)所需長度進行切割不能用電焊或氧氣切割,也不能焊接,以免造成強度降低或脆性斷裂。
熱處理鋼筋預(yù)應(yīng)力混凝土具有較高的綜合力學性能,不僅強度高,而且具有良好的塑性和韌性,特別適用于預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。與V級鋼筋相比,用熱處理鋼筋加固的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件可節(jié)約30%鋼筋,同時省去了冷矯直和方便工序。但應(yīng)注意熱處理鋼筋具有較強的應(yīng)力腐蝕和缺陷敏感性,應(yīng)采取相應(yīng)措施防止腐蝕和刻痕。
形狀分類
根據(jù)鋼筋的截面形狀和肋間距,可分為不同的類型或型號,如英標(B4449)螺紋鋼分為I型和II型。這種分類方法主要反映鋼筋的握裹性能。
外觀質(zhì)量
鋼筋的表面質(zhì)量要求端部必須切直,表面上不得有任何裂紋、結(jié)疤、折疊等缺陷,不能有會影響使用安全的有害缺陷。
力學性能 編輯本段
機械性能測試通常在企業(yè)質(zhì)檢中心的實驗室進行。測試鋼筋機械性能時,不允許切割樣品。鋼筋機械性能的特征值包括屈服強度Rd、拉伸強度Rm和斷裂后伸長率a等。GB 1499中規(guī)定了這些特征值的最小保證值,力學性能的測試結(jié)果應(yīng)滿足GB 1499的要求。
對于牌號帶E(如HRB400E、Model HRBF400E)對鋼筋有額外的要求:
鋼筋的實測抗拉強度與實測屈服強度之比(Rm/Rd)不得小于1.25。
鋼筋的實測屈服強度與GB 1499中規(guī)定的屈服強度之比(Rd/Re)不得大于1.30。
對于不合格批次,可進行重新取樣進行復(fù)驗,復(fù)驗樣品仍按標準采集。如果復(fù)驗仍不合格,則應(yīng)按廢物處置要求進行處理。
工藝性能 編輯本段
彎曲性能:彎曲芯的直徑彎曲180°后,鋼筋彎曲部分的表面不應(yīng)有裂紋。
反向彎曲性能:正向彎曲是335690,那么反向彎曲是335620反向彎曲后,鋼筋彎曲部分的表面不應(yīng)有裂紋。
在反向彎曲試驗期間,正向彎曲后的樣品應(yīng)在100°C下保持至少30分鐘。樣品在反向彎曲前自然冷卻。如果供應(yīng)商能夠確保鋼筋經(jīng)過人工時效處理后具有良好的反向彎曲性能,則正向彎曲后的樣品也可以直接在室溫下進行測試。
疲勞性能試驗應(yīng)買方的要求,通過供應(yīng)商和買方之間的協(xié)議安排進行。本試驗的技術(shù)要求和方法由供需雙方協(xié)商確定。
焊接性能試驗通常在鋼筋產(chǎn)品的試制階段進行。其目的是確定本產(chǎn)品的焊接工藝。一般來說,在正常生產(chǎn)中不需要進行焊接性能檢查。但當采用特殊的鋼筋生產(chǎn)工藝時,如成分體系的改變或冷卻工藝的改變,就需要進行新的焊接性能試驗。
生產(chǎn)流程 編輯本段
螺紋鋼的生產(chǎn)需要保證每道工序的連續(xù)性,通常分為三個區(qū)域:煉鐵區(qū)域、主要煉鋼區(qū)和精整區(qū)。這些地區(qū)有不同的生產(chǎn)目標,但它們是相互關(guān)聯(lián)的。在煉鐵區(qū)和主要煉鋼區(qū),原料通過高溫冶煉轉(zhuǎn)化為鋼水,并送到精整區(qū)進行加工。在精整區(qū),鋼坯被進一步加工成合格的螺紋鋼。
煉鐵區(qū)域
主要是將鐵礦石、石灰石、焦炭被送到高爐冶煉, 冶煉出來的鐵礦石將被分解預(yù)熔,生產(chǎn)出生產(chǎn)螺紋鋼的必要原料生鐵。
主煉鋼區(qū)域
生鐵和廢鋼一起放入轉(zhuǎn)爐,通過吹氧和去除雜質(zhì)將其轉(zhuǎn)化為鋼水,然后進行精煉。
精加工區(qū)域
精整區(qū)通常選用LF精煉法,以保證鋼水生產(chǎn)質(zhì)量。LF法采用氟氣攪拌,在大氣中熔煉,再配合擺動門精煉技術(shù)實現(xiàn)高效精煉。鋼水質(zhì)量符合要求后,進行凝固、冷卻、切割成連鑄坯,然后通過加工線送至熱軋機進行軋制。軋制線的布置和分布是多種多樣的,不需要扭轉(zhuǎn)鋼筋就可以軋制整條線。步進梁式加熱爐廣泛應(yīng)用于棒材軋制、低溫軋制、無頭軋制等技術(shù)。精軋機可以提高軋制的精度和速度產(chǎn)品規(guī)格一般是10到40mm,有的是6到32 mm。
鋼筋生產(chǎn)的主要工藝流程如下:——高爐鐵水轉(zhuǎn)爐(電爐)——精煉——鋼坯連鑄——定尺切割——入庫——軋鋼加熱爐——棒材軋機——控軋控冷——冷床——定尺切割——收集打捆——稱重——清單入庫。
關(guān)鍵技術(shù) 編輯本段
軋后余熱處理工藝
軋制后,螺紋鋼將被送入冷卻水箱,通過快速冷卻進行淬火螺紋鋼表面會產(chǎn)生淬火馬氏體,但中心仍為奧氏體。離開水箱后,余溫將逐漸擴散,外層淬火馬氏體將被回火,中心奧氏體將形成鐵素體和珠光體。利用軋后余熱處理技術(shù)可以降低合金消耗和成本,提高產(chǎn)品合格率,不合格產(chǎn)品可以通過調(diào)整冷卻強度來補救。
余熱淬火處理可以顯著提高鋼筋的屈服強度,達到150-230MPa。工藝靈活,通過控制冷卻強度和淬火時間可獲得不同等級和直徑的筋條。碳當量小的余熱淬火鋼筋不僅具有良好的屈服強度,而且具有良好的焊接性和延展性。這種技術(shù)已在小型鋼筋廠廣泛使用,但它可能會受到建筑規(guī)范的影響,一些使用這種技術(shù)的鋼筋無法進入市場。
細晶粒鋼筋生產(chǎn)技術(shù)
細晶粒鋼筋生產(chǎn)技術(shù)的理念是不影響設(shè)備、在產(chǎn)量和低溫軋制的前提下,由線材軋機進行高速連續(xù)大變形,實現(xiàn)應(yīng)變積累。通過控制軋制和較高溫度下的超快速冷卻,可以達到最佳的最終冷卻溫度范圍,抑制硬化奧氏體的再結(jié)晶,并保持變形奧氏體的硬化狀態(tài),從而獲得細小和強硬化的變形奧氏體顆粒。該技術(shù)突破了常規(guī)低溫控制軋制的概念,避免了產(chǎn)品中的傳統(tǒng)余熱,使淬火工藝生產(chǎn)的鋼筋在遇到問題時表現(xiàn)良好,使鋼筋具有塑性、韌性、改善了焊接性能,也解決了應(yīng)力老化問題。具有冷卻效率高、成本低、適用范圍廣等特點。
切分軋制技術(shù)
切分軋制是在型鋼熱軋機上利用特殊的孔型和導衛(wèi)對軋件進行縱向切割,以生產(chǎn)兩個或多個成品軋件。切割技術(shù)可分為兩種類型輥切和輪切。輥切法使用在縱切道次中軋制軋件,并且軋件由道次切割這種方法不需要任何額外的縱切設(shè)備,軋件可以在縱切的同時變形。切輪的規(guī)則是利用特殊孔型的軋輥將軋件軋制成需要切割的形狀,然后通過安裝在軋機出口處的切輪將軋件撕成兩片或多片,最后分別軋制成成品。
無孔型軋制技術(shù)
無槽軋制又稱平輥軋制,是一種用平輥代替帶槽輥軋制的技術(shù)。由于軋件不再與孔型側(cè)壁接觸,軋制負荷小、通用性強、簡單的滾轉(zhuǎn)等。
無孔型軋制技術(shù)是一種更適用的螺紋鋼生產(chǎn)工藝,比傳統(tǒng)的孔型加工方法更容易控制質(zhì)量。這種技術(shù)不會導致角部缺陷或表面裂紋等質(zhì)量問題,并且可以改善軋制負荷控制。無槽軋制技術(shù)還可以更均勻地改變鋼筋的表層,并且易于去除氧化皮以確保質(zhì)量。整個生產(chǎn)過程具有較高的經(jīng)濟效益和成材率,適用于各種棒材規(guī)格和坯料。
無孔型軋制技術(shù)最初用于粗軋機組,但很難在全連續(xù)軋機上應(yīng)用。隨著臥式和立式交替連軋機以及無扭軋制技術(shù)的出現(xiàn),無扭軋制技術(shù)得到了迅速發(fā)展。該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于棒材生產(chǎn),并擴展到中間軋制和精軋的前兩道次。在螺紋鋼生產(chǎn)中,實現(xiàn)了全線無槽軋制。
主要產(chǎn)地 編輯本段
螺紋鋼是中型及以上建筑構(gòu)件的必備鋼材,主要生產(chǎn)國家和地區(qū)為中國、日本、歐洲等地。
中國
從產(chǎn)地和產(chǎn)量來看,螺紋鋼的主要產(chǎn)地集中在華北和華東地區(qū)。從產(chǎn)量分布來看,七個地區(qū)中,華東地區(qū)螺紋產(chǎn)量占比較高,江蘇省居全國第一,山東省和安徽省次之;華北地區(qū)的螺紋鋼產(chǎn)地是山西?。蝗A南地區(qū)的螺紋鋼產(chǎn)地主要是廣西、廣東;西南地區(qū)的螺紋鋼產(chǎn)區(qū)主要是云南省。
2022年全國螺紋鋼最高周產(chǎn)量為311萬噸,全年最低周產(chǎn)量為230萬噸。三年來,螺紋鋼的周產(chǎn)量最高時達到400萬噸,最低時包括春節(jié)只有240萬噸。與去年相比,2022年螺紋鋼平均產(chǎn)量減少13%與2020年相比,下降了20%
中國生產(chǎn)螺紋鋼的主要鋼鐵企業(yè)位于北京、天津、上海、武漢、四川和遼寧省市。企業(yè)主要包括安陽鋼鐵、凌鋼股份、三鋼閩光、方大特鋼、新鋼股份等。這些企業(yè)主要向香港澳門和東南亞出口產(chǎn)品。
日本
日本螺紋鋼生產(chǎn)商主要有英國鋼鐵、新日鐵公司、JFE鋼鐵有限公司等。
英國鋼鐵是日本最大的螺紋鋼生產(chǎn)商,在日本有五家工廠,這些工廠位于螺紋鋼的主要消費地區(qū)。山口工廠主要生產(chǎn)螺紋鋼和小型型材;平片 大阪工廠主要生產(chǎn)鋼坯;Hirakatach工廠主要生產(chǎn)螺紋鋼;Agoya工廠分別生產(chǎn)螺紋鋼和預(yù)應(yīng)力螺紋鋼;關(guān)東工廠主要生產(chǎn)螺紋鋼。
2022年5月,日本螺紋鋼產(chǎn)量增至74.7萬噸。
2022年3月日本螺紋鋼價格上漲了2000日元/噸(約合17美元/噸)在東京,D295A 16-25mm螺紋鋼成交價達到10萬-十萬二千日元/噸(約合867-884美元/噸),比上周上漲了2000日元/噸,比上月上漲了4000日元/噸。支付價格達到了103萬日元/噸(合893美元/噸)這是自2008年10月以來日本螺紋鋼價格首次超過10萬日元/噸的情況。
歐洲
歐洲鋼鐵生產(chǎn)公司主要包括安賽樂米塔爾(盧森堡)蒂森克虜伯(德國)奧鋼聯(lián)集團(奧地利)
2022年安賽樂米塔爾粗鋼產(chǎn)量為6889萬噸,蒂森克虜伯為993噸,奧鋼集團為742噸。
截至2022年3月底,歐洲螺紋鋼價格已升至每噸1140歐元,較2019年底上漲150%
2022年5月,27個歐洲國家生產(chǎn)粗鋼1292.3萬噸,平均日產(chǎn)量43.1萬噸,同比增加2.57%。
應(yīng)用領(lǐng)域 編輯本段
由于其獨特的肋結(jié)構(gòu),鋼筋是一種高強度、具有良好耐腐蝕性的鋼。鋼筋可以與混凝土粘結(jié),使其更有效地承受外力。它廣泛應(yīng)用于土木工程建設(shè)中。從高速公路、鐵路、橋梁、涵洞、隧道、防洪設(shè)施為房屋建筑的基礎(chǔ)、梁、柱、墻、板材和鋼筋是不可或缺的結(jié)構(gòu)材料。
房屋建筑
鋼筋在建筑施工中起著重要的作用,主要用于加固和支撐混凝土結(jié)構(gòu)。通過在混凝土中嵌入鋼筋,可以提高混凝土的承載力和耐久性,使建筑物更加堅固穩(wěn)定。特別是在高層建筑中,鋼筋經(jīng)常被用作鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固材料,以確保建筑物的安全性和穩(wěn)定性。
公路交通
在公路交通建設(shè)中,特別是在高速公路網(wǎng)建設(shè)中,需要各種類型的鋼材,包括高強度螺紋鋼、線材、熱軋鋼板、型鋼和鍍鋅鋼管等。鋼筋通常用于加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),可以增強道路的安全性和穩(wěn)定性。
橋梁工程
鋼筋的高強度和耐腐蝕性使其成為制造各種橋梁結(jié)構(gòu)的理想材料。鋼筋通常用于制造橋梁的支撐桿、橫梁、縱梁等關(guān)鍵構(gòu)件來提高橋梁的穩(wěn)定性和承載力。特別是在大型橋梁工程中,鋼筋被廣泛用于制造橋塔和主纜。橋塔作為橋梁的支撐點,負責承受橋梁的自重和外荷載。由鋼筋制成的橋塔可以提供更高的強度和穩(wěn)定性,確保橋梁的安全運行。主纜由鋼筋制成,強度高、耐腐蝕等優(yōu)點,可以有效支撐橋梁的重量并保證橋梁的正常使用。
水利工程
在水利工程中,螺紋鋼起著至關(guān)重要的作用??蓮V泛用于制造各種水利工程的結(jié)構(gòu)件,如大壩的支撐桿和拱構(gòu)件,以提高水利工程的承載力和穩(wěn)定性。特別是在大型水利工程中,鋼筋被廣泛用于制造大壩的錨桿和鋼筋,以確保大壩的安全和穩(wěn)定。
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