近年來,鋼材下游消費結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,傳統(tǒng)地產(chǎn)、基建領(lǐng)域的消費量大幅減少,螺紋鋼表觀消費量下降趨勢已經(jīng)形成,這將是建筑用鋼生產(chǎn)企業(yè)首次面對真正意義上的減量發(fā)展,推動鋼筋材料升級擴大鋼鐵應(yīng)用已迫在眉睫。高強度螺紋鋼筋尤其是高強度精軋螺紋鋼筋也成為生產(chǎn)企業(yè)爭相瞄準發(fā)力攻占市場的方向。 精軋螺紋鋼筋屬國家標準預(yù)應(yīng)力混凝土用螺紋鋼筋(PSB),是一種熱軋成帶有不連續(xù)的外螺紋的直條鋼筋,該鋼筋在任意截面處,均可用帶有匹配形狀的內(nèi)螺紋的連接器或錨具進行連接或錨固,強度等級代號以屈服強度劃分級別(PSB+屈服最小值),如PSB830表示屈服強度最小值為830MPa的鋼筋。公稱直徑主要為Φ15mm、Φ18mm、Φ25mm、Φ32mm、Φ40mm、Φ50mm,也可根據(jù)用戶要求提供其他規(guī)格的鋼筋。由于鋼筋強度的大幅提高,在同等強度要求的條件下,鋼筋直徑減小,可節(jié)約鋼材30%以上。PSB785-1200MPa高強鋼筋是建造巨型、大跨度建筑物、艦艇船塢及鋼結(jié)構(gòu)重要部件,廣泛應(yīng)用于建筑工程項目中預(yù)應(yīng)力部位,也用于煤礦、隧道、高鐵、大壩、邊坡、碼頭等各類支護和加固工程及預(yù)應(yīng)力混凝土工程,具有連接、錨固簡便,黏著力強、張拉錨固安全可靠以及施工方便等優(yōu)點,而且節(jié)約金屬、減少構(gòu)件面積和重量。 但由于高強度精軋螺紋鋼筋的市場份額并不大,因此國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)較少,尤其Φ15mm規(guī)格與普通鋼筋型號尺寸不兼容,生產(chǎn)難度大、制造成本高,市場少之又少。首鋼長鋼根據(jù)市場需求,組織團隊著手研發(fā)Φ15mm規(guī)格PSB500-785精軋螺紋鋼筋。 常用的熱軋帶肋鋼筋規(guī)格有Φ14mm、Φ16mm,且是由傳統(tǒng)工藝裝備四線切分或三線切分生產(chǎn)而成。Φ15mm規(guī)格精軋螺紋鋼筋需要單線軋制,沒有可利用的現(xiàn)成條件,故選擇在高速棒材軋機生產(chǎn)線進行試制。在開發(fā)過程中,需對孔型系統(tǒng)重新設(shè)計,K1-K2道次采用橢圓-圓系統(tǒng),其中K1按國標要求設(shè)計,K2采用橢圓變態(tài)孔設(shè)計方式來控制,軋槽加工要確保橫肋飽和度和消除縱肋,保證鋼筋外形形成螺紋狀無縱肋且鋼筋兩側(cè)螺紋在同一螺旋線上。 冶煉過程化學(xué)成分除S、P質(zhì)量分數(shù)控制<0.035%外,其他元素C、Mn、Si、V等主要元素含量也要按規(guī)定要求控制;熱軋過程中,通過多道次進行塑性變形,對軋制速度、軋制壓力、冷卻等因素的精確控制,實現(xiàn)對鋼材組織和性能的有效調(diào)控;實時監(jiān)測軋制過程中的溫度變化,以避免過熱或過冷導(dǎo)致的產(chǎn)品質(zhì)量問題;熱軋過程后,鋼材需要適當?shù)睦鋮s處理,以便消除內(nèi)部應(yīng)力并獲得所需的力學(xué)性能,冷卻方式包括自然冷卻、風冷、水冷或熱處理工藝等,以適應(yīng)更廣泛的使用環(huán)境。 試制前幾次均發(fā)生橫肋錯位現(xiàn)象,通過對牙調(diào)整和更換終軋成品軋機機組得以改善。各項外形尺寸符合標準要求,能夠?qū)崿F(xiàn)在任意截面順利旋入配套的檢驗螺母和連接器。經(jīng)若干天時效后,屈服強度、抗拉強度、伸長率和最大力伸長率達要求,委托專業(yè)機構(gòu)進行10h的松弛試驗,性能滿足要求。 Φ15mm規(guī)格精軋螺紋鋼筋的生產(chǎn)研發(fā),為首鋼長鋼建材產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)調(diào)整拓寬思路,也為其他規(guī)格和更高等級(PSB830-1200MPa)的精軋螺紋系列建筑用鋼筋的進一步開發(fā)奠定基礎(chǔ),使之進入快車道。?
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