高延性冷轧带肋钢筋的生产工艺

  摘要 安阳市合力高速冷轧有限公司近年来研发生产的新钢种— —高延性冷轧带肋钢筋，属于冷轧带肋钢筋的升级换代产品。新钢种的抗拉强度、屈服强度、断后延伸率等参数均达到高强钢筋的指标要求。生产这种新型建材的设备单机年产能达到两万吨以上，大型盘螺生产线单机年产能十万吨以上，生产线实现自动化、连续化、高速化生产，在对母材不添加任何微量元素的情况下，对Q235钢材进行冷轧热处理之后形成高强钢筋。
  1 概况
  传统的钢筋冷轧设备一般采用主动式或被动式轧制模式，生产两面或三面带肋钢筋。设备模型基本定型，加之多年没有太大的技术革新，冷轧带肋钢筋一度不适宜国内建筑业的发展需求。再者不少小微企业进行作坊式生产，缺乏质量监管，很难保证产品达到国家标准。
  高延性冷轧带肋钢筋应用于钢筋混凝土板类构件中是受力钢筋和分布钢筋，减少钢筋的用量，降低建筑城建成本，社会效益和经济效益十分明显。国家住房和城乡建设部修订的《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》（JGJ-2011）将高延性冷轧带肋钢筋纳入其中，逐步取代冷轧带肋钢筋。
  2 国内首创新技术
  高延性冷轧带肋钢筋生产工艺流程：
  Q235普碳钢→除鳞→减径压肋→热处理→飞剪→自动收料装置
  生产装置，结构紧凑、操作简单，从原料到成品，只需要一分钟。业内亲切称之为“一分钟流程”，效率提高一倍。
  高延性冷轧带肋钢筋生产设备主要特点：
  1）以Q235建材为原材料，采用冷轧和热处理的生产工艺，生产高效节约型高强钢筋。
  2）通过优化生产工艺，利用精确控温技术，达到改善钢筋内部结构，强化钢筋的目的。
  国家住房和城乡建设部科技发展促进中心组织专家对高延性冷轧带肋钢筋进行技术评估，专家一致认定：采用此种新技术生产的高延性冷轧带肋钢筋是国内首创，达到国际领先水平。此项技术符合国家推广高强钢筋的产业政策，节省工程钢筋用量，经济效益和社会效益显著，是一项值得推广的新技术。
  3 产品名称由来
  之所以称之为“高延性”，主要是对于普通冷轧带肋钢筋而言，冷轧带肋钢筋国家标准最大力总伸长率为2%，而新建材达到5%，提高了1.5倍，称之为高延性冷轧带肋钢筋较为合适。同时，与国家和信息化部发布的行业标准《高延性冷轧带肋钢筋》名称相互依存，便于统一，利于推广。
  同样有专家提出称之为“热处理钢筋”。但多数专家指出，热处理只是建材加工的一道工序，并未改变冷轧性质，所以称之为“热处理钢筋”不太妥当。
  最终，为区别以往冷轧带肋钢筋，经过业内专家充分考虑，高延性冷轧带肋钢筋的牌号定名为：CRB600H。C、R、B分别为冷轧（cold-rolled）、带肋（Ribbed）、钢筋（Bar）三个词的英文首字母，H代表高延性。
  4 产品质量
  高延性冷轧带肋钢筋为细直径规格，外形与粗直径热轧钢筋相似，沿长度方向均匀分别两面月牙横肋。新建材的抗拉强度为600Mpa、屈服强度标准值为520Mpa、延伸率≥14%、最大力总伸长率≥5%，从本质上改善了产品的力学性能。新建材经过国家专业检测机构检测，建材各项力学性能指标达到热轧Ⅳ钢筋的国家标准，强度高、延性好。
  5 产品的力学性能和工艺性能   注：表中D为弯芯直径，d为钢筋公称直径；反复弯曲试验的弯曲半径为15mm。
  6 产品的金相检验结果
  钢筋经稳定化热处理后，可获得具有微细晶粒结构的高强度高延性的冷轧带肋钢筋。此种钢筋的金相组织为铁素体+珠光体，晶粒度不粗于9级，其钢筋晶粒度检验参照GB1499.2-2007标准中细晶粒热轧钢筋的规定要求。   7 新建材的应用前景
  1）新建材强度高，可节约建筑钢材和工程造价
  2）新建材延性高，提高了抗震性能
  3）新建材因带肋，与混凝土质检的粘结锚固性能与热轧钢筋没有区别，提高了建筑物的安全系数
  4）生产工艺与热轧钢筋相比，较为简单，填补了细直径高强钢筋市场空白
  8 新建材的应用范围
  新建材主要应用于钢筋混凝土板类构件中受力筋、箍筋、焊接网等非预应力钢筋，主要应用如下：
  1）用于现浇楼板、屋面板的主筋和分布筋。钢筋直径一般为Φ5-12mm，由于现浇楼板的刚度较大，若以高延性冷轧带肋钢筋替代Ⅰ、Ⅱ级钢筋，是细直径钢筋的理想选择。
  2）剪力墙中的水平和竖向分布筋。由于高延性冷轧带肋钢筋的伸长率较大，因此用于剪力墙，能满足抗震要求。
  3）梁柱中的箍筋。当箍筋按受力箍筋计算时，其抗拉强度设计值按360N/mm[～2]取值，而高延性冷轧带肋钢筋的抗拉强度设计值是按415N/mm[～2]取值，完全能达到设计要求。
  4）圈梁、构造柱的配筋。
  5）高延性冷轧带肋钢筋是钢筋焊接网的首选材料，因其具有强度高、延性好、易加工、与水泥混凝土握裹力强等特点，可广泛应用于房屋建设、高速公路、机场跑道、高层建筑。
  9 新建材产生的经济效益和社会效益
  我国2011年建筑用钢筋已达到1.5亿吨，其中12mm以下的小直径钢筋约占40%，达6000万吨左右，如果将这些小直径钢筋加工率达到2/3，每年可加工高强高延性冷轧带肋钢筋4000万吨。按钢筋等强度代换节材13%计算，每年可减少钢材消耗500万吨左右。
  据统计，我国每吨钢平均消耗1.6吨铁矿石、600公斤标准煤、4.1吨新水、排放约2吨二氧化碳、2吨污水、1.5公斤粉尘。按此计算，每年减少500万吨钢材消耗，相当于每年节约矿石800万吨左右、节约标准煤300万吨左右、节约新水2050万吨左右、少排放二氧化碳1000万吨左右、粉尘750万吨左右、污水1000万吨左右，同时还可以节约巨大的物流运输成本。由此可见，发展高强高延性冷轧带肋钢筋，实现冷轧带肋钢筋的升级换代势在必行。