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2019年全国建筑钢筋生产技术研讨会在西安召开

              发布时间:2019-09-02


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由亨利68彩金主办,亨利68彩金低合金钢分会、亨利68彩金高速线材轧机装备技术分会、陕西钢铁集团有限公司协办的“2019年全国建筑钢筋生产技术研讨会2019814-15日在陕西西安召开。会议的主题是:贯彻落实钢筋新国标,实现高效、优质、低成本生产。来自全国钢铁企业、科研院所、高等院校、设计单位、装备制造单位、标准研究制定、质量监督及下游用户等相关领域近60个单位的专家学者及科技人员100多名代表济济一堂,重点围绕新国标执行后,建筑钢筋质量监管、建筑钢筋微合金化关键技术、连铸与控轧控冷技术优化及钢筋组织均匀性、性能稳定性控制技术、特殊用途钢筋及复合钢筋生产新技术等进行了深入讨论。

陕西钢铁集团有限公司总工程师韦武强致欢迎词。他指出,陕钢集团经过多年发展,形成了长流程完整的产业链。本着服务用户,先后开发了PC钢棒用盘条、45#60#65#70#SWRH82B等系列中高碳钢盘条新产品。掌握了提高索氏体化率研究直接轧制提高产品质量超细晶粒轧制技术等一批达到国际领先水平的先进技术。先后通过了质量、环境、职业健康安全、测量、知识产权五项管理体系认证。禹龙牌商标是陕西省著名商标禹龙牌热轧带肋钢筋、热轧光圆钢筋是陕西省名牌产品,HRB400E热轧带肋钢筋荣获全国冶金产品实物质量金杯奖等荣誉称号,被广泛应用于国家铁路、地铁、水电站建设等重点工程。2018年产粗钢1138万吨,国内排名第17位,成为中国西部最大的精品建材生产基地。

亨利68彩金副秘书长高怀致开幕词。他提到建筑钢筋质量关系到人民生命财产安全,我国每年生产螺纹钢筋2亿多吨,线材1.4-1.5亿吨,建设领域总用钢占全部钢产量的58%左右。本次会议是亨利68彩金自2009年以来,根据新国标实施后组织的又一次建筑钢筋专题研讨会,初衷是根据下游用户特殊使用要求包括抗震、耐火、复合涂层以及低温钢筋等,如何强化监管;如何掌握微合金化、控轧控冷、均化组织、高效连铸连轧、直接直轧、无头轧制技术;如何推动新技术与新装备,以推动我国建筑钢筋高效、优质、低成本生产。他还指出1-6月份,粗钢产量突破4.92亿t,比去年同期增长了10%,创历史新高,但随着进口原材料价格的上涨,企业效益明显下滑,同时企业还面临着国家供给侧结构改革、产能过剩、绿色发展、环保生存保卫战、个性化发展和个性化定制以及智能制造等压力。亨利68彩金主要职责之一就是为促进行业技术进步,企业健康发展搭建技术交流平台,本次会议特别邀请相关行业专家及典型生产企业做专题报告,希望对建筑钢筋的健康有序高质量发展有指导作用。

会议邀请了国家建筑钢材质量监督检验中心、全国钢标委钢筋混凝土用钢分技术委员会、中国金属材料流通协会、钢铁研究总院、陕西钢铁集团有限公司、首钢技术研究院、北京科技大学、东北大学、江苏大学、江苏沙钢集团有限公司、马鞍山钢铁股份有限公司、江苏永钢集团、湖南三泰新材料股份有限公司、山西太钢不锈钢股份有限公司、攀钢集团研究院、陕钢集团龙钢公司、河钢集团承德钢铁公司、安阳钢铁集团公司等单位的23位专家作大会报告。大会报告主要围绕新国标执行后,建筑钢筋质量监管、建筑钢筋微合金化关键技术、直接轧制、特殊用途(抗震、耐蚀、不锈、耐低温等)钢筋及复合钢筋生产新技术、建筑钢筋性能稳定性控制技术、建筑钢筋集中加工配送等进行了深入研讨。

一、     建筑钢筋质量监管与标准

国家建筑钢材质量监督检验中心总工程师李晓滨做了“建筑钢筋的监管与发展”报告,阐述了我国钢筋市场的监管机制以及钢筋用钢新的发展方向。李晓滨首先简要阐述了建筑钢筋监管的总体情况和必要性。他指出,顶层设计优化了建筑钢筋质量的监管。十九大首次提出高质量发展,表明中国经济由高速增长阶段转向高质量发展阶段。

2018年,国务院出台了关于加强质量认证体系建设促进全面质量管理的意见:打造质量管理体系认证“升级版”,拓展质量认证覆盖面,创新自愿性认证制度,构建认证认可国际合作机制。新型质量安全监管体系是以质量评估为基础,以分类监管为抓手,以信用监管为依托,以智慧监管为支撑。建筑钢筋质量监管采用如下图所示的新型质量安全监管体系:

 

产品质量监督抽查的原则是双随机、一公开。要进一步加强工业产品事中事后监管。

生产许可证制度的改革:201811月,市场监管总局关于公布工业产品生产许可证实施通则及实施细则的公告,规定38类产品的实施细则,其中建筑用钢筋排第一位(冷轧带肋钢筋产品不再实施生产许可证管理)。20181122发布新版工业产品生产许可证实施通则及实施细则,自2018121日起实施。

需要通过互联网科技手段,实现对钢筋质量的有效监管,并深入对生产、流通、使用各环节的把控,为钢筋应用提供有效、精准的数据信息,助力建筑钢筋产品质量的提升。

全国钢标委钢筋混凝土用钢分技术委员会刘宝石秘书长做了“钢筋标准发展规划及绿色制造体系评价”报告,概述了我国钢筋标准的发展历程以及企业和产品绿色评价标准。刘宝石在报告中重点阐述了下列几个问题:钢筋现行标准体系,标准实施中问题解析,钢筋领域标准发展规划及绿色制造体系及重点项目。在标准实施中问题中,详细解析了断后伸长率、允许尺寸偏差、重量偏差、反向弯曲、金相组织(宏观金相、微观组织和截面维氏硬度)等。

二、     建筑钢筋微合金化技术

1V/V-N微合金化技术

钢铁研究总院钒技术中心杨才福教授做了“高强度热轧钢筋微合金化技术”报告,重点介绍了高强钢筋的微合金化技术,尤其钒微合金化技术。杨才福教授指出,V/V-NNbTi微合金化技术均能实现高强钢筋的生产。其中V/V-N微合金化钢筋最有优势,其优点是:

       高溶解度,易于VCN加热溶解;

       良好铸造性能,易连铸;

       变形抗力小,易于轧制生产;

       钒的强化效果可预测;

       钢筋生产:孔型轧制,不易低温控轧。

Ti微合金化钢筋存在的主要问题是性能波动大和连铸困难。

杨才福教授还详细介绍了钒氮钢筋的强化机理,指出V-N 微合金化高强度钢筋具有很高的抗震性能、无应变时效行为,技术经济性好。V-N微合金化在热轧高强度钢筋生产上有明显的技术优势,较好地满足了III级、IV级、V级高强度抗震钢筋生产需求。我国具有丰富的钒资源,钒的生产供应可以满足钢筋生产需求。

河钢集团承德钢铁公司张俊粉部长做了“钒微合金化高强抗震钢筋的研发与应用”的报告,河钢承钢依托承德地区丰富钒钛磁铁矿资源,2008-2012年,率先成功研发600MPa级超高强钢筋,引领高强度钢筋发展。同时开发PSB785-830贝氏体精轧钢筋和澳标、英标等高强钢筋产品。河钢承钢是“燕山牌”螺纹钢筋源产地,具备全规格(6-60mm)、全等级螺纹钢筋生产能力,产品全部采用钒微合金化热轧生产工艺,断面组织均为P+F,主要品种系列有HRB400(E)HRB500(E)HRB600(E)HRB600E)高强抗震钢筋采取微合金强化成分体系,热轧无穿水工艺生产,组织为铁素体加珠光体,珠光体约占45%-50%,晶粒度达到10级以上。钒析出比例达71%,析出物尺寸小于18nm的占比为49%。力学性能、焊接性能、疲劳性能均表现优良。

目前,承钢采用含钒热轧工艺成功研发了国标高强抗震钢筋--- HRB700。其关键生产技术有:(1)钒氮微合金成分设计,实现低碳当量控制;(2)组合增氮技术,钢中氮含量稳定达到320ppm以上,利用廉价的氮元素,促进钒的析出强化效果的发挥;(3)高钒氮钢铸坯质量控制技术,确保钢筋表面质量良好;(4)轧制工艺设计,使钢中73%的钒以析出状态存在,析出物中尺寸小于10nm的粒子占比达到38%以上,尺寸小于18nm的粒子占比高达53%以上,确保钒强化效果。

河钢承钢生产的产品广泛用于地铁、高铁、核电站、国家知名场馆、水利枢纽、桥梁等工程项目,如港珠澳大桥、北京新机场、中国尊等,并出口到亚洲、美洲、非洲、澳洲等海外市场。

攀钢集团研究院郭跃飞做了钒合金化对高强抗震钢筋影响及HRB500E开发的报告。

攀钢多年的实践经验,得出钒合金化对高强抗震钢筋的影响如下:

1)采用FeV80VN16和喂线方式合金化,喂线更利于提高钒、氮收得率及稳定性。

2)采用VN16或喂线方式合金化,更利于高强抗震钢筋屈服强度提升,但强屈比较FeV80有所下降。

3)三种合金化方式钢筋组织均为FPFN含量的增加获得细化。

4)三种合金化方式钢筋自然时效均在10MPa内,FeV80合金化时效最稳定。

钒氮微合金化 HRB500E的工艺流程是:铁水脱硫转炉→LF精炼→连铸加热→轧制→空冷。采用“VN16FeV80”合金化技术,批量生产10万余吨Φ12Φ32规格HRB500E钢筋性能合格率100%,解决了单独采用VN16合金化易出现强屈比不合难题,对钒在HRB500E中应用起到积极推广作用。攀钢月均产销HRB500E钢筋1.5万吨,HRB500E占比直条钢筋30%

钒微合金化热轧高强抗震钢筋断面组织均匀,力学性能稳定,长期实践证明兼具低时效、易焊接、耐锈蚀等诸多优点,生产工艺窗口宽,推荐钒为首选强化元素。

2Ti微合金化技术

东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室王超教授做了“本质细精钢技术在螺纹钢产品领域的研发与应用”的报告。采用第二相诱导细晶相变机制,通过铝-钛复合脱氧、钛-锆复合脱氧等反应,脱氧产物生核、由扩散而长大,凝固过程偏析与析出,冷却过程平衡固溶析出等机理,达到诱导晶粒细化的目的。

江苏大学霍向东教授作了“钛微合金化高强钢的研究进展和应用前景”的报告。分析了钛微合金化技术在建筑钢筋生产中的应用,他提出:(1)采用钛微合金化技术,如果控制好纳米碳化物的析出过程,将显著提高建筑钢筋的屈服强度。(2)由于建筑钢筋是升温轧制,形变诱导TiC析出不容易发生,增加了起沉淀强化作用的纳米碳化物的体积分数。(3)钛微合金化高强钢不需要提高碳含量以增加强度,反而采取低碳的成分设计。可以提高焊接性能,改善韧性。

3Nb微合金化技术

江苏永钢集团马正洪作了“微合金化高强度钢筋研发和推广”的报告。20186月以来,永钢开始逐步进行以NbV试验,针对含Nb钢裂纹敏感性强、成品易出现屈服不明显的现象等行业性难题,从含Nb钢相变机理上进行深入研究。目前公司6-50mm400MPa级螺纹钢已全部实现以NbV合金替代,500MPaq级及以上高强钢筋也已部分以NbV合金替代,质量稳定。10-50mm直条螺纹钢初检屈服不明显比例低于0.5%,各类指标(力学性能稳定性、铌合金含量)均处于国内含Nb钢筋的领先水平。

500MPa级、600MPa级及以上高强抗震钢筋的生产需采用Nb/V复合合金体系,在条件允许的情况下应尽可能提高N含量,500MPa级钢筋V加入0.05-0.08%600MPa级钢筋V加入0.10-0.15%,同时为了提高强屈比可加入适量的Nb,含量不宜超过0.04%

安阳钢铁集团公司赵自义做“HRB400E铌微合金化工艺实践的报告。根据安钢的生产经验得出:采用铌微合金化生产HRB400E抗震钢筋,利用控轧控冷工艺优势,严格控制轧制温度,可以实现铌代钒等量替换,性能水平良好。铌微合金化钢,对加热、控轧控冷工艺、轧机负荷能力等要求较高,而且较低的轧制温度会使切分轧制尺寸线差加大、上冷床跑钢、表面红锈等问题,需要不断的摸索优化。

江苏沙钢集团有限公司麻晗做了超高强度抗震钢筋关键技术开发及应用的报告。沙钢具备年产500万吨螺纹钢的能力, 是国内规模最大、品种最全的螺纹钢研发生产基地之一。重点介绍了超高强度抗震钢筋关键技术开发工作。充分利用Nb/V/Ti的析出强化、细晶强化和固溶强化机理。成分体系是微合金化易焊接成分设计;强化机制是增氮型铌钒氮微合金化设计及冶炼;控制轧制方面充分发挥合金元素固溶作用,保证晶粒大小;控制冷却的作用是充分发挥合金元素析出作用,确保复相组织类型及比例。

沙钢采用微合金工艺,成功开发600MPa级超高强抗震钢筋,并实现工业化稳定生产,屈服≥600MPa,抗拉≥790MPa,断后延伸率≥16%,最大力总延伸率≥9%。用于人防、高层建筑、高速铁路等重点工程。沙钢还提出了基于铁素体、珠光体和析出相复相组织比例和尺寸调控的强屈比控制技术,可实现屈服强度≥600MPa以上,强屈比≥1.25

麻晗还简单介绍了再研的700MPa级超高强度抗震钢筋的情况。

三、特殊用途功能钢筋(抗震、耐蚀、不锈、耐低温等)生产技术进步

钢铁研究总院结构材料所杨忠民教授做了“高性能钢筋及物理冶金控制”的报告。提出钢筋功能性的发展趋势:(1)抗震性:高塑韧性低屈强比;(2)耐久性: 耐候钢/耐蚀;(3)高疲劳性能:大应变低周疲劳/高周疲劳;(4)耐低温:耐超低温极寒条件<-163;(5)高安全性:耐火性;(6)大尺寸:>60mm(减少梁柱尺寸)。

钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室周和敏介绍了混凝土用耐蚀钢筋、耐火钢筋及石墨烯基涂镀钢筋的研究与生产。

马鞍山钢铁股份有限公司郭湛作了“液化天然气储罐用耐低温高强钢筋的研制及应用”的报告。低温钢筋主要要求有较高的强度以及低温下具有较好的韧性,特别是低温下有较高的抗缺陷敏感性。对-165低温强韧性要求高。马钢采用了4项关键技术:关键技术1、微合金化成分设计技术:(1)从改善裂纹萌生、扩展能的角度出发,通过CMnNi及热处理工艺的有效结合,形成一定量的板条逆变奥氏体薄膜,提高抗裂纹萌生及扩展的能力;(2)从改善钢低温韧性与缺口敏感性角度出发,采用低C+Ni,并严格控制PS含量,获得回火索氏体+贝氏体+珠光体的复合组织来提高低温韧性与缺口敏感性;(3)从强度角度出发,降CMn带来的强度损失,通过V的析出强化来弥补。关键技术2:高纯净度钢冶炼技术:(1)电炉冶炼:50%铁水+50%废钢冶炼,偏心炉底无渣出钢;(2 LF炉精炼:脱硫,去夹杂,改善钢水纯净度;(3 RH真空精炼:去除HO有害气体,去夹杂;(4)连铸:全程保护浇注,杜绝钢水二次氧化;结晶器电磁搅拌,去除夹杂、改善偏析。关键技术3:淬火自回火控制技术。通过控制水冷段数量、轧制速度、水压与流量、上冷床温度等参数,使得钢筋表面形成回火索氏体、心部为贝氏体+珠光体的复相组织,提高强韧性。关键技术4:低温拉伸检测技术。

陕西太钢不锈钢股份有限公司王辉绵作了“海洋建筑用不锈钢钢筋开发及应用技术研究”的报告。跨海桥梁等海工建筑普遍采用钢筋混凝土结构,在复杂、严苛的环境条件下耐久性差,造成的经济损失巨大。不锈钢钢筋的特点:(1)具有很强的抗氯离子腐蚀性能。本质上提高混凝土结构的耐久性,少用或不用其它防腐措施,大大降低维护、维修费用。(2)良好的高温和低温下的力学性能。 (3)初次投入较大,但全寿命周期成本很低。

山西太钢不锈钢股份有限公司生产的1.4362双相不锈钢在模拟混凝土孔隙液中具有良好的耐蚀性能。太钢不锈钢钢筋应用在港珠澳大桥等工程中。港珠澳大桥分五个标段,分别为香港段、岛隧标段、桥梁CB03、桥梁CB04、桥梁CB05标段,总计应用不锈钢钢筋10000吨。太钢不锈钢钢筋国内段中标8426吨,香港段70吨,涵盖所有标段。太钢还中标文莱淡布隆跨海大桥项目不锈钢钢筋3358吨,这是国内不锈钢钢筋首次用于海外桥梁项目。

湖南三泰新材料股份有限公司向勇做了不锈钢覆层钢筋在基础设施建设中的应用前景报告。介绍了不锈钢覆层钢筋的研究工作和前景展望。

四、建筑钢筋生产新工艺、新技术与装备改造

陕西钢铁集团有限公司许宏安作了实现棒线材直接轧制关键问题解决方案及实际应用的报告。无加热直接轧制彻底消除了连铸坯二次加热工艺,将炼钢、轧钢合二为一,实现了轧制过程“七个零、一提高、一降低”,即CO2排放为零、烟尘排放为零、SO2排放为零、NOx排放为零、氧化烧损为零、加热燃料消耗为零、加热费用为零,钢材性能提高,成本降低。

但要实现无加热直接轧制,需要解决许多问题,如钢坯头尾温差、性能不稳定、产品质量不合格;未经过γ-α-γ相变再结晶过程,奥氏体晶粒粗大;连铸与轧制如何匹配;轧机强度及负荷问题;连铸坯运输时间≥300s,温降大等等。陕钢经过多年的研究,解决了这些难题。在某钢铁集团有限公司的连铸-棒线生产线,于201312实现无加热直接轧制产业化应用,现已稳定运行6年多,直轧率95.8%,年生产高强度抗震钢筋80万吨,产品合格率99.87%,成功做到“七个零、一提高、一降低”,吨材成本降低147.5元。

首钢技术研究院邸全康作了满足钢筋新国标要求的控轧控冷装备技术改造及低成本工艺研究的报告。报告分析了钢筋新国标对金相组织的量化指标要求,提出了新型控轧控冷改造应对方案。目前,钢筋棒材产线主要有三大类型:多线切分,高速棒材,半连轧。报告分别分析了这三大类型产线的特点与改造思路。最终实现12-32mm规格HRB400E钢筋在满足新国标金相组织、焊接性能和抗震性能的前提下,无需添加VNbTi等微合金元素,显著降低成本。

北京科技大学余伟教授作了“年产100万吨以上切分棒材生产线低成本改造模式探讨”的报告。北科大提出的改造方案具有下列优势:(1)双线高速棒材改造模式由于没有改变现有主体设备的布局,可以边生产边施工,停工时间短。(2)采用单线轧制出成品,产品精度高,尺寸公差控制稳定,可以以较大的负偏差交货,从而给企业带来更大的效益。(3)通过控轧控冷工艺,可以以较少的合金含量获得较高级别的钢筋,直接体现了经济效益。(4)采用全部国产化设备进行改造,投资约5600万元,一年即可收回全部投资。

钢铁研究总院王卫卫作了棒材分段气雾冷却工艺研究进展报告。介绍了气雾冷却机理和分段阶梯型气雾冷却工艺的技术先进性。该技术在河北敬业得到了成功的应用,效果显著。

达涅利冶金设备(中国)有限公司梁建国介绍了用于螺纹钢生产的无头连铸连轧工艺-达涅利短流程(MiDA)技术,该技术在美国亚利桑那州的CMC工厂成功运行,可实现无可比拟的投资成本和运营成本。

五、优质、高效、低成本建筑钢筋稳定生产

陕钢集团龙钢公司龙钢公司石自新作了龙钢公司优质、高效、低成本建筑钢筋生产实践报告。重点分享了在新国标实施过程中,提高产品质量,高效、低成本绿色生产方面的成功经验。

除陕钢龙钢外,沙钢、马钢、永钢、太钢、攀钢、承钢、安钢等公司都分享了他们加大研发投入,开发新品种、创立名牌产品,提高产品质量、增加企业效益,稳定高效生产的宝贵经验。

六、钢筋集中加工配送

中国金属材料流通协会副秘书长兼钢筋分会副会长李艳作了高高标准构建钢筋加工新业态——钢筋集中加工现状与发展报告。

目前我国建筑钢筋加工配送刚刚起步。传统钢筋加工多采用调直切断机、断切机、弯曲机、直螺纹成型机等小型设备加工,单机作业,半成品钢筋周转多采用人抬肩扛的方式,属于劳动密集型产业,在工民建领域目前还是以传统加工方式为主,主要在施工现场进行加工。具有设备自动化程度低,工人劳动强度大、生产效率低、加工精度低,质量稳定性差、钢筋损耗大,浪费严重等缺点。

现代施工生产方式对钢筋加工的要求:场外加工。采用钢筋集中加工配送。要发动多方力量,联合政府、协学会等团体组织以相关企事业单位,共同推进钢筋加工配送行业的健康发展,构建行业新业态。

加工配送今后发展趋势将是:(1)加工配送企业提供钢筋工程施工整体解决方案;(2)加工设备一机多能智能化,梁、板、柱、墙钢筋部品化;(3)应用基于BIM的信息化管理技术,开发基于BIM的钢筋加工成套设备,提升加工生产管理效率和设备可靠性。

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