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高延性冷轧带肋钢筋盘螺生产技术

2022-03-25 14:11:46

来源:国家重点节能低碳技术推广目录(2017本)

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一、技术名称:高延性冷轧带肋钢筋盘螺生产技术 

二、技术类别:减碳技术 

三、所属领域及适用范围:冶金行业 高强钢筋生产,适用于建筑、预 制构件、高铁轨枕、路基等应用领域 

四、该技术应用现状及产业化情况 

      我国钢筋产量约 2.2 亿 t,其中 400MPa 级及以上钢筋占比约 80%, 500MPa 级以上钢筋占比仅约 8%。钢筋强度每提高 100MPa,使用时 可节约钢材约 10%。按全国年钢筋产量计算,500MPa 级高强钢筋使用 量每提高 1%,可减少矿石消耗 300 多万 t,减少二氧化碳排放 400 多 万 t,减少污水排放 400 多万 t,具有良好的环境和社会效益。高延性 冷轧带肋钢筋盘螺生产技术是一种 500MPa 级高强钢筋新型生产技术, 可替代传统热轧生产的 400MPa 级和 500MPa 级钢筋用于建筑等领域。 目前已在河南安阳、河北邯郸生产应用,年产量达 90 万 t。目前,我 国 500MPa 级高强钢筋年需求量约为 8000 多万 t,该技术具有较大的 推广潜力。 

五、技术内容

1. 技术原理 

      高延性冷轧带肋钢筋盘螺生产技术以Q235普碳钢为原材料,利用 冷塑性变形强化和在线再结晶热处理工艺,提升钢筋强度,同时消除 残余应力,修复微观组织缺陷,提高钢筋延性。与传统热轧工艺相比, 利用该技术生产同级别的HRB500钢筋,虽然冷轧工序需消耗一定电 3738 量,但由于生产过程中不需添加合金,可有效减少合金生产制造过程 的相关排放,从而实现间接二氧化碳减排。

2. 关键技术 

(1)连续高速叠放立式上料技术 采用叠放式上料新工艺,依靠料线自身重力实现自动放线,有效 提升放线速度,对焊作业方便,接口过渡自然,可满足连续轧制速度 ≥1000m/min 高速稳定上料要求。

(2)顶交 45°冷轧轧机技术 轧机采用先进的 45°顶交形式,满足大轧制力零速带载启动工艺 要求,精度高,换辊效率高,实现稀油润滑主轴轴承。 

(3)大功率高效退火热处理技术 采用斩波调功和逆变调功技术,应用于 700kW 以上、感应频率≥ 15kHz 的高频感应退火加热炉,实现轧制速度≥1000m/min 下热处理温 度范围 540℃~630℃热处理功率输出控制。 

(4)低温吐丝技术 根据线材在吐丝管内的运动轨迹及受力分析,利用高线高温、高 速吐丝曲线,在阿基米德螺旋线原理基础上调整参数,研制出适用于 冷轧高速线材的专用吐丝管、吐丝机,实现低于 550 ℃冷轧低温吐丝 技术。

(5)低温集卷整形技术 通过调整集卷筒筒径、筒高、鼻锥直径、落料高度等参数,使用 旋转交互式推杆布料装置,实现低于 200 ℃冷轧低温集卷整形吐丝布 卷控制。3. 工艺流程 

     高延性冷轧带肋钢筋盘螺生产工艺示意图见图1。 

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图 1 高延性冷轧带肋钢筋盘螺工艺示意图 

六、主要技术指标 

1.产品性能指标 抗拉强度Rm≥600MPa,屈服强度Rp0.2≥540MPa,断后伸长率A5.65 ≥14%,最大力均匀伸长率延性Agt≥5%,强屈比Rm/Rp0.2≥1.05; 

2. 生产指标 最高轧制速度≥1000米/分钟,综合作业率≥88.3%,综合成材率 ≥98.5%; 3.能耗指标 吨钢电耗≤105kWh,无水耗。

七、技术鉴定情况 

       高延性冷轧带肋钢筋盘螺生产技术于 2014 年通过住建部科技发 展促进中心的科技成果评审,先后参与 GB 13788《冷轧带肋钢筋》、 39GB/T 1499.3-2010《钢筋混凝土用钢 第 3 部分:钢筋焊接网》、JGJ 95-2011《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》等 8 项国家和行业标准 规范的制修订。同时,该技术获得国家授权专利 62 项,其中发明专利 15 项。 

八、典型用户及投资效益 典型用户:安阳合力创科冶金有限公司、河北海天建设集团。 

典型案例 1 

      案例名称:安阳合力高延性冷轧带肋钢筋盘螺生产项目 

      建设规模:高强钢筋 30 万 t/a。

      主要建设内容:新建 3 条高延性 冷轧带肋钢筋盘螺生产线。主要设备投资为 4500 万元,项目总投资 6000 万元,建设期 8 个月。项目年碳减排量约 6390tCO2。碳减排成本 约 100~200 元/tCO2。项目实施后,每年生产 30 万 tCRB600H 高强钢 筋,直接产生经济效益 0.6 亿元,投资回收期约 3 年。 

典型案例 2 

      案例名称:河北海天建设集团高延性冷轧带肋钢筋盘螺生产项目 建设规模:高强钢筋 60 万 t/a。

     主要建设内容:新建 6 条高延性 冷轧带肋钢筋盘螺生产线。项目总投资 1.2 亿元,主要设备投资 9000 万元,建设期 10 个月,项目年减碳量约 12780tCO2。项目碳减排成本 约 100~200 元/tCO2。项目实施后,每年生产 60 万 tCRB600H 高强钢 筋,直接产生经济效益 1.2 亿元,投资回收期约 3 年。 

九、推广前景和减排潜力 随着我国城镇化与基础设施建设快速发展,钢筋需求量巨大,该 技术的推广有助于提高我国高强钢筋在建筑、交通等领域的广泛应用,40实现建筑钢筋使用减量化,特别是在小规格钢筋(Φ6~Φ12)的生产 和应用方面更具优势。预计未来 5 年,全国高延性冷轧带肋钢筋推广 使用量预期可达市场总量的 35%,项目总投资 60 亿元,可形成的年碳 减排能力 64 万 tCO2。