HRB 400E熱軋帶肋鋼筋負(fù)差率控制實(shí)踐

供稿|葛亞?wèn)| / GE Ya-dong

熱軋帶肋鋼筋是我國(guó)目前房屋建筑和土木工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主要原料，廣泛用于高層建筑、橋梁、公路等諸多領(lǐng)域。由于GBl499—2007標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，熱軋帶肋鋼筋可按實(shí)際重量或理論重量交貨，各螺紋鋼生產(chǎn)企業(yè)均采用負(fù)偏差軋制技術(shù)。負(fù)偏差軋制就是鋼筋按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的負(fù)偏差尺寸要求進(jìn)行組織生產(chǎn)，充分發(fā)揮鋼材的潛力，節(jié)約金屬，并能夠促進(jìn)企業(yè)提高管理水平和軋鋼生產(chǎn)的技術(shù)水平。隨著近年來(lái)鋼鐵市場(chǎng)形勢(shì)日益嚴(yán)峻，各鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)成本都有了大幅降低，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。為了在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占有一席之地，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，研究提高熱軋帯肋鋼筋負(fù)差率及負(fù)差穩(wěn)定率就成為生產(chǎn)企業(yè)節(jié)約成本、推銷(xiāo)產(chǎn)品、最大限度滿(mǎn)足用戶(hù)需要、獲取經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑和重要手段。

熱軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)

生產(chǎn)現(xiàn)狀

一直以來(lái)，唐山鋼鐵公司螺紋鋼筋生產(chǎn)為了確保鋼材質(zhì)量，獲得較為充足的性能過(guò)剩能力，負(fù)差率控制較小，鋼筋負(fù)差率一般按照表1范圍進(jìn)行生產(chǎn)控制。但由于負(fù)差率控制較小，中間商獲取利潤(rùn)的空間有限，負(fù)差率控制成為唐鋼螺紋鋼筋產(chǎn)品擴(kuò)展市場(chǎng)、產(chǎn)品銷(xiāo)售的阻礙。2014年2月份，隨著集團(tuán)公司及周邊各鋼鐵企業(yè)按照理論交貨政策的出臺(tái)，負(fù)差率控制水平的高低，將直接反應(yīng)出生產(chǎn)企業(yè)的成本控制水平、管理水平及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。提高負(fù)差率及負(fù)差穩(wěn)定率的工作勢(shì)在必行，為此，對(duì)按原規(guī)定生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行性能和負(fù)差率歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析（匯總結(jié)果見(jiàn)表2），進(jìn)行提高熱軋帯肋鋼筋負(fù)差率及負(fù)差穩(wěn)定率的生產(chǎn)實(shí)踐。

表1 唐鋼HRB400鋼筋負(fù)差率控制要求

表2 唐鋼HRB400鋼筋的性能和負(fù)差率的生產(chǎn)現(xiàn)狀

負(fù)差率與鋼筋力學(xué)性能的關(guān)系

由于標(biāo)準(zhǔn)GB1499—2007規(guī)定，計(jì)算鋼筋強(qiáng)度采用公稱(chēng)截面面積。對(duì)于負(fù)偏差軋制的鋼筋，其實(shí)際截面面積小于公稱(chēng)截面面積，計(jì)算強(qiáng)度值小于鋼筋實(shí)際應(yīng)力值，所以在其他條件不變的情況下，僅從計(jì)算方法上，強(qiáng)度值的減少與試樣的重量偏差有如下關(guān)系：

式中，△σ為強(qiáng)度值與試樣實(shí)際應(yīng)力值的差值；σ為試樣實(shí)際應(yīng)力值。

由式（1）可看出，如果HRB400E鋼筋負(fù)差率提高2%～4%，抗拉強(qiáng)度降低約12～30 MPa，而屈服點(diǎn)降低約9～18 MPa。

由此可以看出，唐鋼按照原負(fù)差要求軋制的HRB400E鋼筋，力學(xué)性能仍有較大的富余量，有通過(guò)提高負(fù)差率優(yōu)化成本的空間。另外，性能波動(dòng)和負(fù)差穩(wěn)定率仍需要進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化。

提高負(fù)差率的措施

明確目標(biāo)范圍

根據(jù)原負(fù)差控制范圍生產(chǎn)產(chǎn)品力學(xué)性能過(guò)剩情況、負(fù)差大小情況，對(duì)各個(gè)規(guī)格負(fù)差控制范圍值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。同時(shí)，考慮原負(fù)差軋制控制要求是范圍控制，各生產(chǎn)班、調(diào)整工對(duì)范圍的理解不同，造成不同班次、不同調(diào)整工實(shí)際控制負(fù)差波動(dòng)較大。為此，將負(fù)差控制要求范圍縮小，并設(shè)立目標(biāo)控制值(見(jiàn)表3)，使得各班、各調(diào)整工在負(fù)差調(diào)整時(shí)，有著相同的、明確的目標(biāo)值，再完善相應(yīng)的監(jiān)控機(jī)制和考核辦法，提高負(fù)差率及負(fù)差穩(wěn)定率。

合理設(shè)計(jì)成品孔型各部分尺寸

鋼筋的斷面尺寸由內(nèi)圓截面、縱肋截面和橫肋截面3部分組成，是決定負(fù)差率的最直接因素，合理設(shè)計(jì)成品孔型是提高負(fù)差率的有效手段。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB1499—2007要求，結(jié)合原有生產(chǎn)工藝情況及其他道次盡可能多的孔型共用，對(duì)成品孔型進(jìn)行了相應(yīng)的修改，將帶有擴(kuò)張半徑的原成品孔型去掉擴(kuò)張半徑，從而縮小內(nèi)圓面積。以20螺為例，設(shè)計(jì)前后成品構(gòu)型尺寸差異如圖1所示。另外，在橫肋方面，將橫肋斜角α角由原來(lái)的45°改為50°，同時(shí)，針對(duì)個(gè)別規(guī)格，橫肋間距略有調(diào)整增加。

表3 負(fù)差率控制范圍及目標(biāo)值

通過(guò)對(duì)各規(guī)格尺寸的調(diào)整，對(duì)內(nèi)圓截面、縱肋截面、橫肋截面同時(shí)造成影響，使得負(fù)差率增加2%左右。最后，在生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)軋槽磨損情況、負(fù)差率穩(wěn)定情況，對(duì)軋機(jī)壓下調(diào)整堅(jiān)持勤調(diào)整、少量調(diào)的原則，使負(fù)差率控制穩(wěn)定在一個(gè)極小的高標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

嚴(yán)格控制化學(xué)成分

圖1 20螺成品孔型修改前后對(duì)比

化學(xué)成分是影響螺紋鋼筋產(chǎn)品性能的最主要因素，若成分波動(dòng)較大，則可能產(chǎn)品性能不合。因此，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，適當(dāng)調(diào)整鋼的化學(xué)成分，合理控制C、Mi、Si的含量，提高成分的均勻性，確保在負(fù)差率控制穩(wěn)定的情況，化學(xué)成分波動(dòng)對(duì)產(chǎn)品性能的影響，不會(huì)造成廢品的產(chǎn)生。

爐溫控制

嚴(yán)格執(zhí)行連鑄坯熱送熱裝制度，與冷裝相比，不僅降低了加熱爐燃耗，而且減少了鋼坯重結(jié)晶過(guò)程，使成品的性能在較大的負(fù)差范圍內(nèi)都能得到保證。同時(shí)，嚴(yán)格控制開(kāi)軋溫度、斷面溫度均勻性，以保證軋制過(guò)程中的溫度均勻性，減少溫度對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品性能及負(fù)差率的影響。

提高軋槽加工精度和控制軋槽噸位

負(fù)差軋制對(duì)各架次的軋件尺寸精度要求較高，在其他條件不變的情況下，負(fù)差值會(huì)隨著軋槽的磨損逐漸減小、轉(zhuǎn)變?yōu)檎睢榱四軌虮３指哓?fù)差率及高負(fù)差穩(wěn)定率水平軋制，要求提高軋槽加工精度的同時(shí)，采取改進(jìn)軋輥材質(zhì)，調(diào)整軋輥加工工藝等措施來(lái)提高軋槽噸位，減緩軋輥磨損，以保證軋件尺寸精度，同時(shí)還有利于降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度。

提高冷剪剪切質(zhì)量及計(jì)數(shù)精準(zhǔn)度

通過(guò)嚴(yán)格要求冷剪剪刃間隙，定時(shí)更換剪刃等管理辦法，減少因冷剪剪切質(zhì)量不好而造成定尺鋼長(zhǎng)短不一；加強(qiáng)對(duì)冷剪設(shè)備的維護(hù)，解決冷剪壓輥震動(dòng)大、不易調(diào)正、冷剪二次剪切不準(zhǔn)等問(wèn)題，將冷剪對(duì)負(fù)差率的影響降低到最小。同時(shí)，提高計(jì)數(shù)工作的準(zhǔn)確性，杜絕因計(jì)數(shù)不準(zhǔn)而出現(xiàn)負(fù)差波動(dòng)的事故發(fā)生。

結(jié)語(yǔ)

綜合采取以上措施后，螺紋鋼筋產(chǎn)品負(fù)差率取得了滿(mǎn)意效果。按照唐鋼兩條棒材生產(chǎn)線(xiàn)200萬(wàn)t的生產(chǎn)水平計(jì)數(shù)，通過(guò)提高2%的負(fù)差，可節(jié)約金屬量4萬(wàn)t，經(jīng)濟(jì)效益可觀(guān)。同時(shí)螺紋鋼筋負(fù)差率及負(fù)差穩(wěn)定率的提高，使得成品內(nèi)徑尺寸控制范圍縮小，生產(chǎn)難度增加，操作變得復(fù)雜，這也促進(jìn)了螺紋鋼生產(chǎn)廠(chǎng)工藝水平和管理水平的提高。