八鋼熱軋帶肋鋼筋生產(chǎn)技術(shù)進步及展望

馮躍平

(新疆八一鋼鐵股份有限公司制造管理部)

1 背景介紹

熱軋帶肋鋼筋主要用作鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)配筋，以提高結(jié)構(gòu)的強度和抗變形能力，滿足結(jié)構(gòu)承載能力和正常使用的要求。熱軋帶肋鋼筋作為主要的建筑用鋼材，被廣泛用于工業(yè)與民用建筑、鐵道、橋梁、公路、水電、港口等行業(yè)建設(shè)工程中。熱軋帶肋鋼筋是鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的主要增強材料，目前我國熱軋帶肋鋼筋鋼筋產(chǎn)量約占鋼材總產(chǎn)量的20%以上。

1951年9月，老一輩無產(chǎn)階級革命家王震將軍率領(lǐng)駐疆解放軍指戰(zhàn)員和新疆各族群眾“艱苦奮斗創(chuàng)建八鋼”，在戈壁灘上創(chuàng)建了新疆八鋼。1956年7月，八鋼 φ300mm×3＋φ250mm×4軋鋼機試軋φ9.5mm～ φ32mm竹節(jié)鋼筋成功，標志著新疆第一條螺紋鋼生產(chǎn)線投入生產(chǎn)。八鋼熱軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)歷經(jīng)60多年的建設(shè)發(fā)展，目前年產(chǎn)能達到300萬t，可生產(chǎn)HRB400E、HRB500E牌號的盤條φ6～ φ16mm，φ10～ φ40mm直條 ，八鋼生產(chǎn)的熱軋帶肋鋼筋在新疆經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。

2 八鋼熱軋帶肋鋼筋生產(chǎn)線升級改造

2.1 煉鋼裝備技術(shù)升級的有四個階段

第一階段：建廠至1989年，通過對煉鋼爐爐型和爐容不斷技術(shù)改造和升級，鋼產(chǎn)量從建廠初期的705t/a，逐步發(fā)展到1989年的26.9萬 t/a。此階段主要是模鑄鋼錠，鋼錠從100mm擴大到200mm。

第二階段：1990年至1998年，八鋼煉鋼生產(chǎn)進入快速發(fā)展期，通過擴容技術(shù)改造，1991年正式籌建連鑄機，1993年8月13日，1號小方坯連鑄機建成投產(chǎn)，1998年實現(xiàn)全連鑄，年產(chǎn)能達到102萬t，八鋼跨入年產(chǎn)百萬噸鋼鐵行業(yè)。

第三階段：1999年至2007年，八鋼進入高速發(fā)展期，八鋼煉鋼主要是進行爐容擴容技術(shù)改造，爐容由12t擴容至20t，后又由20t擴容至40t。

第四階段：2007年至今，八鋼進入穩(wěn)定調(diào)整階段。在此階段淘汰了20t轉(zhuǎn)爐，新建了150t轉(zhuǎn)爐，熱軋帶肋鋼筋的冶煉生產(chǎn)形成了由兩座40t轉(zhuǎn)爐加一座150t轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)模式。

2.2 軋鋼裝備技術(shù)升級主要有三個階段

第一階段：建廠初期至1997年，此階段生產(chǎn)熱軋帶肋鋼筋的軋鋼裝備主要是250mm機組，熱軋窄帶鋼機組，5 0 0 m m 機組在1 9 9 6 年采用265mm鋼錠一火成材生產(chǎn)熱軋帶肋鋼筋。在此階段，250mm機組的技術(shù)升級主要包括機架改造升級，加熱爐改造，煤改油，主電機改造，GY型短應(yīng)力軋機改造，定尺包裝臺等多項重大技術(shù)升級改造。并不斷對軋機進行技術(shù)升級，由鋼錠二火成材至一火成材，實現(xiàn)連鑄坯一火成材。熱軋窄帶鋼機組主要對輸送輥道，剪切機，包裝臺架軋機開坯機輥，成品軸承以及油改混合煤氣等的技術(shù)改造。

第二階段：1998年至2010年，此階段八鋼先后新建了連續(xù)小型軋鋼機組，一高線材高速軋鋼機組，一棒材高速軋鋼機組，二高線材高速軋鋼機組，二棒材高速軋鋼機組。形成了八鋼三棒兩線的產(chǎn)線布局。

第三個階段：2011年至今，八鋼針對熱軋帶肋鋼筋產(chǎn)品，通過采用無孔型軋制，拓展切分軋制，熱軋帶肋鋼筋實現(xiàn)了三切分至六切分的技術(shù)升級，節(jié)能降耗裝備及技術(shù)得到應(yīng)用，形成了穩(wěn)定的熱軋帶肋鋼筋生產(chǎn)線。

八鋼熱軋帶肋鋼筋產(chǎn)線工藝流程如下：

3 熱軋帶肋鋼筋生產(chǎn)工藝的技術(shù)進步

八鋼熱軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)采用了多項新工藝、新技術(shù)，通過自主研發(fā)，不斷的技術(shù)進步，降低了熱軋帶肋鋼筋的能耗，產(chǎn)品質(zhì)量及規(guī)模得到較大提升。

3.1 應(yīng)用連鑄坯熱裝熱送技術(shù)

煉鋼系統(tǒng)通過對上料系統(tǒng)的改進，采用熱裝熱送工藝后，小型加熱爐燃耗由改造前的5 5～56kgce/t鋼，降低到33～34kgce/t鋼；小型加熱爐的加熱能力產(chǎn)量由冷裝時的80t/h，提高到熱裝時的105t/h,提高了31%。減少了冷裝時連鑄坯冷卻和再加熱的過程，減少了氧化鐵皮的燒損，小型的成材率提高了0.5%～1.5%。

3.2 加熱爐步距調(diào)整技術(shù)

2003年6月小型機組的翻鋼機安裝調(diào)試完畢，實現(xiàn)了步距2 5 0 m m，裝鋼7 1支/爐，爐內(nèi)停留61.5分鐘的設(shè)計要求，每爐加熱量較調(diào)整前提高了20%以上。

通過小步距裝鋼，基本上消除了停機待溫，滿足了ф20～ф25mm熱軋帶肋鋼筋等高產(chǎn)規(guī)格的軋制要求，日產(chǎn)接近2500t，增幅約19%。

3.3 無孔型軋制技術(shù)

八鋼小型機組技術(shù)人員和相關(guān)專家對無孔型軋制的優(yōu)點、開發(fā)無孔型軋制的理論依據(jù)、無孔型軋制的寬展、軋件在簡單軋制條件下受力、去除氧化鐵皮原理進行論證和試驗，制定了無孔型軋制技術(shù)方案，并通過設(shè)計改進無孔型軋制的專用導(dǎo)衛(wèi)、1#剪流槽、軋機水管，進一步推進了無孔型軋制在小型機組的應(yīng)用。

小型機組粗軋6機架無孔型軋制技術(shù)的研制開發(fā)成功，標志著無孔型軋制技術(shù)已由單純的理論研究轉(zhuǎn)向了生產(chǎn)實用領(lǐng)域，并能夠成熟地應(yīng)用于小型連續(xù)式軋機的生產(chǎn)。為進一步在小型連軋機中、精軋機組上開發(fā)無孔型軋制技術(shù)提供了理論和試驗依據(jù)。

3.4 熱軋帶肋鋼筋切分技術(shù)的開發(fā)

原意大利DANIELI公司提供給小型機組設(shè)計的切分孔型系統(tǒng)中，僅包括2×Φ10mm和2×Φ 12mm的熱軋帶肋鋼筋。在2×Φ10mm和2×Φ 12mm的圓鋼切分軋制開發(fā)成功后，相繼投入到同規(guī)格的熱軋帶肋鋼筋生產(chǎn)中。而后，Φ14mm、Φ 16mm成了單線生產(chǎn)規(guī)格中產(chǎn)量最低的產(chǎn)品，而1998年前后的Φ14mm、Φ16mm螺紋鋼銷售需求量每年在6.5～7萬t、8萬噸以上。在設(shè)備具備條件的基礎(chǔ)上，2002年初小型機組又著手開發(fā)了2×Φ 14mm、2×Φ16mm熱軋帶肋鋼筋的切分生產(chǎn)技術(shù)。

3.5 硬質(zhì)合金輥環(huán)技術(shù)的應(yīng)用

應(yīng)用硬質(zhì)合金輥環(huán)使軋槽壽命大幅提高，根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示：Φ16mm熱軋帶肋鋼筋成品槽軋制量由使用前的150t/槽提高到2000t/槽以上；Φ 1 8 m m熱軋帶肋鋼筋成品槽軋制量由使用前的2 0 0 t/槽提高到2 5 0 0 t/槽以上；Φ2 0 m m、Φ 22mm、Φ25mm三種熱軋帶肋鋼筋成品槽軋制量由使用前的250t/槽，提高到2800t/槽以上?？梢姡褂糜操|(zhì)合金輥環(huán)單槽軋制量均超過普通軋輥的10倍。

3.6 QTB控制冷卻工藝

2003年，小型機組在國外設(shè)備和資料的基礎(chǔ)上，經(jīng)過近兩年的不斷試驗摸索，已經(jīng)基本掌握了常用規(guī)格熱軋帶肋鋼筋的QTB工藝的控制參數(shù)。生產(chǎn)中已能使用HRB335/20MnSi的Ⅱ級鋼筋為母材，采用QTB工藝生產(chǎn)Φ16～Φ25mm規(guī)格的HRB400Ⅲ級鋼筋。

鋼筋軋后淬火工藝簡單，節(jié)約能源，鋼筋表面質(zhì)量好，有顯著的經(jīng)濟效益，噸鋼成本降低120～150元。

3.7 產(chǎn)品研發(fā)

八鋼建廠初期至1998年，在熱軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)方面，基本按照行業(yè)標準、冶金部標準選用規(guī)定的牌號生產(chǎn)熱軋帶肋鋼筋，品種和牌號較單一，主要以HRB335為主。1999年開始，八鋼加大了新材料的應(yīng)用，先后采用了V-Fe、Ti、Nb、V-N、鋼水強化劑、高氮復(fù)合合金，開展了多種材料的復(fù)合強化等技術(shù)的研究和應(yīng)用，目前已經(jīng)形成了比較完善和穩(wěn)定的各類微合金化技術(shù)生產(chǎn)熱軋帶肋鋼筋，使產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定，并且成本更優(yōu)。

八鋼熱軋帶肋鋼筋產(chǎn)品先后自主開發(fā)了2 0 M n S i,2 0 M n S i V,2 5 M n S i,H R B 3 3 5，HRB400,HRB335E，HRB400E,HRB500E等牌號的熱軋帶肋鋼筋直條和盤條產(chǎn)品。八鋼目前生產(chǎn)的熱軋帶肋鋼筋以HRB400E和HRB500E兩個牌號，規(guī)格為Φ10 ～Φ 40mm直條，Φ6 ～16mm盤條。采用熱軋交貨狀態(tài)。直條按照理論重量交貨。盤條采用負偏差控制，實際重量交貨。八鋼通過加強生產(chǎn)控制，制定了對成分和性能的內(nèi)控標準，生產(chǎn)的熱軋帶肋鋼筋性能穩(wěn)定。熱軋帶肋鋼筋產(chǎn)品在新疆地區(qū)屬于一類產(chǎn)品。這些產(chǎn)品的開發(fā)，填補了疆內(nèi)產(chǎn)品空白，推動了熱軋帶肋鋼筋產(chǎn)品的升級。目前八鋼 正在進行HRB600系列鋼筋的研究和開發(fā)。

4 熱軋帶肋鋼筋發(fā)展面臨的主要問題

4.1 熱軋帶肋鋼筋新疆市場產(chǎn)量過剩

在新疆區(qū)域內(nèi)，八鋼生產(chǎn)熱軋帶肋鋼筋的規(guī)模最大及品種最多，新疆其他鋼廠生產(chǎn)產(chǎn)品以建材為主，因此熱軋帶肋鋼筋同質(zhì)化產(chǎn)品競爭激烈，近幾年新疆地域的熱軋帶肋鋼筋需求供大于求。新疆鋼鐵產(chǎn)業(yè)集中度低，產(chǎn)能結(jié)構(gòu)性過剩特點明顯。新疆14家鋼鐵企業(yè)總產(chǎn)能1895萬t/a（八鋼產(chǎn)能800萬t/a），建材占總產(chǎn)能的2/3以上，并且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對單一。近兩年，全國鋼鐵產(chǎn)能利用率均保持在80%以上，而新疆2018年產(chǎn)能利用率只有59.46%，2019年1 ～9月為62.84%，同質(zhì)化競爭導(dǎo)致建材價格戰(zhàn)，2020年新疆建材價格再度成為全國洼地。鋼價整體跌幅高于原燃料價格跌幅，運輸成本居高不下，環(huán)保要求日趨嚴苛，八鋼熱軋帶肋鋼筋生產(chǎn)也面臨成本和發(fā)揮產(chǎn)能的壓力。

4.2 高強鋼筋在新疆還有待于推廣

八鋼作為新疆規(guī)模齊全的鋼材生產(chǎn)企業(yè)，一直關(guān)注并跟蹤國家關(guān)于建筑用鋼的發(fā)展要求，致力于新疆熱軋帶肋鋼筋產(chǎn)品的質(zhì)量升級，在高強鋼筋的研發(fā)與應(yīng)用方面投入了大量工作，截止目前，新疆市場HRB500E的占比已達鋼筋總量的5%。

分析認為：一方面HRB500E高強鋼筋的生產(chǎn)成本高于HRB400E；另一方面高強鋼筋的應(yīng)用，需要建筑設(shè)計部門和建筑市場需求同步。因此，高強鋼筋的推廣應(yīng)用迫切需要有政府的支持和引導(dǎo)。

4.3 “裝配式建筑”對建筑市場的影響

為支持“裝配式建筑”的發(fā)展，新疆維吾爾自治區(qū)辦公廳下發(fā)《關(guān)于加快推進自治區(qū)裝配建筑發(fā)展通知》（新政辦明電[2019]243號）提出“大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)裝配建筑，PC和木結(jié)構(gòu)因地制宜推廣”。

鋼結(jié)構(gòu)裝配建筑主要使用的是板材和型材，這對以熱軋帶肋鋼筋為主的建筑材料形成了替代作用。因此在未來的一定時期內(nèi)，熱軋帶肋鋼筋的用量將受到?jīng)_擊。但是新疆作為遲緩型發(fā)展地區(qū)，熱軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)將存在一定的有利空間。

4.4 環(huán)境形勢的影響

2017年以來，新疆自治區(qū)深入推進供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，化解鋼鐵行業(yè)過剩產(chǎn)能取得顯著成效，但新疆鋼鐵行業(yè)結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過剩矛盾依然存在，市場同質(zhì)化競爭嚴重。在生態(tài)紅線高壓下，疆內(nèi)部分鐵礦、煤礦面臨生存危機，影響到鋼鐵生產(chǎn)的原燃料供應(yīng)，日益嚴苛的環(huán)保要求，對鋼鐵企業(yè)提出了更高要求，環(huán)境形勢的變化又造成鋼鐵行業(yè)運行成本的上升。

5 八鋼熱軋帶肋鋼筋今后的發(fā)展方向

八鋼作為新疆唯一的大型聯(lián)合鋼鐵企業(yè)，熱軋帶肋鋼筋產(chǎn)能大、生產(chǎn)歷史悠久，積累了豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗且技術(shù)儲備豐富。為此，對今后八鋼熱軋帶肋鋼筋的發(fā)展提出如下建議。

5.1 實現(xiàn)區(qū)域的資源整合

緊扣八鋼公司作為寶武集團西部產(chǎn)業(yè)平臺發(fā)展定位，為調(diào)整優(yōu)化新疆鋼鐵行業(yè)前端資源，中間鋼企和終端市場，以及關(guān)聯(lián)企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，縱向優(yōu)化、橫向拓展和健康可持續(xù)發(fā)展模式。聯(lián)合重組疆內(nèi)的鋼鐵企業(yè)，形成一體兩翼的產(chǎn)業(yè)布局。統(tǒng)籌規(guī)劃新疆的鋼鐵產(chǎn)能，實現(xiàn)熱軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)、運輸、銷售優(yōu)化。

5.2 提高高強度熱軋帶肋鋼筋占比

根據(jù)國家產(chǎn)業(yè)政策和指導(dǎo)意見，大力發(fā)展高強熱軋帶肋鋼筋的推廣應(yīng)用。聯(lián)合自治區(qū)的相關(guān)部門和設(shè)計院以及建筑公司，提升技術(shù)服務(wù)能力，持續(xù)推廣高強鋼筋HRB500E的應(yīng)用，力爭在“十四五”期間，將HRB500E熱軋帶肋鋼筋的占比提升至30%以上。

同時，加快600MPa級系列熱軋帶肋鋼筋筋的開發(fā)速度，形成穩(wěn)定生產(chǎn)工藝，做好產(chǎn)品的技術(shù)儲備。

5.3 依靠創(chuàng)新 不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量

和國內(nèi)同行業(yè)熱軋帶肋鋼筋生產(chǎn)廠家開展全面對標找差，系統(tǒng)降低熱軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的競爭力。

在新技術(shù)，新工藝，新材料方面加大創(chuàng)新，不斷穩(wěn)定和提高熱軋帶肋鋼筋產(chǎn)品的質(zhì)量和綜合性能，為市場提供質(zhì)優(yōu)價廉的產(chǎn)品，提高熱軋帶肋鋼筋的綜合效益。適時進行細晶粒熱軋熱軋帶肋鋼筋的開發(fā)研究。

5.4 依托“一帶一路”地域優(yōu)勢，拓展中亞市場

依托“一帶一路”優(yōu)勢，充分利用寶武班列和八鋼公司的區(qū)位優(yōu)勢，積極開發(fā)出口用熱軋帶肋鋼筋，完善銷售機制，加大熱軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)和出口，拓展中亞市場。

5.5 大力發(fā)展鋼筋加工配送

鋼筋加工配送是現(xiàn)在高效建筑的重要環(huán)節(jié)和保障之一。對于鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)，也是綠色低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)鏈延伸的主要途徑。八鋼目前雖然已經(jīng)具備一定的能力，但是不能滿足市場的需求，繼續(xù)加大和完善鋼筋加工配送業(yè)務(wù)，建立智能化加工配送中心，提升熱軋帶肋鋼筋產(chǎn)品價值和服務(wù)升值，盡快形成規(guī)?；a(chǎn)。

6 結(jié)束語

熱軋帶肋鋼筋一直是八鋼的主導(dǎo)產(chǎn)品，隨著八鋼產(chǎn)能的擴大和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的增加，以及寶武集團對八鋼公司的發(fā)展要求，西部產(chǎn)業(yè)平臺的加速建設(shè)，新疆鋼鐵產(chǎn)業(yè)的整合，八鋼“板型優(yōu)”比例的增加，熱軋帶肋鋼筋在八鋼本部的占比將逐步下降。在熱軋帶肋鋼筋的后期發(fā)展中，隨著綠色環(huán)保、產(chǎn)品升級、低碳生產(chǎn)、技術(shù)領(lǐng)先、產(chǎn)業(yè)鏈延伸等方面的不斷創(chuàng)新，八鋼將繼續(xù)發(fā)揮熱軋帶肋鋼筋技術(shù)在新疆的引領(lǐng)優(yōu)勢。隨著“一帶一路”建設(shè)的不斷推進，和新疆“兩個市場，兩種資源”戰(zhàn)略的實施，新疆鋼鐵工業(yè)的發(fā)展將開創(chuàng)新局面。