滕芳

摘要：为了适应我国即将出台的热轧带肋钢筋新标准，对于高强度钢筋轧制工艺和装备上如何适应将来的新标准要求，进行了控轧控冷工艺，以及对现有的棒材轧机进行改造的工艺进行了详细的分析，比较了切分轧制和高速轧制两种工艺的优缺点，提出了工艺布置新思路。新方法为新钢筋生产线工艺设计，老线改造设计，或者钢铁企业工程技术人员开发品种提供了独特的途径。

关键词：标准;钢筋;质量控制;轧机改造;工艺技术

引言

作为混凝土施工中的关键环节，钢筋工程的施工质量是混凝土现浇结构施工质量的重要组成部分。由于钢筋混凝土所具有的特殊性质对于钢筋工程的质量把关甚至可以关系到整个建筑工程能够符合最终的建设标准。钢筋工程的相关施工工作一定要严格遵守相应的技术指标，鉴于工程本身所具有的的各项不确定因素，钢筋工程质量监管就显得尤为重要了。

1两种不同生产模式改造技术分析

1.1传统切分模式

传统的低速多线切分棒材生产线通常由16架或者18架轧机组成，仅轧制?10mm棒材时使用18架，如果没有?10mm规格需要，则将11架和12架轧机省掉。设3台飞剪，分别位于粗轧机组、中轧机组和精轧机组后。早期的18架全连轧生产线布置紧凑，2000年之后考虑了控轧，通常在中轧和精轧之间留40-60m距离，用于轧件的控冷降温和回复均温，如图1所示。但是，低温轧件进入精轧机组切分轧制的事故太多，目前没有一家真正做到既控温轧制，又切分轧制。

为了减少低温精轧出现的工艺事故，对轧件进行分段冷却。对图1（b）布置，可将13-16架轧机前移，将17架和18架轧机后移，使得16架和17架之间有足够距离安装冷却器对轧件进行冷却和回复，此处轧件断面形状近似圆，较易实现控冷。同时将中轧12架轧机后的冷却器启用，两处同时实现较小幅度降温，即可减少工艺事故，又可实现低温精轧，获得较细的奥氏体晶粒，再结合轧后冷却，获得较细的铁素体和珠光体组织。对图1（a）则改造难度较大，将精轧机组和3#飞剪、冷床全部后移，同时提高精轧机组电机功率和3#飞剪剪切能力。改造后的布置见图1（c）所示。目前主流切分工艺为?10、?12采用4-5切分;?12、?14采用四切分，?14、?16采用三切分;?16-22采用两切分。如果新标准正式实施，多线切分由于轧辊各点弹跳值不同，会影响尺寸精度，负偏差控制难度较大，建议减少切分线数，由此将会带来产量的降低。

1.2钢筋成分-组织-硬度关系

HRB400/400E钢筋，在20MnSi钢的基础上，当钢中添加钒的质量分数高于0.023%时，不同规格钢筋截面表层和中心处能够获得硬度均匀一致的铁素体-珠光体组织，并且满足热轧钢筋的力学性能要求;当钢中添加钒的质量分数低于0.02%时，钢筋表层均出现硬化层组织，截面表层和中心处的硬度差异明显，表层中得到了回火马氏体或贝氏体组织;对未添加钒的20MnSi和C-Mn钢筋，表层得到明显的硬化层组织，表層和中心处硬度差值显著，高达100HV左右。对HRB500/500E钢筋，虽然所取样品及试验数据不如对HRB400/400E钢筋那样充分，但是规律是一致的。由图15可以看出，钒质量分数高于0.059%的HRB500/500E钢筋中，截面表层和中心处均得到了一致的铁素体-珠光体组织，截面硬度也是均匀的;而低钒和无钒的钢中，表层均出现明显硬化层组织，表层和中心处硬度差值更加显著，最大差值高达140HV。受钢筋生产和样品取样的限制，本试验结果中缺少钒质量分数在0.02%～0.06%范围的HRB500/500E钢筋数据，这一范围的变化规律有待于今后的科研和生产中加以补充完善。

1.3高速棒材模式

典型模式是酒钢和马钢高线改造。酒钢高速棒材生产线是在原高速线材精轧机后增加一套高速上钢装置以及冷床、收集等设备改造而成，生产?8～?14mm圆钢和带肋钢筋，设计最大轧制速度为40m/s。具体生产工艺包括：钢坯经粗轧、中轧及预精轧机组轧制后，进入线材精轧机轧制，出精轧机的轧件通过精轧后第二段水箱冷却，由运输导槽弯曲导送，进入直条棒材生产线并通过高速上钢装置进入冷床。生产?8mm规格时，保证轧制速度为35m/s。该生产线新增加的高速上钢装置从西马克公司引进，主要由剪前夹送辊、转辙器、高速圆盘剪、双通道导槽、夹尾制动器以及双转毂上钢导槽等组成。当然，国内经过多年的研究，已经成功开发出新型自有知识产权的上钢装置及技术，已经得到工程应用。

1.4钢筋截面维氏硬度及检验方法。

钢筋这类低合金钢轧后快冷条件下基圆外围容易出现贝氏体、马氏体等低温相变组织，经心部余热回火后组织形貌比较复杂，金相显微镜下不容易区分。为了方便对回火马氏体组织进行判定，截面维氏硬度可以作为简易的辅助检验方法。根据前面的统计分析结果，即使钢筋生产采用了轧后快速冷却工艺，如果能够保证截面不同部位得到铁素体-珠光体组织，其表面和心部的硬度差不会超过40HV。

2工艺改进与钢筋肋控制

钢筋横肋和纵肋形状的设计不仅关系水泥与钢筋的结合，还关系到钢筋的连接方式。对于不同的类型，其轧制工具的精度及生产线配套设备直接影响到能否最终产品精度及生产可行性。目前，钢筋在土建施工过程中的连接形式有三种：（1）捆绑连接。采用钢丝将搭接的钢筋捆绑在一起，主要用于辅筋连接，容易操作;（2）焊接。将钢筋采用闪光电阻焊、电渣焊接等热方式连接。这种工艺在螺纹连接发明之前得到普遍应用，由于施工不方便，现已逐步淘汰;（3）螺纹连接。螺纹连接又包括钢筋端部机加工螺纹等强度螺纹连接，以及全长轧制螺纹（即螺旋钢筋）的等强度螺纹连接。机加工是在建筑施工现场采用专业机床对每根钢筋两端进行加工，影响施工效率;优点是连接精度高，适合各种工艺生产的棒材。但是，螺旋钢筋不适合高速棒材生产。高速棒材轧制后夹尾制动会造成钢筋尾部压痕，容易导致钢筋局部的螺纹精度超差，施工时与套筒连接困难。而常规的18架连轧生产线，采用多线切分工艺同样不适合，因为切分存在的各线断面面积差异导致钢筋尺寸精度有差异，螺纹连接精度差，容易出现拉伸时螺纹首先破坏现象。因此，轧制螺旋钢筋最佳工艺是采用18架平立交替轧机，单线轧制，这样钢筋的产量将进一步下降，行业将进入一个不再追求产量而是追求质量和效益的时代。

结语

对于建设项目的最终工程质量而言，钢筋工程无疑起着十分重要的作用，鉴于其对建筑结构的决定性作用，因而施工人员必须运用科学、合理的技术对钢筋工程进行质量管控。另一方面，对于钢筋工程的实施而言，做好测量防治工作、建立规范化的管控环节、推广符合标准的技术指标、使用素养过硬的工程人员等管理方案都是切实可行的，因而有关部门应积极采取这些质量控制方案，力争使建设项目更为优质。

参考文献

[1]杨才福.高强度建筑钢筋的最新技术进展[J].钢铁，2010，45（11）：1.

[2]崔海伟.棒材高速上冷床技术[J]，轧钢，2014，31（4）：57.

（作者单位：河钢承钢棒材事业部）