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行业动态

预应力成品行业的生长近况


1 品种构造的生长:

我国预应力钢材产物从开国早期单一的预应力钢丝,现已发展到预应力钢绞线、钢丝、钢棒、粗轧罗纹钢筋等四大系列产品。个中预应力钢绞线、钢丝、钢棒三类产品占预应力钢材总量的80%以上,且品种多、条理下,是预应力钢材中具有代表性的产物。笔者重点围绕预应力钢绞线和预应力钢丝两大类产物停止叙述。

如今,预应力钢绞线产物包罗光面、刻痕、镀锌、无黏结、涂环氧树脂、缓黏结等多个品种;分1×2、1×3、1×7和1×19等多种构造。预应力钢丝产物包罗光面、异型(刻痕、螺旋肋)、镀锌、镀锌铝合金等多个品种,产物范例Φ3.00~12.00 mm。

近年来,预应力钢材产物向着超高强度、大直径及耐侵蚀偏向生长。海内自立研发的1×7大范例(≥17.80 mm)、下强度(≥2 000 MPa)预应力钢绞线;1×19构造多层丝钢绞线(最大范例能够抵达Φ28.60 mm);无黏结、缓黏结预应力钢绞线;大范例、下强度螺旋肋钢丝;桥梁缆索用大范例、下强度镀锌钢丝等高层次产物的实物质量均抵达了世界先进水平,国产预应力钢材产物完全替代了进口产品,正在高端应用领域(如核电工程、LNG工程、天文台工程)中得到了应用,产物的品种范例掩盖了国内外悉数范例计划。

2 工艺妙技装备的生长

生产预应力钢材产物的工艺妙技,主要包罗原料的生产妙技、表面处置惩罚工艺妙技、拉丝生产工艺妙技和平稳化处置惩罚工艺妙技等内容,工艺妙技的络续立异生长也动员了生产装备和检测装备的不断更新。

2.1 原料生产妙技的生长

制造预应力钢绞线和预应力钢丝的原料为索氏体化盘条,20世纪50~80年月,是经由铅淬火热处理工艺得到。20世纪90年月,随着高速线材轧机的引入,我国高速线材的产值大幅度行进,高速无扭控冷索氏体化处置惩罚工艺逐步替代了下净化、高能耗的铅淬火热处理工艺,索氏体化盘条劈头获得普遍的应用。

但原料生产厂家由于受当时磨炼装备的束缚和下线操控冷却工艺妙技等多方面的影响,索氏体化盘条也显现了一些质量问题。如化学成分不平稳,偏析、混合、缩孔等瑕玷较为严重。盘条的通条功用差,索氏体化率不高,正在后续拉拔历程中简朴构成脆断,显现锥形断口;另一方面,盘条的抗拉强度、耐烦等目的摇动大,构成成品的合格率低。这些题目给下游的加工企业带来很大的影响。

近年来,随着我国钢铁工业的快速生长,高线盘条的产品质量得到了极大的改进。原料生产厂家经由入口铁矿石磨炼出优良的铁水,选用先辈的铁水预处理伎俩停止脱S、脱Si、脱P,以后停止转炉炼钢,经由RH 真空脱气、LF钢包精炼、VD真空处置惩罚及DS扒渣、转炉脱P等先辈的炉中精炼装备和妙技,包管了钢水身分平稳,钢量纯洁,S、P、N等有害元素和混合物含量较低。

轧制历程经由粗轧、中轧、精轧,以后正在斯太尔摩(stelmor)辊道上操控冷却,根据差别的产物钢号和范例调解辊讲的速度和风机的风冷量,用辊道速度微风冷量来操控冷却速度。

同时生产厂家经由研发下品格钢种、增强生产历程中的品格操控等伎俩,构成了硬件取软件的配套,大大行进了预应力用高碳钢盘条的平稳性和索氏体化率,索氏体化率抵达了90%以上,充分写意了金属制品生产企业的应用需求。

2.2 表面处置惩罚工艺妙技装备的生长

酸洗是预应力钢材产物加工历程中常见的表面处置惩罚工艺。海内正本大多选用间歇式酸洗,生产线由酸洗、水洗、高压水洗、磷化、皂化等多个槽池构成,依托野生结束各个环节操纵,工艺参数依托野生操控,存在洗线质量良莠不齐等题目,同时生产功率低,对人和情况的净化严重。

随着社会对环保注意水平的络续行进,地道式接连酸洗生产线研发胜利。生产线选用程控封闭式轮回操纵,自动结束酸洗、冲刷、磷化、涂层等表面处置惩罚历程。预先设定工艺参数,自动操控洗线历程,包管了盘条表面处置惩罚工艺天平稳性,行进了产物的合格率,低落了工人劳动强度,取传统的野生酸洗情势对照具有隐着上风。生产线废气发出后外排,大大减少了酸的蒸发、虚耗,低落了生产本钱,对人体和情况的净化也大大减少。如今自动酸洗生产线处置惩罚的盘卷线径最大范例为Φ18 mm,年处置惩罚才气可逾越30万t。

2.3 拉丝工艺妙技装备的生长

从20世纪50年月至今,拉丝装备经历了从单道次拉丝机至活套式接连拉丝机到直进式接连拉丝机的历程,拉拔速度由正本单罐拉丝机的1~2 m/s,发展到直进式拉丝机的14 m/s,大大行进了生产功率,以生产Φ5.00 mm半制品钢丝为例,单罐拉丝机的小时产值约为1.1 t,直进式拉丝机的小时产值约为7.8 t。

如今各企业应用的高速直进式接连拉丝机,九罐以上,拉丝机卷筒直径抵达1 200 mm以上,盘条最大进线直径为Φ16 ㎜。国产及入口拉丝机卷筒都可选用窄缝式轮回水冷却体系,底部选用裙边风冷妙技,行进了冷却结果。模具扭转,有效消弭原料的椭圆度,行进了钢丝拉拔后的表面质量;模盒带有自动扭转拌和装备,制止润滑剂显现结焦。

为风俗预应力用高碳钢盘条的高速拉拔,近年来拉丝工艺、帮手装备及帮手材料雷同获得快速生长行进,压缩率的排布、模具的视点、盘条的焊接妙技,皆有相干的科技人员停止详实的钻研,与得了许多专利及科技成果。轧尖机、对焊机、磷化剂、拉丝润滑剂等的配套钻研络续写意了更大范例钢丝生产的下强化、高速化。

拉丝工艺妙技装备几经改进,得到的钢丝精度下、表面质量优、直径偏差小。预应力混凝土压力管道用冷拉钢丝,表面质量近乎抵达整瑕玷。选用科学的焊接设施,使钢丝的断头率由来的2.5次/百吨低落到1.16次/百t,大大行进了生产功率。

2.4 平稳化处置惩罚工艺妙技装备的生长

平稳化处置惩罚工艺妙技的应用是预应力钢材产物生产妙技的刷新。1984年,天津从意大利Redaelli公司引入了海内榜首条预应力钢丝平稳化处置惩罚生产线,生产出了Φ4.0~7.0 ㎜低松弛预应力钢丝。1988年,江西引入了海内榜首条预应力钢绞线平稳化处置惩罚生产线,生产出我国榜首根低松弛预应力钢绞线。平稳化处置惩罚工艺今后逐步替代了铅浴矫直回火工艺,标记着我国预应力成品行业的一次严峻产业升级。

低松弛钢绞线以单张力轮式平稳化处置惩罚生产线为主,低松弛钢丝以模拉式平稳化处置惩罚生产线为主。如今,平稳化处置惩罚生产线的张力能够抵达50 t,生产速度抵达140 m/min,平稳化处置惩罚炉的功率能够抵达800 kW。

近年来,为生产1×19构造多层丝钢绞线,“跳绳加管绞”和“跳绳加筐篮”式捻股机被计划选用,结束了1×7和1×19差别结构钢绞线的单独生产。

2.5 检测装备的开辟

随着预应力钢材新产品的接踵研发,对产物功用的检测也提出了新的需求,一些配套的检测装备随之研发胜利。国度建筑钢材质量监视检验中央正在检测装备的研发方面走正在了前线。近年来,国度建筑钢材质量监视检验中央取北京中冶装备钻研计划总院协作,前后开辟研发了300~1 000 kN偏斜拉伸实行机,300~ 1000 kN 疲劳实行机,300~1 000 kN 松弛实行机,300~1 000 kN应力侵蚀实行机,带温度操控的松弛实行机,可测量和操控应变量的松弛实行机等多个专业检测装备。完美了预应力钢材产物的检测伎俩,使预应力钢材产物的质量得到了有效的操控。

3 范例和信息化的生长

3.1 范例的生长

产物要生长,范例要先行。早在1964年,天津草拟了我国榜首批预应力产物范例,为部颁范例,包罗:YB 255-64《预应力混凝土结构用碳素钢丝》、YB256-64《预应力混凝土结构用刻痕钢丝》、YB 286-64《预应力混凝土结构用钢绞线》。

1985年,升级为国度范例GB T5223-1985《预应力混凝土用钢丝》和GB 5224-1985《预应力混凝土用钢绞线》,范例程度为海内一样平常程度。

1995年,对国度范例停止了订正,改为举荐范例GB/T 5223-1995《预应力混凝土用钢丝》,GB/T 5224-1995《预应力混凝土用钢绞线》。国标正在产品种类、范例、强度品级、妙技要求等方面有了较大的行进,如预应力钢绞线规范中增加1×2和1×3两种结构钢绞线,归入了低松弛功用目的等内容,产物的范例程度迈上了一个新的台阶,对当时我国预应力成品的生产及质量起到了指导结果,并相符当时海内的原料状况及应用状况。

近年来,我国预应力钢材产物的生产妙技有了飞速生长,对预应力产物的品种、范例、质量目的和交货盘重等又皆有了新的要求,预应力钢丝和预应力钢绞线的国度范例分袂于2002年和2003年再次做出订正。预应力钢丝范例中螺旋肋钢丝最大范例由本范例9.00 mm增加到12.00 mm;增加了1 860 MPa强度品级,增大了盘重要求。预应力钢绞线规范中1×7结构钢绞线由本范例最大范例15.20 mm增加到18.00 mm;增加了1 960 MPa强度品级,增大了盘重要求,增加了疲劳实行和偏斜拉伸实行等内容。新订正的范例劈头取天下先辈范例接轨,背大范例、下强度、大盘重偏向生长,产物范例程度得到了进一步的行进。别的,2012年,新式预应力材料缓黏结钢绞线也公布了JG/T369-2012《缓黏结预应力钢绞线》行业范例。

如今,预应力钢丝和预应力钢绞线两个最新版(2014版)范例现已订正完毕。预应力钢丝范例中勾销了一样平常松弛品种预应力钢丝;行进了压力管道用冷拉钢丝的功用要求;增大了盘重、重量偏差等要求。预应力钢绞线规范中增加刻痕钢绞线品种;7丝钢绞线增加了范例;增加19丝钢绞线的种别、范例、强度品级。产物的升级和妙技范例的升级亲切相干,对范例实时做出订正,行进范例的适用性,将增进预应力钢材产物的周全升级。

预应力产物的生长,也雷同动员了锚夹具、施工机具及施工工艺妙技的行进。 1992年我国建筑科学钻研院草拟了JGJ 85-92《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用妙技规程》和GB 50204-92《混凝土结构工程施工及磨练范例》,交通部榜首公路工程总公司草拟了JT J041-89《公路桥涵施工妙技范例》。如今,《公路桥涵施工妙技范例》现已升级为2000版。《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用妙技规程》范例已于2014年停止订正,现已结束送审稿。这些范例和范例的升级,动员了预应力工程妙技行进,预应力钢材的应用领域也由铁路、公路桥梁背工民建、水利、煤矿、石油发掘、岩土锚固、电视塔、核电站、高压输水管、超重超高物体行进等许多应用领域生长。

3.2 信息网正在预应力行业的生长中施展了主要结果

天下金属制品信息网(简称信息网)竖立于1974年,是天下冶金专业信息网的组成部分,我国钢铁工业协会专业技能信息功课体系的一部分。自竖立以来,一直致力于我国金属制品行业的妙技行进、产物开辟和企业发展。络续开辟信息资源,拓荒信息阛阓,生长信息效力,为增进我国金属制品产业的生长,增进供需双方信息的快速通报,推动高新妙技结果连忙转化为生产力而全力。

预应力成品分网作为信息网的个中一个分网,改制竖立于1998年。当时,以地区网为主的功课要领逐步显出缺少,信息网对组织机构停止调解,将地区网改为专业网,选用专业取地区联合的要领,预应力成品分网由此竖立。15年以来,预应力成品分网频频举办行业妙技交换会议,取上、下游企业之间竖立交换渠道;增进了本材料盘条质量的大幅度行进;正在相识国度工业政策的基础上,提出行业生长的主张;施展行业专家的结果,供应专业的妙技指点;推测行业发展趋势,通报行业呼声。以产物专业辨别的信息网越发具有专业指导性,正在行业的生长中施展了主要结果,增进了预应力成品行业的妙技行进。

4 应用领域的拓宽

4.1 正在铁路、公路创作发明中的应用

预应力钢丝和预应力钢绞线的主要应用领域是铁路和公路的创作发明。随着全国铁路的提速,城际客车(高速铁路)的创作发明,卡车列车向着重载、快速生长,种种铁路、公路桥梁背大跨度、大载荷偏向跨进。近年来,开辟研发的1×7-21.60大范例预应力钢绞线,1根可替代2根Φ15.20 mm钢绞线,既可减少每束中钢绞线根数便当施工,行进锚具功率系数,借能够写意预制公路20 m跨度箱梁中央肋对混凝土保护层的要求,行进了预应力混凝土的安全性、耐久性。如今Φ10.00 mm大直径表面变形预应力钢丝已用于制造高铁无渣轨迹板,写意了高速铁路络续提速的要求。

4.2 动力行业对预应力钢材产物的需求

远几年,动力构造不断发展更新,核能、天然气等干净动力备受喜欢,预应力混凝土结构正在动力创作发明工程领域的应用愈来愈普遍。如正在采煤、水利水电、核电、天然气的海上采油等动力行业中,均对预应力钢材产物存在需求。

4.2.1 正在煤矿巷道支护领域中的应用

预应力钢材正在煤矿巷道领域中的应用主要是锚索和锚杆的支护,其取传统的一样平常罗纹钢筋制造的锚杆对照,具有锚固力强和抗变形才气强等优点。选用下强度的预应力钢绞线,不但低落了锚杆的用量,最大极限天减少钻孔和施加预应力的功课量,而且能够减少预应力的丧失。随着煤矿采煤计划的行进和平安重要性的行进,正在此领域中,预应力钢绞线将逐步替代传统的螺纹钢。

1×19构造多层丝预应力钢绞线的研发胜利,增进了煤矿行业的妙技行进。该构造结束了预应力钢绞线的大范例和下强度,最大范例能够抵达Φ28.60 mm,抗拉强度能够抵达1 860 MPa以上,延长率抵达5.5%以上,不但强度下而且柔性好。应用1×19结构钢绞线制造的锚索,取1×7结构钢绞线制造的锚索对照,更加高效、平安、耐久,应用正在深部芜杂前提巷道支护等领域中越发具有优越性,大大行进了煤矿行业支护构造的安全系数,发生了伟大的社会效益,阛阓需求量络续增添。

如今预应力钢绞线正在大型储煤筒仓领域中已有起首应用,拓宽了预应力钢绞线正在此领域中的应用计划。

4.2.2 正在核电创作发明领域中的应用

国产化钢绞线起首运用于海内自立化创作发明的岭澳二期核电站,钢绞线作为核平安壳预应力构造的主筋,起到极强的承载结果。国产化钢绞线的研发胜利,突破了核电用钢绞线外洋把持的事态,打破了钢绞线正在高温情况中的应用。

伴随着我国核电创作发明的生长,如今预应力钢绞线已更新为“第三代EPR大功率堆型核平安壳用高强度预应力钢绞线”,产物的抗拉强度从1 770 MPa升级为1 860 MPa。

遵照国度“2005-2020年核电中长期计划”,到2020年,我国的核电比重将占电力总容量的4%,将为3 600万~4 000万kW。也就是说,到2020年我国将建成40座百万千瓦级的核电站,因此,第三代核电用预应力钢绞线将有着普遍的应用远景。

4.2.3 正在LNG工程领域中的应用

“LNG工程用耐高温预应力钢绞线”的开辟研发,敞开了国产化钢绞线正在LNG高温领域的应用,标记着国产化钢绞线的又一个妙技性奔腾。

LNG是指液化天然气,归于新式、干净、高效动力。液化天然气LNG储罐相似核岛构造,储罐常年处于高温情况中,对钢绞线有特其余妙技要求。如今,国度内地地区22个LNG站创作发明项目,悉数选用的是入口钢绞线。随着国产化的“LNG工程用耐高温预应力钢绞线”试制胜利,正在此领域中,其将会逐步替代进口产品,结束国产化的应用。

4.3 正在建筑工程领域中的应用

预应力钢绞线、涂环氧钢绞线、镀锌钢绞线是创作发明大型场馆等大众建筑的主要材料。正在工民建领域中,1×3结构钢绞线、1×7结构钢绞线、螺旋肋钢丝、无黏结钢绞线、缓黏结钢绞线可用于制造产业楼板、单T板、大型屋面板、桩基、SP板等。预应力妙技正在处置惩罚大、下、重、新建筑工程的计划和创作发明困难中施展了配合的上风,可替代局部热轧钢筋产物,正在建筑工程领域中获得应用。

最近,国度天文台500 m口径球面射电望远镜(FAST)索网构造的工程项目中选用了预应力构造计划。天文台工程选用现浇预应力混凝土空心楼板,以写意承载力和抗裂性要求。天文台空心板跨度为16.8 m,空心板中预应力为无黏结预应力体系。钢绞线规范为1×7-15.20,产物的疲劳功用抵达了500万次。

4.4正在特种构造、海洋工程领域中的应用

正在特种构造工程及海洋工程中,预应力混凝土结构的抗裂性、耐久性等优越性获得充分施展。世界上几座最高的电视塔都是选用预应力钢材创作发明的,不然将没法处置惩罚抗风抗裂等困难。耐侵蚀、下强度的预应力钢材,如预应力钢绞线、缓黏结钢绞线、涂环氧树脂钢绞线更是创作发明海洋工程的最好材料,正在陆地采油渠道、陆地储罐、海上运输船和海上防坡堤等海洋工程中施展了更高的效能。开辟的缓黏结预应力钢绞线现已正在新疆斯木塔斯塘坝实行坝上停止了实验性应用。