八钢热轧带肋钢筋生产技术进步及展望

冯跃平

(新疆八一钢铁股份有限公司制造管理部)

1 背景介绍

热轧带肋钢筋主要用作钢筋混凝土结构配筋，以提高结构的强度和抗变形能力，满足结构承载能力和正常使用的要求。热轧带肋钢筋作为主要的建筑用钢材，被广泛用于工业与民用建筑、铁道、桥梁、公路、水电、港口等行业建设工程中。热轧带肋钢筋是钢筋混凝土建筑结构的主要增强材料，目前我国热轧带肋钢筋钢筋产量约占钢材总产量的20%以上。

1951年9月，老一辈无产阶级革命家王震将军率领驻疆解放军指战员和新疆各族群众“艰苦奋斗创建八钢”，在戈壁滩上创建了新疆八钢。1956年7月，八钢 φ300mm×3＋φ250mm×4轧钢机试轧φ9.5mm～ φ32mm竹节钢筋成功，标志着新疆第一条螺纹钢生产线投入生产。八钢热轧带肋钢筋的生产历经60多年的建设发展，目前年产能达到300万t，可生产HRB400E、HRB500E牌号的盘条φ6～ φ16mm，φ10～ φ40mm直条 ，八钢生产的热轧带肋钢筋在新疆经济建设和社会发展中发挥了重要作用。

2 八钢热轧带肋钢筋生产线升级改造

2.1 炼钢装备技术升级的有四个阶段

第一阶段：建厂至1989年，通过对炼钢炉炉型和炉容不断技术改造和升级，钢产量从建厂初期的705t/a，逐步发展到1989年的26.9万 t/a。此阶段主要是模铸钢锭，钢锭从100mm扩大到200mm。

第二阶段：1990年至1998年，八钢炼钢生产进入快速发展期，通过扩容技术改造，1991年正式筹建连铸机，1993年8月13日，1号小方坯连铸机建成投产，1998年实现全连铸，年产能达到102万t，八钢跨入年产百万吨钢铁行业。

第三阶段：1999年至2007年，八钢进入高速发展期，八钢炼钢主要是进行炉容扩容技术改造，炉容由12t扩容至20t，后又由20t扩容至40t。

第四阶段：2007年至今，八钢进入稳定调整阶段。在此阶段淘汰了20t转炉，新建了150t转炉，热轧带肋钢筋的冶炼生产形成了由两座40t转炉加一座150t转炉的生产模式。

2.2 轧钢装备技术升级主要有三个阶段

第一阶段：建厂初期至1997年，此阶段生产热轧带肋钢筋的轧钢装备主要是250mm机组，热轧窄带钢机组，5 0 0 m m 机组在1 9 9 6 年采用265mm钢锭一火成材生产热轧带肋钢筋。在此阶段，250mm机组的技术升级主要包括机架改造升级，加热炉改造，煤改油，主电机改造，GY型短应力轧机改造，定尺包装台等多项重大技术升级改造。并不断对轧机进行技术升级，由钢锭二火成材至一火成材，实现连铸坯一火成材。热轧窄带钢机组主要对输送辊道，剪切机，包装台架轧机开坯机辊，成品轴承以及油改混合煤气等的技术改造。

第二阶段：1998年至2010年，此阶段八钢先后新建了连续小型轧钢机组，一高线材高速轧钢机组，一棒材高速轧钢机组，二高线材高速轧钢机组，二棒材高速轧钢机组。形成了八钢三棒两线的产线布局。

第三个阶段：2011年至今，八钢针对热轧带肋钢筋产品，通过采用无孔型轧制，拓展切分轧制，热轧带肋钢筋实现了三切分至六切分的技术升级，节能降耗装备及技术得到应用，形成了稳定的热轧带肋钢筋生产线。

八钢热轧带肋钢筋产线工艺流程如下：

3 热轧带肋钢筋生产工艺的技术进步

八钢热轧带肋钢筋的生产采用了多项新工艺、新技术，通过自主研发，不断的技术进步，降低了热轧带肋钢筋的能耗，产品质量及规模得到较大提升。

3.1 应用连铸坯热装热送技术

炼钢系统通过对上料系统的改进，采用热装热送工艺后，小型加热炉燃耗由改造前的5 5～56kgce/t钢，降低到33～34kgce/t钢；小型加热炉的加热能力产量由冷装时的80t/h，提高到热装时的105t/h,提高了31%。减少了冷装时连铸坯冷却和再加热的过程，减少了氧化铁皮的烧损，小型的成材率提高了0.5%～1.5%。

3.2 加热炉步距调整技术

2003年6月小型机组的翻钢机安装调试完毕，实现了步距2 5 0 m m，装钢7 1支/炉，炉内停留61.5分钟的设计要求，每炉加热量较调整前提高了20%以上。

通过小步距装钢，基本上消除了停机待温，满足了ф20～ф25mm热轧带肋钢筋等高产规格的轧制要求，日产接近2500t，增幅约19%。

3.3 无孔型轧制技术

八钢小型机组技术人员和相关专家对无孔型轧制的优点、开发无孔型轧制的理论依据、无孔型轧制的宽展、轧件在简单轧制条件下受力、去除氧化铁皮原理进行论证和试验，制定了无孔型轧制技术方案，并通过设计改进无孔型轧制的专用导卫、1#剪流槽、轧机水管，进一步推进了无孔型轧制在小型机组的应用。

小型机组粗轧6机架无孔型轧制技术的研制开发成功，标志着无孔型轧制技术已由单纯的理论研究转向了生产实用领域，并能够成熟地应用于小型连续式轧机的生产。为进一步在小型连轧机中、精轧机组上开发无孔型轧制技术提供了理论和试验依据。

3.4 热轧带肋钢筋切分技术的开发

原意大利DANIELI公司提供给小型机组设计的切分孔型系统中，仅包括2×Φ10mm和2×Φ 12mm的热轧带肋钢筋。在2×Φ10mm和2×Φ 12mm的圆钢切分轧制开发成功后，相继投入到同规格的热轧带肋钢筋生产中。而后，Φ14mm、Φ 16mm成了单线生产规格中产量最低的产品，而1998年前后的Φ14mm、Φ16mm螺纹钢销售需求量每年在6.5～7万t、8万吨以上。在设备具备条件的基础上，2002年初小型机组又着手开发了2×Φ 14mm、2×Φ16mm热轧带肋钢筋的切分生产技术。

3.5 硬质合金辊环技术的应用

应用硬质合金辊环使轧槽寿命大幅提高，根据生产数据显示：Φ16mm热轧带肋钢筋成品槽轧制量由使用前的150t/槽提高到2000t/槽以上；Φ 1 8 m m热轧带肋钢筋成品槽轧制量由使用前的2 0 0 t/槽提高到2 5 0 0 t/槽以上；Φ2 0 m m、Φ 22mm、Φ25mm三种热轧带肋钢筋成品槽轧制量由使用前的250t/槽，提高到2800t/槽以上。可见，使用硬质合金辊环单槽轧制量均超过普通轧辊的10倍。

3.6 QTB控制冷却工艺

2003年，小型机组在国外设备和资料的基础上，经过近两年的不断试验摸索，已经基本掌握了常用规格热轧带肋钢筋的QTB工艺的控制参数。生产中已能使用HRB335/20MnSi的Ⅱ级钢筋为母材，采用QTB工艺生产Φ16～Φ25mm规格的HRB400Ⅲ级钢筋。

钢筋轧后淬火工艺简单，节约能源，钢筋表面质量好，有显著的经济效益，吨钢成本降低120～150元。

3.7 产品研发

八钢建厂初期至1998年，在热轧带肋钢筋的生产方面，基本按照行业标准、冶金部标准选用规定的牌号生产热轧带肋钢筋，品种和牌号较单一，主要以HRB335为主。1999年开始，八钢加大了新材料的应用，先后采用了V-Fe、Ti、Nb、V-N、钢水强化剂、高氮复合合金，开展了多种材料的复合强化等技术的研究和应用，目前已经形成了比较完善和稳定的各类微合金化技术生产热轧带肋钢筋，使产品的质量稳定，并且成本更优。

八钢热轧带肋钢筋产品先后自主开发了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等牌号的热轧带肋钢筋直条和盘条产品。八钢目前生产的热轧带肋钢筋以HRB400E和HRB500E两个牌号，规格为Φ10 ～Φ 40mm直条，Φ6 ～16mm盘条。采用热轧交货状态。直条按照理论重量交货。盘条采用负偏差控制，实际重量交货。八钢通过加强生产控制，制定了对成分和性能的内控标准，生产的热轧带肋钢筋性能稳定。热轧带肋钢筋产品在新疆地区属于一类产品。这些产品的开发，填补了疆内产品空白，推动了热轧带肋钢筋产品的升级。目前八钢 正在进行HRB600系列钢筋的研究和开发。

4 热轧带肋钢筋发展面临的主要问题

4.1 热轧带肋钢筋新疆市场产量过剩

在新疆区域内，八钢生产热轧带肋钢筋的规模最大及品种最多，新疆其他钢厂生产产品以建材为主，因此热轧带肋钢筋同质化产品竞争激烈，近几年新疆地域的热轧带肋钢筋需求供大于求。新疆钢铁产业集中度低，产能结构性过剩特点明显。新疆14家钢铁企业总产能1895万t/a（八钢产能800万t/a），建材占总产能的2/3以上，并且产品结构相对单一。近两年，全国钢铁产能利用率均保持在80%以上，而新疆2018年产能利用率只有59.46%，2019年1 ～9月为62.84%，同质化竞争导致建材价格战，2020年新疆建材价格再度成为全国洼地。钢价整体跌幅高于原燃料价格跌幅，运输成本居高不下，环保要求日趋严苛，八钢热轧带肋钢筋生产也面临成本和发挥产能的压力。

4.2 高强钢筋在新疆还有待于推广

八钢作为新疆规模齐全的钢材生产企业，一直关注并跟踪国家关于建筑用钢的发展要求，致力于新疆热轧带肋钢筋产品的质量升级，在高强钢筋的研发与应用方面投入了大量工作，截止目前，新疆市场HRB500E的占比已达钢筋总量的5%。

分析认为：一方面HRB500E高强钢筋的生产成本高于HRB400E；另一方面高强钢筋的应用，需要建筑设计部门和建筑市场需求同步。因此，高强钢筋的推广应用迫切需要有政府的支持和引导。

4.3 “装配式建筑”对建筑市场的影响

为支持“装配式建筑”的发展，新疆维吾尔自治区办公厅下发《关于加快推进自治区装配建筑发展通知》（新政办明电[2019]243号）提出“大力发展钢结构装配建筑，PC和木结构因地制宜推广”。

钢结构装配建筑主要使用的是板材和型材，这对以热轧带肋钢筋为主的建筑材料形成了替代作用。因此在未来的一定时期内，热轧带肋钢筋的用量将受到冲击。但是新疆作为迟缓型发展地区，热轧带肋钢筋的生产将存在一定的有利空间。

4.4 环境形势的影响

2017年以来，新疆自治区深入推进供给侧结构性改革，化解钢铁行业过剩产能取得显著成效，但新疆钢铁行业结构性产能过剩矛盾依然存在，市场同质化竞争严重。在生态红线高压下，疆内部分铁矿、煤矿面临生存危机，影响到钢铁生产的原燃料供应，日益严苛的环保要求，对钢铁企业提出了更高要求，环境形势的变化又造成钢铁行业运行成本的上升。

5 八钢热轧带肋钢筋今后的发展方向

八钢作为新疆唯一的大型联合钢铁企业，热轧带肋钢筋产能大、生产历史悠久，积累了丰富的生产经验且技术储备丰富。为此，对今后八钢热轧带肋钢筋的发展提出如下建议。

5.1 实现区域的资源整合

紧扣八钢公司作为宝武集团西部产业平台发展定位，为调整优化新疆钢铁行业前端资源，中间钢企和终端市场，以及关联企业产业链，纵向优化、横向拓展和健康可持续发展模式。联合重组疆内的钢铁企业，形成一体两翼的产业布局。统筹规划新疆的钢铁产能，实现热轧带肋钢筋的生产、运输、销售优化。

5.2 提高高强度热轧带肋钢筋占比

根据国家产业政策和指导意见，大力发展高强热轧带肋钢筋的推广应用。联合自治区的相关部门和设计院以及建筑公司，提升技术服务能力，持续推广高强钢筋HRB500E的应用，力争在“十四五”期间，将HRB500E热轧带肋钢筋的占比提升至30%以上。

同时，加快600MPa级系列热轧带肋钢筋筋的开发速度，形成稳定生产工艺，做好产品的技术储备。

5.3 依靠创新 不断提升产品质量

和国内同行业热轧带肋钢筋生产厂家开展全面对标找差，系统降低热轧带肋钢筋的生产成本，提高产品的竞争力。

在新技术，新工艺，新材料方面加大创新，不断稳定和提高热轧带肋钢筋产品的质量和综合性能，为市场提供质优价廉的产品，提高热轧带肋钢筋的综合效益。适时进行细晶粒热轧热轧带肋钢筋的开发研究。

5.4 依托“一带一路”地域优势，拓展中亚市场

依托“一带一路”优势，充分利用宝武班列和八钢公司的区位优势，积极开发出口用热轧带肋钢筋，完善销售机制，加大热轧带肋钢筋的生产和出口，拓展中亚市场。

5.5 大力发展钢筋加工配送

钢筋加工配送是现在高效建筑的重要环节和保障之一。对于钢铁生产企业，也是绿色低碳环保产业链延伸的主要途径。八钢目前虽然已经具备一定的能力，但是不能满足市场的需求，继续加大和完善钢筋加工配送业务，建立智能化加工配送中心，提升热轧带肋钢筋产品价值和服务升值，尽快形成规模化生产。

6 结束语

热轧带肋钢筋一直是八钢的主导产品，随着八钢产能的扩大和产品结构的增加，以及宝武集团对八钢公司的发展要求，西部产业平台的加速建设，新疆钢铁产业的整合，八钢“板型优”比例的增加，热轧带肋钢筋在八钢本部的占比将逐步下降。在热轧带肋钢筋的后期发展中，随着绿色环保、产品升级、低碳生产、技术领先、产业链延伸等方面的不断创新，八钢将继续发挥热轧带肋钢筋技术在新疆的引领优势。随着“一带一路”建设的不断推进，和新疆“两个市场，两种资源”战略的实施，新疆钢铁工业的发展将开创新局面。