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77B-1热轧高速线材生产15.2/1860级预应力钢绞线

    近年来千赢官网App,随着国内建筑业技术开发部门的不断推广,很多建筑工程都注意采用钢绞线的预应力构件或整体构件千赢官网App,以及部分预应力结构的组合构件。预应力钢绞线,特别是1860级钢绞线千赢官网App千赢官网App,由于其具有高的抗拉强度、屈服点和弹性模量和大截面尺寸的优越性以及具有良好的握裹力和低松弛值等特点千赢官网App,现已被广泛应用于桥梁千赢官网App千赢官网App、建筑千赢官网App、管道千赢官网App、桩基千赢官网App千赢官网App千赢官网App、坝体千赢官网App、码头千赢官网App、过江隧道千赢官网App、海底通道、机场千赢官网App、核电站反应堆等。预应力钢绞线将逐渐成为建筑业的主选材料。

     目前,国内钢绞线行业大都采用了具有国际20世纪90年代先进的生产装备和生产工艺千赢官网App千赢官网App,具有高速千赢官网App、连续化的生产特点,且产品向更高强度、低松弛方向发展,由于该产品选择使用的母材是将其作为半成品使用千赢官网App千赢官网App,在保证生产工艺及拉拔条件下千赢官网App,PC钢绞线的许多性能,特别是通条稳定性能与母材质量有很大的关系千赢官网App,即PC钢绞线产品质量的稳定以及高速千赢官网App千赢官网App、连续化生产的顺利实现在很大程度上取决于盘条的质量。

国    内钢绞线行业用于生产φ15.24mm,1860级高强度千赢官网App、预应力钢绞线基本上以82B为主要原材料,所生产的产品实物质量水平经国家检测中心及国家商检局测试确认,完全达到了国际先进水平千赢官网App。由于近几年钢绞线行业的迅猛发展千赢官网App,目前国内金属制品行业引进的20多条先进的钢绞线生产线千赢官网App,年生产能力已达到50多万t,钢绞线产品市场已基本上达到饱和状态,市场竞争异常激烈千赢官网App千赢官网App千赢官网App。为了抢占市场千赢官网App,增强优势千赢官网App千赢官网App,国内几家生产规模较大千赢官网App千赢官网App、技术力量雄厚的钢绞线生产厂家千赢官网App,考虑能否采用一种价格低廉千赢官网App千赢官网App、性能稳定千赢官网App,适合φ15.24mm,1860级高强度千赢官网App千赢官网App千赢官网App千赢官网App、预应力钢绞线生产的母材千赢官网App千赢官网App。为了适应钢绞线厂的千赢官网App千赢官网App,沙钢通过对国内为82B材料的解剖分析千赢官网App,在钢绞线厂的密切配合下千赢官网App,利用国内优势的生产装备,经过一段时间的试验改进千赢官网App千赢官网App,成功地开发了77B-1φ13mm线材千赢官网App,成为φ15.24mm千赢官网App千赢官网App、1860级高强度千赢官网App千赢官网App、预应力钢绞线生产生产的专用材料,满足了用户的要求。国内大部分钢绞线均以此材料作为82B的替代产品千赢官网App,而沙钢这一产品的月销售量已达1.8?2.0万t千赢官网App。本文就某钢绞线厂近2年来使用本厂77B-1φ13mm(约7万t)与使用某钢厂82B生产φ15.24千赢官网App,1860级高强度千赢官网App、预应力钢绞线的综合效果作一简单对比千赢官网App千赢官网App千赢官网App。

1 生产工艺流程比较

 (1)77B-1生产工艺流程。90t超高功率冶炼?LF炉精炼?六机六流小连铸?单线无扭控轧控冷生产线千赢官网App千赢官网App;一火成材千赢官网App千赢官网App千赢官网App。

 (2)82B生产工艺流程千赢官网App千赢官网App千赢官网App。超高功率电炉冶炼?LF炉精炼?模铸大钢锭?开坯?单线无扭控轧控冷生产线;二火成材。

二种生产工艺相比千赢官网App千赢官网App千赢官网App,在产品质量的保证能力上,82B的声厂工艺条件优于77B-1千赢官网App。但是沙钢厂通过借鉴并吸收了国内外先进生产技术,采用了各种先进工艺手段来弥补原有工艺条件的不足千赢官网App。如采取冶炼的微合金化、电炉冶炼铁水热装工艺和精选来提高钢的纯净度(冶炼时加入30%左右的铁水千赢官网App,减少废钢的加入量)千赢官网App;浇铸采取电磁末端搅拌及恒拉速;优化控轧控冷工艺等。其结果使77B-1材料的综合性能基本上接近82B的水平千赢官网App,满足了生产PC钢绞线的要求千赢官网App。

2 化学千赢官网App千赢官网App、物理(力学)性能比较

2.1 盘条化学成分对比(表1)

表1 盘条化学成分(质量分数)对比 %

钢 种 C Si Mn P S Cr Ni Cu
77B-1 0.77?0.81 0.2?0.3 0.7?0.8 0.015 0.015 0.15?0.2 0.2 0.2
平均值 0.79 0.26 0.74 0.014 0.008 0.18 0.02 0.14
82B 0.81?0.84 0.15?0.35 0.6?0.9 0.03 0.03 0.3 0.25 0.25
平均值 0.82 0.25 0.74 0.016 0.005 0.18 0.015 0.11

从表1可见,77B-1钢除碳含量略低于82B外千赢官网App,其他成分没有明显差别。选择稍低的C含量,沙钢厂主要考虑到小方坯连铸时,碳含量偏高易使材料偏析程度增大千赢官网App。为了既能保证材料的原始抗拉强度不小于1120MPa千赢官网App,又能使材料具有良好的拉拔性能千赢官网App,主要通过在冶炼过程中加入适量的铬铁合金,提高钢中的Cr含量千赢官网App千赢官网App,在不增加C含量的前提下,采用微合金化的方法千赢官网App千赢官网App千赢官网App,优化控轧控冷工艺,达到强化的目的千赢官网App千赢官网App千赢官网App。

2.2 盘条物理和力学性能对比(表2)

表2 2种盘条物理和力学性能对比

钢 种 盘质量/t 索氏体比率/% 晶粒度 抗拉温度σb/MPa 面缩率ψ/% 同炉σb波动值/MPa 不同炉σb波动值/MPa
77B-1 2.4 85 7级 1120?1170 30?36 15 30
82B 2.1 85?90 7级 1140?1220 30?40 30 55

从表2可见千赢官网App,77B-1与82B盘条相比,虽然材料的原始抗拉强度略低于82B千赢官网App,但是77B-1的抗拉强度的波动较小,同炉σb波动值为15MPa,不同炉σb波动值控制在30MPa,优于82B材料。另外77B-1材料的尺寸精度较高千赢官网App,均控制在B级精度以上千赢官网App千赢官网App千赢官网App,且C级精度占了较大的比例千赢官网App。这样对PC钢绞线的正常生产及成品通条性能的稳定起到良好的保证千赢官网App千赢官网App。实践证明材料原始抗拉强度≥1120MPa以上,通过钢绞线生产厂家对材料的工艺选配千赢官网App,已完全能够满足1860级钢绞线的生产要求。

3 使用效果比较

3.1 生产效率对比(表3)

表3 2中盘条生产效率对比

钢 种 规格/mm 断丝次数(每100t)/次 拉拔速度/m?s-1 成材率/%
77B-1 13 1.05 7 97.3
82B 12.5 1.0 7 97.8

从表3可见,虽然在指标上千赢官网App,使用77B-1的生产效率低于82B盘条,而使用77B-1的生产成本略高于82B,但由于这2种母材的生产选择的工艺流程不同,生产成本上存在着较大的差异。按目前的市场价格千赢官网App,77B-1母材的价格较82B约低200/250元/t千赢官网App,可见采用77B-1母材生产1860级的钢绞线,生产成本可大大降低千赢官网App。

3.2 成品的物理和力学性能比较(表4)

根据国家建筑结构用材质量监督检测部门检验结果,采用77B-1及82B线材生产的低松弛预应力钢绞线性能见表4。

表4 2种成品的物理和力学性能比较

钢 种 公称直径/mm 屈服点 极限点 弹性模量/GPa 延伸率/% 屈强比 10h松弛率/%
1%伸长下荷载/kN 屈服强度/MPa 破断荷载/kN 极限强度/MPa
77B-1 15.24 248 1171 275 1964 193 5.2 0.9 1.01
82B 15.24 256 1830 279 1990 195 5.8 0.92 1.01

从表4可见千赢官网App千赢官网App,用77B-1线材生产的PC钢绞线千赢官网App,强度适中千赢官网App、波动小千赢官网App千赢官网App,各项性能指标与82B所产生的产品性能指标均比较接近千赢官网App千赢官网App,达到了PC钢绞线的标准要求千赢官网App,使用77B-1材料的综合效果优于82B千赢官网App千赢官网App。

4 结论

从以上的对比分析千赢官网App,完全可以说明,通过用户针对性的选择材料千赢官网App千赢官网App,根据材料的特性合理安排和调整生产工艺千赢官网App,77B-1φ13mm线材完全可以用于生产φ15.24mm,1860MPa的PC钢绞线千赢官网App千赢官网App,且具有生产成本低千赢官网App千赢官网App千赢官网App,成品钢绞线通条力学性能稳定等优点千赢官网App千赢官网App。

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