CN110523801A - Npr钢筋盘圆的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种NPR钢筋盘圆的加工工艺，所述NPR钢筋为冷加工态，直径小于14毫米，所述NPR钢筋屈服强度800MPa‑950MPa、抗拉强度900MPa‑1100MPa、最大力延伸率≥20％；所述加工工艺的步骤包括：一字放料工序L20；开卷工序L30；校平工序L40；轧尖工序L50；对焊工序L60；液压推头工序L70；冷拔光面工序L80；喷砂工序L90；原位在线退火工序L10；风冷缓冲工序L11；收盘圆工序L12；放料工序L13；校平工序L14；冷拔螺旋工序L15；调直工序L16；收盘圆工序L17。本发明的NPR钢筋盘圆的加工工艺可以实现全程智能化，满足NPR钢筋盘圆的加工要求，满足NPR钢筋、NPR冷轧螺旋钢筋、NPR预应力钢筋全自动智能化的生产要求。

Description

NPR钢筋盘圆的加工工艺
技术领域
本发明涉及钢材生产技术领域，具体而言，涉及一种NPR钢筋盘圆的加工工艺。
背景技术
现有技术中，NPR新材料克服了普通螺纹钢和预应力钢筋局部变形断裂的情况，实现了既高强又高韧，屈服强度高达900MPa，最大力延伸率20％以上；全自动智能化NPR冷轧(冷拉)钢筋盘圆生产线主要用于NPR新材料的冷加工，产品主要为直径小于14毫米的NPR钢筋、NPR冷轧螺旋钢筋、NPR预应力钢筋。
全自动智能化NPR冷轧(冷拉)钢筋盘圆生产通过首尾焊接、钢筋除锈、钢丝轮或抛丸喷砂除锈、开卷、校平、轧尖或液压推头、钢筋冷拔修形、钢筋调直、钢筋回火、冷却加热后钢筋、回火后的钢筋集打捆、钢筋头轧细、校平钢筋、钢筋收尾焊接、钢筋初步调直、螺旋带肋、钢筋矫直、两个打捆机切换时切断钢筋用、收成品钢筋。
现有普通钢筋冷加工生产线通过酸洗、磷化后，采用炮式料架或旋转放线盘放线，采用圆盘式拉丝机进行牵引拉丝，采用轧尖、通过拉丝模具进行冷拉，后调直、切断，不能直接应用于NPR钢筋的加工。
现有普通钢筋冷加工生产线的技术弊端：
1)现有氧化皮清洗工艺采用酸洗、磷化不能满足国家绿色环保要求，不能完成在线数字化生产。
2)现有炮式开卷料架只能用于低碳、小直径钢筋的应用，不能用于高碳钢筋或大直径高碳钢筋的使用，特别是NPR钢筋这种因外力产生抵抗力钢筋的应用，圆盘式放料架，不能用于高强钢筋的放线。以上二种放线方式。a)不能做到连续生产不停机，b)不能满足高强钢筋的放线要求。
3)现有钢筋焊接机只能焊接低碳或普通高碳钢丝的焊接要求。a)不能满足大直径高强、奥氏体钢筋的焊接要求；b)不能完成自动祛刺功能；c)不能完成数字化操作。
4)现有钢筋采用轧尖或削尖方式进行穿头，造成工人劳动强度较大，操作过程中存在安全危险，钢筋轧头长度过长，轧尖部分在实际应用中，无法使用，只能做废品处理，造成极大的原材料浪费。
5)现有工艺采用拉丝模具减径成型，在高强钢丝或奥氏体钢筋加工过程中拉丝模具的使用寿命非常短，模具的使用寿命只有2-3吨，模具使用费用极高，占其加工费用成本的60％左右，需要更换模具，更换模具时工人劳动强度大，耗时耗力，反复穿丝造成钢筋原材料极大浪费，需采用润滑脂润滑，增加了钢筋的加工成本。
6)现有普通钢筋冷加工生产线不能完成自动化生产，不能做到远程监控，生产的钢筋不能做到追踪溯源，无法做到从原材料到加工到智能化仓储，无法实现全程智能化监控。
综上所述，现有普通钢筋冷加工生产线以及加工工艺，无法满足NPR钢筋、NPR冷轧螺旋钢筋、NPR预应力钢筋全自动智能化的生产要求。
发明内容
本发明实施例中提供一种NPR钢筋盘圆的加工工艺，以满足NPR钢筋、NPR冷轧螺旋钢筋、NPR预应力钢筋全自动智能化的生产要求。
为实现上述目的，本发明提供了一种NPR钢筋盘圆的加工工艺，所述NPR钢筋为冷加工态，直径小于14毫米，所述NPR钢筋屈服强度800MPa-950MPa、抗拉强度900MPa-1100MPa、最大力延伸率≥20％；所述加工工艺的步骤包括：一字放料工序L20：放料架的一端固定，进行钢筋的首尾焊接，钢筋的前端头部，不停机头尾焊接；开卷工序L30：按照钢筋行进方向，给一字开卷机提供牵引动力并将钢筋初步调平，通过智能工控设备与拉丝机同步，为后续的工序同步输送钢筋；校平工序L40：采用钢筋轮滚动校平方式，使其钢筋进行反复弯曲致使钢筋失去应力，使钢筋平直表面无划伤；轧尖工序L50：采用轧尖工艺，在每次生产线启动穿头过程中，对钢筋头部线材的表面形状缺陷进行修正或者去除；对焊工序L60：采用PLC数控技术控制电流大小与钢筋直径相匹配，按照钢筋焊接所需时间以及焊接电流对钢筋进行焊接，焊接完成后自动祛除钢筋焊接表面的毛刺；液压推头工序L70：将钢筋头部推送至光面模具，使其顺序通过光面模具，根据拉丝机的要求可设定过模后钢筋头部的长短；冷拔光面工序L80：将NPR钢筋进行直径修形整理，使母线直径规则统一；喷砂工序L90：采用智能数控技术与总控设备联网通讯，根据所需加工钢筋的直径及钢筋表面要求进行自动调整、钢砂的出砂量来对NPR热轧钢筋表面的氧化皮、表面缺陷以及光面模的润滑粉进行处理；原位在线退火工序L10：对钢筋进行原位在线加热退火；风冷缓冲工序L11：采用风冷对高温的钢筋线材进行在线冷却；收盘圆工序L12：将带有余温或余热的钢筋进行高速收卷，并进行自动送料、夹头、自动头尾剪切、自动卸料；放料工序L13：将整形以及退火热处理冷却后的盘圆钢筋进行开卷放线料；校平工序L14：采用多轮式十字交叉360度曲线滚压调直，使钢筋消除内在应力；冷拔螺旋工序L15：采用辊模冷轧的方式进行螺旋钢筋的生产；调直工序L16：采用多轮十字或水平调直，在校平的基础上进行精调；收盘圆工序L17：在线生产不停车收盘打捆。
进一步地，在一字放料工序L20之前还包括：智能化总控工序L01：智能化总控系统通过光纤网线连接到远程计算机服务器，通过服务器实现远程一键自动启动停止，通过服务器查看生产线设备的运行状态及生产信息。
本发明的NPR钢筋盘圆的加工工艺，通过喷砂工序L90代替了现有技术中的酸洗步骤，满足了国家绿色环保要求，而且可以在线数字化生产；通过一字放料工序L20和开卷工序L30代替了现有技术中炮式开卷料架的应用，不停机生产而且避免了钢筋在牵引过程中表面划伤、弯曲等现象，满足了高强钢筋的放线要求；而且其他工序可以实现全程智能化，满足NPR钢筋盘圆的加工要求，满足NPR钢筋、NPR冷轧螺旋钢筋、NPR预应力钢筋全自动智能化的生产要求。
附图说明
图1是本发明实施例的NPR钢筋盘圆的加工工艺的流程示意图。
图2是本发明实施例的NPR钢筋盘圆的加工工艺的具体流程示意图。
图3是全自动智能化NPR冷轧(冷拉)钢筋盘圆生产线的智能化总控系统一个界面的示意图。
图4是全自动智能化NPR冷轧(冷拉)钢筋盘圆生产线的智能化总控系统另一个界面的示意图。
图5是本发明实施例的NPR钢筋盘圆的加工工艺制得的NPR钢筋的螺旋肋照片。
图6是本发明实施例的NPR钢筋盘圆的加工工艺制得的NPR钢筋拉伸的实验曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
参见图1所示，根据本发明的实施例，提供了一种NPR钢筋盘圆的加工工艺，通过全自动智能化NPR冷轧(冷拉)钢筋盘圆生产线进行加工，所述NPR钢筋为冷加工态，所述NPR钢筋屈服强度800MPa-950MPa、抗拉强度900MPa-1100MPa、最大力延伸率≥20％；所述加工工艺的步骤包括：
智能化总控工序L10：智能化总控系统通过光纤网线连接到远程计算机服务器，通过服务器实现远程一键自动启动停止。通过服务器查看生产线设备的运行状态及生产信息；可通过每台设备的控制面板、按钮、PLC模块、电源模块、接触器等其它必需的电气装置，可用作自动和手动控制操作。可查看设备的设备名称、运行状态、钢筋产量信息等设备相关参数。如图3和图4所示，示出了全自动智能化NPR冷轧(冷拉)钢筋盘圆生产线的智能化总控系统的界面示意图。
一字放料工序L20：放料架的一端固定，进行钢筋的首尾焊接，钢筋的前端头部，实现不停机头尾焊接；通过括充、开卷、进入一字放料架中心在钢筋牵引放线时，一字架旋转端进行旋转破力，使其钢筋能按照原材料的缠绕方式正常，按照原材料的旋转方向反方向开平、放线，使其钢筋在开平放线时，不会产生轴向、扭力，在放线过程中钢筋尾部固定不动，可以实现不停机头尾焊接，这样可以实现钢筋的不停机正常生产。
开卷工序L30：按照钢筋行进方向，给一字开卷机提供牵引动力并将钢筋初步调平，通过智能工控设备与拉丝机同步，为后续的工序同步输送钢筋；使钢筋能平直、同速输送给后续调平喷砂等装置，避免了钢筋在牵引过程中表面划伤、弯曲等现象。
校平工序L40：采用钢筋轮滚动校平方式，使其钢筋进行反复弯曲致使钢筋失去应力，使钢筋平直表面无划伤；能以直线的形式，很好的进入后续喷砂或钢丝轮除锈设备。
轧尖工序L50：采用轧尖工艺，在每次生产线启动穿头过程中，对钢筋头部线材“水线”或“椭圆”等表面形状缺陷进行修正或者去除，有效的节约了钢筋头部在冷轧过程中不能使用的头部钢筋问题。
对焊工序L60：采用PLC数控技术控制电流大小与钢筋直径相匹配，按照钢筋焊接所需时间以及焊接电流对钢筋进行焊接，焊接完成后自动祛除钢筋焊接表面的毛刺；焊机能够焊接高碳钢丝、低碳钢丝、奥氏体钢筋、NPR钢筋，焊接完成后可以自动祛除钢筋焊接表面的毛刺，并能与总控设备联网通讯，可以完成在线焊接任务或初使原材料储存焊接任务。
液压推头工序L70：将钢筋头部推送至光面模具，使其顺序通过光面模具，根据拉丝机的要求可设定过模后钢筋头部的长短；避免了钢筋过模时通过削尖或轧尖造成钢筋大量的浪费、减少了工人的劳动强度、时间上的浪费，是实现自动化的关键工艺。
冷拔光面工序L80：将NPR钢筋进行直径修形整理，将直径有偏差不规则的木材磨面，冷拔光面工序修形以后使母线直径规则统一。
喷砂工序L90：用智能数控技术与总控设备联网通讯，根据所需加工钢筋的直径及钢筋表面要求进行自动调整、钢砂的出砂量来对NPR热轧钢筋表面的氧化皮、表面缺陷以及光面模的润滑粉进行在线处理；为了代替原有的酸洗工艺，采用智能数控技术与总控设备联网通讯，根据所需加工钢筋的直径及钢筋表面要求进行自动调整、钢砂的出砂量，来对NPR热轧钢筋表面的氧化皮、表面缺陷以及光面模的润滑粉进行在线处理，处理最大速度可达80米/分钟，处理后表面光亮氧化皮、表面缺陷以及光面模的润滑粉。避免下一步工序在线退火时极大的烟和粉尘；在钢砂的出砂速度、钢筋停止行进时、钢筋表面未完全处理时自动报警停车并把信息传递给中央总控。
原位在线退火工序L10：采用中频加热方式，对钢筋进行原位在线加热退火，钢筋加热退火过程中，最大温度1100摄氏度，最快行走速度80米/秒。
风冷缓冲工序L11：采用风冷对高温的钢筋线材进行在线冷却；
收盘圆工序L12：将带有余温或余热的NPR进行高速收卷自动送料、夹头、自动头尾剪切、自动卸料。
放料工序L13：将整形以及退火热处理冷却后的盘圆钢筋进行开卷放线料。
校平工序L14：采用多轮式十字交叉360度曲线滚压调直，使钢筋消除内在应力，钢筋在预调直过程中螺旋肋不会受到损伤；参见图5，图5示出了本发明实施例的NPR钢筋盘圆的加工工艺制得的NPR钢筋的螺旋肋照片。
冷拔螺旋工序L15：采用辊模冷轧的方式进行螺旋钢筋的生产，即在一个专用旋转装置中母材通过的圆周方向上均匀设置有多个辊模，当母材被拉丝机牵引通过旋转装置时，多个辊模通过滚动摩擦对母材表面加工出螺旋槽。
预调直工序L16：采用多轮式十字交叉360度曲线滚压调直，使钢筋消除内在应力，钢筋在预调直过程中螺旋肋不会受到损伤；且与中央处理器相连。
收盘圆工序L17：本工序设备由液压剪切系统、两个钢筋导管、两个盘式收线机组成，实现在线生产不停车收盘打捆。
本发明的NPR钢筋盘圆的加工工艺，通过喷砂工序L90代替了现有技术中的酸洗步骤，满足了国家绿色环保要求，而且可以在线数字化生产；通过一字放料工序L20和开卷工序L30代替了现有技术中炮式开卷料架的应用，不停机生产而且避免了钢筋在牵引过程中表面划伤、弯曲等现象，满足了高强钢筋的放线要求；而且其他工序可以实现全程智能化，满足NPR钢筋盘圆的加工要求，满足NPR钢筋、NPR冷轧螺旋钢筋、NPR预应力钢筋全自动智能化的生产要求。
优选地，本发明提供的图2给出了具体流程。上述的冷拔螺旋工序L15通过冷拔螺旋机进行，采用辊模冷轧的方式进行螺旋钢筋的生产，即在一个专用旋转装置中母材通过的圆周方向上均匀设置有多个辊模，当母材被拉丝机牵引通过旋转装置时，多个辊模通过滚动摩擦对母材表面加工出螺旋槽，与冷拔加工方式对比，采用辊模冷轧的方式进行螺旋钢筋加工时，拉丝机牵引力降低一倍，模具的使用寿命可以达到加工钢筋3000-5000吨，模具寿命的延长使得不需人工频繁的更换模具，可以节约模具费用90％以上，并且在加工过程中不需要使用润滑脂、润滑粉或润滑油，大大降低了生产成本和人工劳动强度，提高了生产效率，与现有技术相比，节省人力20％以上，节省电力60％以上，提高产能20％以上，每年每条生产线节省300万-500万。
参见图5和图6，上述的化NPR冷轧(冷拉)钢筋盘圆的加工工艺，具有污染小、能耗低、智能化、自动化程度高的优点，而且质量控制稳定，生产成本低。尤其是解决了普通钢筋冷加工存在的环保、自动化低、模具损耗大，能耗高，以及不能直接加工NPR钢筋等一系列问题。NPR钢筋原材料通过全自动智能化NPR冷轧(冷拉)钢筋盘圆生产线的加工，实现了既高强又高韧，屈服强度高达900MPa，最大力延伸率20％以上。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
当然，以上是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种NPR钢筋盘圆的加工工艺，其特征在于，所述NPR钢筋为冷加工态，直径小于14毫米，所述NPR钢筋屈服强度800MPa-950MPa、抗拉强度900MPa-1100MPa、最大力延伸率≥20％；所述加工工艺的步骤包括：
一字放料工序L20：放料架的一端固定，进行钢筋的首尾焊接，钢筋的前端头部，不停机头尾焊接；
开卷工序L30：按照钢筋行进方向，给一字开卷机提供牵引动力并将钢筋初步调平，通过智能工控设备与拉丝机同步，为后续的工序同步输送钢筋；
校平工序L40：采用钢筋轮滚动校平方式，使其钢筋进行反复弯曲致使钢筋失去应力，使钢筋平直表面无划伤；
轧尖工序L50：采用轧尖工艺，在每次生产线启动穿头过程中，对钢筋头部线材的表面形状缺陷进行修正或者去除；
对焊工序L60：采用PLC数控技术控制电流大小与钢筋直径相匹配，按照钢筋焊接所需时间以及焊接电流对钢筋进行焊接，焊接完成后自动祛除钢筋焊接表面的毛刺；
液压推头工序L70：将钢筋头部推送至光面模具，使其顺序通过光面模具，根据拉丝机的要求可设定过模后钢筋头部的长短；
冷拔光面工序L80：将NPR钢筋进行直径修形整理，使母线直径规则统一；
喷砂工序L90：采用智能数控技术与总控设备联网通讯，根据所需加工钢筋的直径及钢筋表面要求进行自动调整、钢砂的出砂量来对NPR热轧钢筋表面的氧化皮、表面缺陷以及光面模的润滑粉进行处理；
原位在线退火工序L10：对钢筋进行原位在线加热退火；
风冷缓冲工序L11：采用风冷对高温的钢筋线材进行在线冷却；
收盘圆工序L12：将带有余温或余热的钢筋进行高速收卷，并进行自动送料、夹头、自动头尾剪切、自动卸料；
放料工序L13：将整形以及退火热处理冷却后的盘圆钢筋进行开卷放线料；
校平工序L14：采用多轮式十字交叉360度曲线滚压调直，使钢筋消除内在应力；
冷拔螺旋工序L15：采用辊模冷轧的方式进行螺旋钢筋的生产；
调直工序L16：采用多轮十字或水平调直，在校平的基础上进行精调；
收盘圆工序L17：在线生产不停车收盘打捆。
2.根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于，在一字放料工序L20之前还包括：
智能化总控工序L01：智能化总控系统通过光纤网线连接到远程计算机服务器，通过服务器实现远程一键自动启动停止，通过服务器查看生产线设备的运行状态及生产信息。
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