PC钢筋热处理生产线优化方案

PC钢筋（prestressed concrete bar）是预应力混凝土钢筋的简称。钢筋表面具有螺纹，与混凝土能良好地附着，钢筋直径为Φ7.1～Φ13.5mm，由低碳钢20Si2Cr等材料经感应淬火、回火而成。感应热处理生产线包括压送机、加热感应圈、淬火室、回火感应圈以及矫直机、切断机等。

PC钢筋感应加热采用中频预热，高频最后加热、淬火，中频回火等过程淬火后的钢筋应达到YB／T111—1997《预应力混凝土用钢棒》及GB／T 5223—2002《预应力混凝土用钢丝》的要求。其抗拉强度一般在1470MPa以上。

PC钢筋处理生产线由于生产量大，因此考核此生产线的优劣，除产品质量外，能耗指标是一个重要方面。日本Neturen公司曾采用过感应电阻加热法，曾报道每吨钢筋能节约160kW·h电。美国应达公司（Inducto Heat Inc.）采用双频加热，其目的也是节能。PC钢筋主要用作PC电杆、基桩、铁筋笼等。日本PC钢筋ULBON形状如图4-86所示。

图4-86 PC钢筋ULBON形状

1.美国钢筋热处理生产线

美国应达公司（Inducto heat Inc.）推荐一套用于处理建筑结构、桥墩、混凝土支柱用的预应力混凝土钢筋的感应淬火、回火系统。此系统也可用于制造其他凹螺纹钢筋、钢丝、圆钢棒。凹螺纹钢筋淬火、回火处理后达到了SBPD110／125和130／145的力学性能。

此系统设计处理Φ6～Φ12mm钢筋，以35m／min移动速度进给。系统采用一台中频逆变器预热，一台固态高频逆变器作淬火前的最后加热，另外一台中频逆变器作回火用。淬火前的加热温度为940～950℃，回火温度为400℃。系统还配有钢筋进给脱空保护，与进给速度相对应的功率控制，循环冷却水泵站和淬火冷却介质循环系统。唯一的一个控制柜把所有的主要操作功能连锁在一起。

PC钢筋感应淬火、回火生产流程如图4-87所示：

钢筋→除黑皮→冷拔→重整→预热（居里点以下）→加热（居里点以上）→淬火→吹干→回火加热→冷却→吹干→卷捆。在卷捆筒前设有一切断机，当卷捆满盘时开动。(www.xing528.com)

图4-87 PC钢筋生产流程示意图

2.国产钢丝、钢筋感应热处理生产线

国内钢丝、钢筋热处理生产线已经历了多年的研制、生产与改进，从凹螺纹预应力管桩钢丝生产线开始，发展到不锈钢丝、低松弛钢丝及钢绞线、弹簧钢丝等多个品种生产线。生产线组成由单线发展为双线；电源配置由晶闸管中频与电子管超音频相结合，发展为晶闸管中频与IGBT晶体管电源相组合，达到能耗降低、生产率提高的目的。表4-8列出了国产各种钢丝生产线的配置。

管桩钢丝热处理生产线，从单线生产发展为双线生产，要解决两根钢丝的负荷温度均匀问题。采用双线生产除提高生产率外，占地面积几乎和单线一样无须扩大厂房；设备投资费与单线比略有增大；经生产单位核算，每吨钢材还能节省50kW·h电能。因此，双线生产具有更广阔的前途。与国际上同类产品比，双线生产具有先进性。

表4-8 各种钢丝生产线的配置（天津金能电力电子有限公司资料

近年来PC钢筋线又有许多改进，其加热过程从两段改进为三段：从室温～400℃用250kW／4kHz，400～720℃用200kW／8kHz，700～1000℃用300kW 80kHz，回火电源用250kW／4kHz。浙江一家公司则用350kW／6kHz预热250kW／20kHz加热，160kW／50kHz稳定加热，160kW／4kHz回火。对于轮胎钢丝（Φ1.8～Φ2.2mm）及较细的弹簧钢丝，我国也开始使用感应加热替代铅浴加热这种有污染的工艺。

图4-88所示为管桩钢丝双线热处理过程示意图。