1、钢材基础知识与市场概况,国贸期货经纪有限公司,钢材基础知识 与市场概况,第一部分 钢材基础知识 1、钢材的性能和分类。 3.2螺纹钢的特性与质量1.1钢材机械性能介绍 3.3螺纹钢的用途1.2钢材分类2、钢铁生产工艺 4、线材的生产工艺和用途2.1冶炼原料 4.1线材的生产工艺2.2炼铁工艺 4.2线材的特性和质量2.3炼钢 4.3线材的用途2.4连铸2.5轧钢3、螺纹钢的生产工艺3.1螺纹钢的生产工艺,钢材基础知识 与市场概况,第二部分 我国钢材市场情况 1、二十一世纪以来我国 2.3 进出口情况钢铁行业发展概况 2.4 流通特点1.1钢铁生产实现跨越式增长， 3、我国线材市场占全球产量比重
2、不断提高。 3.1 产量及分布 1.2钢材消费大幅增长，是全 3.2 消费量及主要消费领域 球钢材消费的主要动力。 3.3 进出口情况1.3钢材出口持续增加、进口 3.4 流通特点下降，2006年实现净出口。 4、钢材价格变化情况与影响因素 2、我国螺纹钢市场 4.1 钢材价格变化情况2.1产量及分布 4.2 影响钢材价格变化的因素分析2.2消费量及主要消费领域,1、钢材的性能和分类,进入青铜时代以来，人类与金属材料及其制品的关系日益密切，可以说没有金属材料就没有人类的物质文明。在人类使用的所有金属材料中，钢铁是使用量最大、使用范围最广泛的基础材料。其主要原因是： 1、 铁的储藏量仅次于铝，且
3、大多以巨大的铁矿床存在于自然界中； 2、铁矿石的冶炼和加工与其他金属的生产相比，具有生产规模大、效率高、质量好、成本低等显著的优势； 3、钢铁具有良好的物理、机械和工艺性能； 4、将镍、铬、钒、锰等金属作为合金元素加入铁中，可获得具有各种性能的金属材料； 5、钢铁通过热处理能调整其机械性能，可以满足国民经济各方面的需要； 6、钢铁具有良好的可回收性。 尽管钢铁也存在较容易锈蚀、密度较大等缺点，但纵观材料的物理、机械和工艺性能，及其技术性、经济性和可回收性等因素，在人类未来发展的相当长时期内，钢铁的基础原材料地位仍无可替代。,钢材机械性能介绍,钢铁是以铁为基础，以碳为主要添加元素的铁碳合金。含碳
4、量低于2.11%的铁碳合金称为钢，其他主要元素还有硅、锰、硫、磷等。钢具有良好的物理、机械和工艺性能，主要表现在以下六个方面： 1、屈服点（s） 钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。 2、 屈服强度（0.2） 有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值（一般为原长度的0.2%）时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度0.2 。 3、抗拉强度（b） 材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵
5、抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。 4、伸长率（s） 钢材在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。 5、屈强比（s/b） 钢材的屈服点（屈服强度）与抗拉强度的比值，称为屈强比。屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。 6、硬度 硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。,钢材的分类,钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下七种： 1、按品质分类 1) 普
6、通钢（P0.045%，S0.050%） 2) 优质钢（P、S均0.035%） 3) 高级优质钢（P0.035%，S0.030%） 2、按化学成份分类 1) 碳素钢： a.低碳钢（C0.25%）；b.中碳钢 （C0.250.60%）；c.高碳钢（C0.60%）。 2) 合金钢： a.低合金钢（合金元素总含量5%）；b.中合 金钢（合金元素总含量510%）； c.高合金钢（合金元素总含量10%）。 3、按成形方法分类 1) 锻钢； 2) 铸钢； 3) 热轧钢； 4) 冷拉钢。,钢材的分类,4、按用途分类 1) 建筑及工程用钢： a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢。 2) 结构钢 a.
7、机械制造用钢： (a)调质结构钢；(b)表面硬化结构钢：包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢；(c)易切结构钢； (d)冷塑性成形用钢：包括冷冲压用钢、冷镦用钢。 b.弹簧钢 c.轴承钢 3) 工具钢： a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢。 4) 特殊性能钢： a.不锈耐酸钢；b.耐热钢：包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢；c.电热合金钢；d.耐磨钢；e.低温用钢；f.电工用钢。 5) 专业用钢 如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。,钢材的分类,5、综合分类 1) 普通钢 a.碳素结构钢、b.低合金结构钢、c.特定用途的普通结构钢 2) 优质钢（包括高级优质钢） a.结
8、构钢：(a)优质碳素结构钢；(b)合金结构钢；(c)弹簧钢；(d)易切钢；(e)轴承钢；(f)特定用途优质结构钢。 b.工具钢：(a)碳素工具钢；(b)合金工具钢；(c)高速工具钢。 c.特殊性能钢：(a)不锈耐酸钢；(b)耐热钢；(c)电热合金钢；(d)电工用钢；(e)高锰耐磨钢。 6、按冶炼方法分类 7、按金相组织分类,钢铁生产工艺,现代钢铁生产流程是将铁矿石在高炉中冶炼成生铁，将铁水注入转炉或电炉冶炼成钢，再将钢水铸成连铸坯或钢锭，经轧制等塑性变形方法加工成各种用途的钢材。 一个钢铁联合企业一般包括原料处理、炼铁、炼钢、轧钢、能源供应、交通运输等生产环节，是一个复杂而庞大的生产体系。我国
9、的钢铁企业一般都是这样的全流程联合企业。,钢铁生产工艺流程图,钢铁生产工艺流程图,冶炼原料,原料是高炉冶炼的物质基础，精料是高炉操作稳定顺行，获得高产、优质、低耗及长寿的基本保证。 高炉冶炼用的原料主要有铁矿石（天然富矿和人造富矿）、燃料（焦炭与喷吹燃料）、熔剂（石灰石和白云石等）。冶炼一吨生铁大概需要品位为63%的铁矿石1.601.65吨，0.30.6吨焦炭，0.20.4吨熔剂。,炼铁工艺,高炉炼铁是以焦炭为能源基础的传统炼铁方法。它与转炉炼钢相配合，是目前生产钢铁的主要方法。高炉炼铁的这种主导地位预计在相当长时期之内不会改变。高炉炼铁的本质是铁的还原过程，即焦炭做燃料和还原剂，在高温下将铁
10、矿石或含铁原料的铁，从氧化物或矿物状态（如Fe2O3、Fe3O4、Fe2SiO4、Fe3O4TiO2等）还原为液态生铁。 冶炼过程中，炉料（矿石、熔剂、焦炭）按照确定的比例通过装料设备分批地从炉顶装入炉内。从下部风口鼓入的高温热风与焦炭发生反应，产生的高温还原性煤气上升，并使炉料加热、还原、熔化、造渣，产生一系列的物理化学变化，最后生成液态渣、铁聚集于炉缸，周期地从高炉排出。上升过程中，煤气流温度不断降低，成分逐渐变化，最后形成高炉煤气从炉顶排出。,炼钢,钢与生铁都是以铁元素为主，并含有少量碳、硅、锰、磷、硫等元素的铁碳合金，二者差别就是C元素的含量。 炼钢的主要任务包括以下几项： 1）脱碳；
11、2）脱磷；3）脱硫；4）脱氧；5）脱氮、氢等；6）去除非金属夹杂物；7）合金化；8）升温；9）凝固成型。 炼钢工艺主要包括 1） 铁水预处理；2）转炉或电弧炉炼钢；3）炉外精炼（二次精炼）；4）连铸。 炼钢过程是个氧化过程，其去除杂质的主要手段是向熔池吹入氧气并加入造渣剂形成熔渣出来。脱碳反应是炼钢过程的主要手段，硅、锰、磷、硫等元素也通过氧化反应去除。炼钢的原料有生铁、废钢、熔剂（石灰石等）、脱氧剂（硅铁、锰铁、铝等）、合金料等。,连铸,连续铸钢是通过连铸机将钢液连续地铸成钢坯的工序。与模铸相比，连铸具有以下优越性： 1）简化工序、节能；2）铸坯切头率降低、金属收得率比模铸高712%；3）高
12、效凝固；4）优化成型。 连铸工艺的流程为：钢液通过中间包注入结晶器内，迅速冷却成具有一定厚度的凝固壳而内部仍为液态的铸坯。铸坯下部与伸入结晶器底部的引锭杆衔接，浇注开始后，拉坯机通过引锭杆把结晶器内的铸坯以一定速度拉出。铸坯通过连铸二次冷却区时，进一步是受到喷水冷却直到完全凝固。完全凝固后的铸坯通过拉矫机矫直后，切割成规定长度，由输送辊道运出。,轧钢,轧制过程是轧件与轧辊之间的摩擦力将轧件拉进不同旋转方向的轧辊之间使之产生塑性变形的过程。一般的轧钢工序可分为： 加热炉 粗轧 中轧 精轧 精整,螺纹钢的生产工艺和用途,一、螺纹钢的生产工艺 螺纹钢是表面带肋的钢筋，亦称带肋钢筋，通常带有2道纵肋和
13、沿长度方向均匀分布的横肋。横肋的外形为螺旋形、人字形、月牙形3种。用公称直径的毫米数表示。带肋钢筋的公称直径相当于横截面相等的光圆钢筋的公称直径。钢筋的公称直径为8-50毫米，推荐采用的直径为8、12、16、20、25、32、40毫米。带肋钢筋在混凝土中主要承受拉应力。带肋钢筋由于肋的作用，和混凝土有较大的粘结能力，因而能更好地 承受外力的作用。带肋钢筋广泛用于各种建筑结构、特别是大型、重型、轻型薄壁和高层建筑结构。 螺纹钢是由小型轧机生产的，小型轧机的主要类型分为：连续式、半连续式和横列式。目前世界上新建和在用的以全连续式小型轧机居多。当今流行的钢筋轧机有通用的高速轧制的钢筋轧机和4切分的高
14、产量的钢筋轧机。,棒材（螺纹钢）轧制工艺及设备示意图,棒材（螺纹钢）轧制工艺及设备示意图,棒材（螺纹钢）轧制工艺及设备示意图,连续小型轧机所用坯料一般是连铸小方坯，其边长一般为130160mm，长度一般在612米左右，坯料单重1.53吨。轧制线多为平-立交替布置，实现全线无扭转轧制。根据不同坯料规格和成品尺寸有18、20、22、24架的小型轧机，18架为主流。目前，棒材轧制多采用步进式加热炉、高压水除鳞、低温轧制、无头轧制等新工艺，粗轧、中轧向适应大坯料及提高轧制精度方向发展，精轧机主要是提高精度和速度（最高18m/s）。产品规格一般为 10-40mm，也有6-32mm或12-50mm的。生产
15、的钢种为市场大量需要的低中高碳钢、低合金钢；最高轧制速度为18m/s。 其生产工艺流程如下： 步进式加热炉 粗轧机 中轧机 精轧机 水冷装置 冷床 冷剪 自动计数装置 打捆机 料台架,螺纹钢的特性与质量,a.螺纹钢的分类 螺纹钢常用的分类方法有两种：一是以几何形状分类，根据横肋的截面形状及肋的间距不同进行分类或分型，如英国标准（BS4449）中，将螺纹钢分为 型、 型。这种分类方式主要反应螺纹钢的握紧性能。二是以性能分类（级），例如我国标准（G B1499.2-2007）中，按强度级别（屈服点/抗拉强度）将螺纹钢分为3个等级；日本工业标准（JI SG3112） 中，按综合性能将螺纹钢分为5个种
16、类；英国标准（BS4461）中，也规定了螺纹钢性能试验的 若干等级。此外还可按用途对螺纹钢进行分类，如分为钢筋混凝土用普通钢筋及钢筋混凝土用热处理钢筋等。 我国的钢筋混凝土用热轧带肋钢筋按国家标准，牌号由HRB和牌号的屈服点最小值构成。H、R、B分别为热轧（Hotrolled）、带肋（Ribbed）、钢筋（Bars）三个词的英文首位字母。热轧带肋钢筋分为HRB335（老牌号为20MnSi）、HRB400（老牌号为20MnSiV、20MnSiNb、20Mnti）、HRB500三个牌号。,螺纹钢的特性与质量,b.螺纹钢的规格和质量 螺纹钢的定货原则一般是在满足工程设计所需握紧性能要求的基础上，以机
17、械工艺性能或机械强度指标为主。 规格：螺纹钢的规格要求应在进出口贸易合同中列明。一般应包括标准的牌号（种类代号 ）、钢筋的公称直径、公称重量（质量）、规定长度及上述指标的允许差值等各项。我国标准推荐公称直径为8、10、12、16、20、40mm的螺纹钢系列。各项质量要求应满足GB1499.2-2007热轧带肋钢筋的要求。 外观质量：表面质量。有关国家标准中对螺纹钢的表面质量作了规定，要求端头应切得平 直，表面不得有裂缝、结疤和折迭，不得存在使用上有害的缺陷等；外形尺寸偏差允许值 。螺纹钢的弯曲度及钢筋几何形状的要求在有关国家标准中作了规定。如我国国家标准规定，直条钢筋的弯曲度不大于6mm/m，
18、总弯曲度不大于钢筋总长度的0.6%。,钢筋混凝土用热轧带肋钢筋 牌号和化学成分,化学成分检验,（1）检验方法：对上述化学成分进行检验分析时常用的标准检验方法如下： GB/T223、JISG1211?1215、BS1837、BS手册19等。 （2）成分指标：考核螺纹钢成分含量的指标主要有：C、Mn、P、S、Si等项，牌号不 同，含量各有差别，其大致范围为：C（0.100.40%）、Mn 1.80%、P0.050 %、S0.050%、Si（0.601.00%）。,机械性能检验,（1）性能指标：考核螺纹钢机械性能的检验项目包括拉伸试验（抗拉强度、屈服强度、延伸率）、弯曲试验（一次弯曲及反弯曲）。 （
19、2）检验方法：拉伸试验方法：常用的标准检验方法有GB/T228-87 、JISZ2201、JI SZ2241、ASTMA370、1497、BS18等；弯曲试验方法：常用的标准检验方法有GB/T232-88、JISZ2248、ASTME290、1401 9等。 螺纹钢一般是裸装捆扎交货，存放时要注意防潮，锈蚀对螺纹钢的性能将产生不良影响。,螺纹钢的用途,螺纹钢广泛用于房屋、桥梁、道路等土建工程建设。大从高速公路、铁路、桥梁、涵洞、隧道、防洪、水坝等公用设施，小到房屋建筑的基础、梁、柱、墙、板，螺纹钢都是不可或缺的结构材料。随着我国城镇化程度的不断深入，基础设施建设、房地产的蓬勃发展对螺纹钢的需求
20、强烈。钢筋混凝土结构仍然是当前及未来相当长时期内我国建筑的主要结构形式。因此，可以预期螺纹钢需求量和产量仍将保持较高水平。据统计，我国建筑业用钢量约占钢材消耗总量的50%左右。建筑业作为资源消耗量较大行业之一，要实现可持续发展，就必须调整建筑材料消耗结构，大力应用高强钢筋和高性能混凝土，走节约型发展道路。如果能够将目前使用的钢筋和混凝土提高一个强度等级，则可以给社会带来巨大节约。根据测算，如果能够按照规范的要求，将钢筋混凝土的主导受力钢筋强度提高到400-500N/mm2，则可以在目前用钢量的水平上节约10%左右。,线材的生产工艺和用途,线材的生产工艺线材是指直径为5-22mm的热轧圆钢或相当
21、此断面的异形钢，因以盘卷形式交货，故又通称为盘条。常见的线材产品规格直径为5-13mm。根据轧机的不同可分为高速线材（高线）和普通线材（普线）两种。高线采用高速线材轧机上轧制，生产节奏快、盘较大（包中盘元通常是整根、最大盘重可达2500kg）、包装通常比较紧匝、漂亮。高线是指用“高速无扭轧机”轧制的盘条。轧制速度在80-160米/秒，每根重量（盘）在1.8-2.5吨，尺寸公差精度高（可达到0.02mm），在轧制过程中可通过调整工艺参数（特别是在冷却线上）来保证产品的不同要求。 普线是指用“普通轧机（一般是横列式复二重轧机）”轧制的盘条。轧制速度20-60米/秒，每根重量（盘）在0.4-0.6吨（市场上见到的一般是三根六头为一大盘），在轧制过程中仅可通过冷却线上风冷或空冷来保证产品性能。 普线是用普通轧机轧制、一般盘重较小，一包通常由几段盘元包装而成、包装较松、较凌乱。普通线材扎机已被列为落后产能，将被逐步淘汰。,
