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螺纹钢

螺纹钢

螺纹钢（Screw thread steel），也被称为弯形钢筋或异形钢筋。其横截面通常呈圆形，表面有两条纵肋和沿长度均匀分布的横肋，横肋切面呈月牙形，且不与纵肋相交。螺纹钢的原材料通常为碳素结构钢或低合金结构钢，主要用于钢筋混凝土建筑构件的骨架。螺纹钢主要生产国和地区为中国、日本、欧洲等地。

螺纹钢是一种具有高强度和耐腐蚀性的钢材。其具有高强度、良好的塑性、与混凝土之间的握裹力强等优势。这些优势使其能更有效地承受外部力的作用。螺纹钢的按照生产方式可分为热轧螺纹钢和冷轧螺纹钢。按用途可分为钢筋混凝土用普通钢筋及预应力混凝土用热处理钢筋。其独特的肋结构使其在土建工程中得到广泛应用，在高速公路、铁路、桥梁、涵洞、道、防汛设施和房屋建筑的基础、梁、柱、墙和板等结构中，螺纹钢都是不可或缺的重要材料。

生产螺纹钢需要确保各工序之间的连贯性，通常分为三个区域：炼铁区域、主炼钢区域和精加工区域。这些区域具有不同的生产目标和彼此之间有相互衔接的关系。螺纹钢的生产技术主要有轧后余热处理工艺、细晶粒钢筋生产技术、切分轧制技术、无孔型轧制技术。2009年3月29日，经中国证监会批准，上海期货交易所螺纹钢期货正式上市。螺纹钢期货是可以为中国钢铁生产和流通企业提供套期保值、管理风险，为钢铁企业提供价格信息，为贸易商提供对冲风险的工具。

简史

螺纹是人类最古老的发明之一，在古代用于固定衣甲、压榨油料和制作酒。其历史可以追溯到公元前300年左右，将其应用于实际的人是古希腊的数学家兼发明家阿基米（Archimedes，公元前287年至公元前212年）。阿基米德发明了一种用来提取水的“螺丝”，同时也制造出了可以将物品固定在一起的螺丝。

17世纪70年代，人类开始广泛使用生铁来建造建筑物。但是由于生铁的强度较低且综合性能不佳，它的使用受到了一些限制。尽管如此，这标志着人们开始采用钢铁结构的起点。

18世纪末，英国工程师亨利·莫斯利( Heny Maudslag)发明了螺纹丝杠车床。随着第一次工业革命的到来，英国人又发明了丝杆主轴车床、板牙和丝锥等设备，为螺纹件批量生产提供了技术支持。

19世纪初，人们已经开始使用熟铁来建造桥梁和房屋。但这些材料仍然具有一些局限性，因为它们的强度和综合性能有限。

1841年，英国人约瑟夫·惠特沃斯（Joseph Whitworth）提出了世界上第一个螺纹标准（BS84，惠氏螺纹，B.S.W.和B.S.F.），奠定了螺纹标化体系的基础。

19世纪中期，钢材的规格和品种越来越多，其强度也不断提高。与此同时，相关的连接和工艺技术也得到了发展。这为建筑结构迈向更大跨度和承重方向奠定了基础，同时也使土木工程取得了重大突破。

1905年，英国人泰勒（William Taylor）发明了螺纹量规的设计原理（泰勒原则），使英国成为全面掌握螺纹加工和检测技术的国家。随着“大英帝国”的崛起，英制螺纹得到了推广和应用。

19世纪50年代起，钢筋混凝土作为一种新型的复合建筑材料出现，并迅速引起了广泛关注。随着20世纪30年代高强度钢材的问世，预应力混凝土技术得到了进一步发展，这标志着钢筋混凝土和预应力混凝土在土木工程领域开始占据主导地位，促进了工程技术的跨越式发展。

20世纪30年代开始，各国纷纷推广低合金钢材，这种钢材具有低碳、低合金、高强度、良好的韧性和可及耐腐蚀性等多重优势。随着桥梁、建筑物、构筑物越来越大型化，以及能源和海洋平台的发展，低合金钢的产量不断增长。在一些主要产钢国，低合金钢的产量已占总产量的很大比例，尤其在房屋建筑和土木工程中的应用更是达到了30%以上。各国还加大了对不同类型高效钢材的研发和应用，这些钢材不同于普通钢材，包括低合金钢、热强化钢、冷加工钢、经济断面钢以及各种表面处理钢材等。使用这些新型钢材在建筑业中已经取得了明显的经济效益。

螺纹钢和线材作为住宅建筑、铁路、公路、水利、电力等基础设施建设的主要原材料，随着中国钢铁工业的快速发展，螺纹钢的使用量也在迅猛增长。

行业标准

中国的行业标准

牌号构成及含义

外观质量

螺纹钢表面质量要求端头必须被平直地切割，表面不应有任何裂纹、结疤、折叠等缺陷，不能存在会影响使用安全的有害瑕。

化学成分

尺寸外形

力学性能

力学性能试验通常在企业质检中心的试验室进行。在进行钢筋的力学性能试验时，不允许对试样进行削加工。钢筋的力学性能特征值包括屈服强度Rd、抗拉强度Rm和断后伸长率A等。这些特征值的最小保证值在GB 1499中有规定，力学性能特性值的检验结果应符合GB 1499要求。

对于牌号带E（如HRB400E、HRBF400E）的钢筋还有额外要求：

对于检验不合格的批次，可以重新抽样进行复验，复验样的采集仍按照标准规定进行。如果复验仍然不合格，则应按照废品处理的要求进行处理。

以上参考资料来源：

工艺性能

弯曲性能：弯芯直径弯曲180°后，钢筋受弯曲部位表面不得产生裂纹。

反向弯曲性能：正向弯曲 90°后再反向弯曲 20°，经反向弯曲后，钢筋受弯曲部位表面不得产生裂纹。

反向弯曲试验过程中，经过正向弯曲后的试样，应在100°C的温度下进行保温，并保持不少于30分钟。试样经过自然冷却后再进行反向弯曲。如果供方能够确保钢筋经过人工时效处理后具备良好的反向弯曲性能，那么正向弯曲后的试样也可以直接在室温下进行反向弯曲测试。

疲劳性能试验是在需方要求下，经由供需双方协议的安排进行的。该试验的技术要求和方法是由供需双方协商确定的。

焊接性能试验通常在钢筋产品的试生产阶段进行。其目的是确定该产品的焊接工艺。一般情况下，在正常生产中不需要进行焊接性能检验。但当采用特殊的钢筋生产工艺，如成分体系的改变或冷却工艺的变化时，就需要重新进行焊接性能试验。

其他国家行业标准

美国的行业标准

化学成分

力学性能

英国的行业标准

化学成分

力学性能

生产工艺流程

生产螺纹钢需要确保各工序之间的连贯性，通常分为三个区域：炼铁区域、主炼钢区域和精加工区域。这些区域具有不同的生产目标和但彼此之间有相互衔接的关系。在炼铁区域和主炼钢区域，原料通过高温烧炼转化成钢液，被送往精加工区域进行加工。在精加工区域，钢坯被进一步处理成符合要求的螺纹钢。

炼铁区域

主要是将铁矿石、碳酸钙、焦炭等送到高炉中冶炼，经过冶炼后的铁矿石会被分解预熔化，产生螺纹钢生产的必要原材料生铁。

主炼钢区域

将生铁和废钢一同投入到转炉中，通过吹氧和去杂质将其转变为钢水,之后进行精炼处理。

精加工区域

精加工区域通常选择LF精炼法来保证钢水生产质量。LF法利用氟气搅拌，在大气下进行熔炼，然后配合摆闸精炼技术来实现高效精炼。钢水质量达到要求后，经过固化、冷却、切割等成为连铸坯，再通过加工处理线送到热轧机进行轧制。轧制线布置分布情况多样，能够做到全线无扭转型螺纹钢轧制。棒材轧制多利用步进式加热炉、低温轧制、无头轧制等工艺技术。精轧机可以提高轧制的精度与速度，产品规格通常为10到40mm，也有部分为6到32mm。

螺纹钢生产主要的工艺流程如下：高炉铁水——转炉(电炉)——精炼——方坯连铸——定尺切割——入库——轧钢加热炉——棒材轧机——控轧控冷——冷床——定尺剪切——收集打捆——称重——挂牌入库。

关键技术

轧后余热处理工艺

螺纹钢经过轧制后，会被送入冷却水箱并通过快速冷却完成火处理，钢筋表面产生淬火马氏体，但中心仍为奥氏体。离开水箱后，余温会逐渐扩散，外层的淬火马氏体会回火，中心奥氏体则会形成铁素体和珠光体。利用轧后余热处理技术可以减少合金使用量，降低成本，且产品合格率提高，不合格品可通过冷却强度调整补救。

余热淬火处理可以显著提高钢筋的屈服强度，达到150-230MPa。该工艺灵活性较高，能通过控制冷却强度和淬水时间得到不同级别和直径的筋。碳当量小的余热淬火钢筋不仅屈服强度好，还有良好的焊接性和延展性。该技术已被广泛应用于小型棒材轧机中，但可能受建筑规范影响，一些利用该技术的钢筋无法流入市场。

细晶粒钢筋生产技术

细晶粒钢筋生产技术的思路是在不影响设备、产量和低温轧制的前提下，利用棒线轧机开展高速连续大变形来实现应变积累。通过在较高温度条件下的控制轧制以及超快速冷却，达到最佳终冷温度范围，抑制硬化奥氏体再结晶，保持变形奥氏体的硬化状态，以获得细且强烈硬化的形变奥氏体品粒。这一技术突破了常规低温控制轧制的观念，避免了产品内部出现率火组织传统余热，淬火工艺生产钢筋遇到难题时表现出色，使钢筋的塑性、韧性、焊接性能得到提高，同时还对应力时效问题进行了解决。具有冷却效率高、成本低、适用范围广等优点。

切分轧制技术

切分轧制是一种利用特殊轧孔型和导卫置，在型钢热轧机上对轧件进行纵向切艺，从而生产出两根或多根成品轧材。切分技术可以分为切法和轮切法两种。辊切法采用轧件在切分孔型中的轧制，利用孔型将轧件切开，这种方法不需要任何附加的切分设备，并且轧件可以与切分同时进行变形。轮切法则是利用特殊孔型的轧辊将轧件轧制成即将切分的形状，然后通过安装在轧机出口处的切分导卫的切分轮将轧件撕成两根或多根，最终分别轧制成成品。

无孔型轧制技术

无孔型轧制也被称为平辊轧制，是一种用平辊代替带有轧槽的轧辊进行轧制的技术。由于轧件不再与孔型侧壁接触，因此具有轧制负荷小、通用性强、轧辊车削简易等优点。

无孔型轧制技术是一种更为适用的螺纹钢生产工艺，比传统孔型加工方式更容易控制质量。该技术不会起角部缺陷或表面裂缝等质量问题，可以提高轧制负荷控制。无孔型轧制技术也能够更加均匀地变化钢筋表面层，容易去除氧化铁皮保障质量。其整个生产过程具有更高的经济效益与成材率，适用于各种棒材规格和坯料。

无孔型轧制技术最初用于粗轧机架，但在全连轧机组中应用困难。随着平立交替布置连轧机组和无扭转轧制技术的出现，使得该技术快速发展。该技术已被广泛应用于棒材生产，并扩展至中轧和精轧前两个道次。在螺纹钢生产中，已实现全线无孔型轧制。

产地

螺纹钢是中型以上建筑构件必用钢材，主要生产国和地区为中国、日本、欧洲等地。

中国

按照产地和产量两个角度来看，螺纹钢主要产区集中在华北和华东地区。从产量分布来看，七大区域中，华东地区的螺纹产量占比较高，江苏省居全国之首，其次是山东省和安徽省；华北地区的螺纹钢产量大区是山西省；华南地区的螺纹钢产量大区主要是广西壮族自治区、广东省；中国西南地区的螺纹钢产量大区主要是云南省。

2022年，中原地区螺纹钢的周产量最高值为311万吨，全年周产量最低值为230万吨。过去三年螺纹钢的周产量最高曾达到400万吨，包括春节期间在内最低仅有240万吨。相比去年，2022年的螺纹钢产量均值下降了13%，较2020年更是下降了20%。

中国的主要生产螺纹钢的钢铁企业位于北京、天津市、上海市、武汉、四川省和辽宁等省市。企业主要有安阳钢铁、凌钢股份、三钢闽光、方大特钢、新钢股份等。这些企业主要出口产品到港澳地区以及东南亚地区。

日本

日本螺纹钢生产企业主要有共英制钢、日本制铁株式会社、JFE钢铁株式会社等。

共英制钢是日本最大的螺纹钢生产商，其在日本共设有五家工厂，位于主要螺纹钢消费地区。Yamaguchi厂主要生产螺纹钢和小型材；Hirakata Osaka厂主要生产方坯；Hirakatach厂主要生产螺纹钢；agoya厂分别进行螺纹钢和预应力螺纹钢的生产；Kanto厂主要生产螺纹钢。

2022年5月份日本螺纹钢产量增至74.7万吨。

日本螺纹钢价格在2022年3月上涨了2000日元/吨（约合17美元/吨）。在东京，SD295A 16-25mm螺纹钢的成交价达到了100000-102000日元/吨（约合867-884美元/吨），较上周上涨了2000日元/吨，较上月上涨了4000日元/吨。支付价格已经达到了103000日元/吨（合893美元/吨）。这是自2008年10月以来，日本螺纹钢价格首次超过10万日元/吨的情况。

欧洲

欧洲的钢铁生产公司主要有安赛乐米塔尔（卢森堡）、蒂森克虏伯（德国）、奥钢联集团（奥地利）。

2022年安赛乐米塔尔粗钢产量为6889万吨，蒂森克虏伯为993吨，奥钢联集团为742吨。

截至2022年3月底，欧洲螺纹钢价格升至每吨1140欧元，较2019年底暴涨150%。

2022年5月份欧洲27国生产粗钢1292.3万吨，日均产量43.1万吨，环比增加2.57%。

发展趋势

新材料技术的应用

随着新材料和新工艺的不断发展，现代轧机和轧辊的设计和使用正经历着巨大的变革。追求高生产率和热能充分利用成为今后发展的目标。为了极地提高轧机的生产效率，新一代轧辊采用了越来越多的新型材料，如高速钢、高硼高速钢、碳化物和粉末冶金合金等。这些新材料具有优良的耐磨性能，同时还具备较大的膨胀系数、导热性和淬透性能，尤其在高温下具备良好的红硬性。与传统轧辊相比，新型材料轧辊具有更高的单槽通过钢量，从而节约了换辊和换槽的时间，提高了轧机的作业率，降低了轧辊的消耗，进而降低了生产成本。对于轧制棒材和螺纹钢等产品，新型材料轧辊对负偏差控制十分有利，从而提高了钢厂的综合效益。

产业链的延伸与控制

为了加强客户关系并确保向客户交付可靠、一流、高质量的产品，应该与深加工企业展开合作，在销售范围内建立装配式住宅和钢筋深加工厂，以便进行来料加工和定制化生产。可以实现工地螺纹钢批量折弯、攻丝等操作，减少工地钢筋加工棚的工作强度和质量问题，还能通过控股或参股下游产业链来更好地了解客户需求，并对自身的生产和研发体系形成良性的驱动作用。这种深度合作的模式不仅可以牢牢抓住客户的需求，还能提升钢厂的竞争力和综合实力。

智能制造和自动控制的应用

新一代信息技术正在重新塑造各个传统产业，包括钢铁行业在内。通过应用信息化和智能化技术改造，企业可以有效提升能源管控水平并减少污染物排放量，从而助推行业的绿色发展。钢铁行业作为一个自动化程度较高的流程行业，存在丰富的应用场景，工业互联网尤其是5G技术在推动钢铁行业智能化改造方有着景。螺纹钢企业已经比较成熟地应用了自动控制技术，例如自动化炼钢、加热炉自动燃烧、TMCP精确控制系统以及智能天车入库管理等。

生产销售模式转变

各国在大力推广装配式住宅，旨在解决传统建筑方式存在的质量问题，并提高施工效率。根据规划，未来10年内，装配式建筑将占新建建筑的比例达到30%。相比传统建筑方式，装配式住宅施工周期仅为其1/3左右，同时还能解决渗漏、不隔音、不隔热、精度差等问题。装配式住宅技术具有施工组配效率高、预制构件精度高、住宅质量有保证等优点。同时，这种新型建筑方式也符合节能环保和绿色生活的主题，因而在建筑领域具有广阔的应用前景。这一趋势为高强度和大规格螺纹钢提供了发展机遇。

螺纹钢期货

螺纹钢期货是以螺纹钢为标的资产的商品期货。于2009年3月29日获得了中国证监会的批准，在上海期货交易所正式上市。

基本资料

影响价格因素

螺纹钢期货价格的变化受以下三个主要因素的影响：

生产成本：原材料成本和能源成本等生产成本是影响螺纹钢价格的重要因素。

供求关系：宏观经济运行周期、产量消费量、库存情况以及进出口政策都可以影响供求关系，从而影响螺纹钢价格的波动。

投机因素：投机因素有时会导致价格非理性上涨或下跌，增加了螺纹钢价格的不确定性。

以上参考资料来源：

意义

螺纹钢期货对中国发展钢铁业、提升钢铁产业结构都有重要作用。除了为钢铁生产和流通企业提供套期保值、管理风险的工具外，还能为钢铁企业提供价格信息。有助于企业合理安排生产、调整销售或采购策略，以保障生产经营活动的有序进行，减轻价格频繁波动对企业稳定运营的影响。贸易商也能使用螺纹钢期货这一很好的对冲风险的工具，确保经营的稳定。

应用领域

螺纹钢因其独特的肋结构，是一种强度高、耐腐蚀性好的钢材。螺纹钢能够与混凝土的黏合，使其更有效地承受外部力的作用。在土建工程建设中具有广泛的应用。从高速公路、铁路、桥梁、涵洞、隧道、防汛设施到房屋建筑的基础、梁、柱、墙、板，螺纹钢都是不可或缺的结构材料。

房屋建筑

螺纹钢在房屋建筑中扮演着重要的角色，主要用于加强和支撑混凝土结构。通过将螺纹钢嵌入混凝土中，可以提高混凝土的承载能力和耐久性，确保建筑更加坚固和稳定。尤其在高层建筑中，螺纹钢常被用作钢筋混凝土结构的加固材料，以确保建筑物的安全性和稳定性。

公路交通

公路交通建设中，尤其是高速公路网的建设，需要采用多种类型的钢材，包括高强度螺纹钢、线材、热轧钢板、型钢和镀锌钢管等。螺纹钢通常用于加固钢筋混凝土结构，可以增强道路的安全性和稳定性。

桥梁工程

螺纹钢的高强度和耐腐蚀性使得它成为制造各种桥梁结构的理想材料。螺纹钢常被用于制造桥梁的支撑杆、横梁、纵梁等关键组件，以提升桥梁的稳定性和承载能力。特别是在大型桥梁工程中，螺纹钢被广泛应用于制造桥塔和主索。桥塔作为桥梁的支撑点，负责承受桥梁的自重和外力荷载。螺纹钢制成的桥塔可以提供更高的强度和稳定性，确保桥梁的安全运行。螺纹钢制成的主索具有高强度、耐腐蚀等优点，可以有效地支撑桥梁的重量，保证桥梁的正常使用。