城轨建设用钢前景看好

    仅珠江三角洲、长江三角洲、环渤海地区三大经济区的大城市所规划建设的城市轨道交通线路就约达4912公里，所需用钢量约为120万吨；约需车辆数3.2万辆，若按不锈钢车与铝合金车各占一半来计算，不锈钢车需用钢36.8万吨（其中用不锈钢11.2万吨），铝合金车需用钢25.6万吨、各类铝合金8万吨。
    城市轨道交通以占土地少、节省能源、保护环境、运输能力大、运行速度快、全天候工作等特点，受到了人们的青睐。我国的城市轨道交通建设上进入了稳步、持续、有序的发展阶段。目前全国20多个城市有建设城轨交通的意向，其中北京、上海、广州、天津、大连、长春、武汉等城市已建成通车395公里；北京、上海、广州、天津、深圳、南京、重庆等城市在建尚未通车265公里；筹备建设、等待立项审批的城市有16个，约578公里。上述已建、在建、筹建的地铁、城铁、轻轨、磁悬浮、单轨、市域快线、市郊铁路等城市轨道交通线路共达1238公里。
    城市轨道交通的建设发展离不开钢铁业的支持，它需要大量的钢铁和其他有色金属，尤其是钢轨与车辆。
    钢轨用钢量
    按照国家铁路的钢轨选型标准，年通过总重在1500万-2500万吨时，采用每米50千克的钢轨；当年通过总重在2500万-5000万吨时，采用每米60千克的钢轨。如高运量地铁，使用A型车，6辆编组，单向高峰每小时通过40列车时，年通过总重约3750万吨；大运量地铁，使用B型车，6辆编组，单向高峰每小时同样通过40列车时，年通过总重约3300万吨；轻轨交通，使用C型车，4辆编组，单向高峰每小时通过30列车时，年通过总重约1300万吨。
    随着城市轨道交通年通过总重的增加、行车密度的增大、行车速度的提高以及要求钢轨更换次数的减少，目前，各国地铁或轻轨线路都有选用重型钢轨的趋势。另外，从钢轨的技术性能而言，每米60千克钢轨与每米50千克钢轨相比，其重量虽然只增加20%，而允许通过的运量却可增加50%，使用寿命可延长1.5-3.0倍，由疲劳破坏造成的更换率前者只是后者的1／6，受列车冲击引起的震动约减少10%，从而增强了轨道的稳定性、减少了线路的养护维修量，既减震又降噪，还能增大回流截面，减少电流损失和杂散电流，从而提高了地下金属管线的防腐蚀性能。因此，在一般情况下，当国内选用城市轨道交通的钢轨时，干线采用每米60千克的钢轨，车辆段内线路与辅助线路采用每米50千克的钢轨。
    从珠江三角洲、长江三角洲、环渤海地区三大经济区域的大城市所规划建设的城市轨道交通线路而言，所需钢轨的用钢量确实非常之大。据这三个经济区的上海、北京、天津、广州、深圳、杭州、苏州、宁波、南京、石家庄、青岛、沈阳、大连等城市的地铁、轻轨、城铁、市域快线、市郊铁路等形式所规划的城市轨道交通线路统计约有4912公里。若在使用的钢轨类型中，每米60干克与每米50千克钢轨各占一半，经计算，仅正线所需钢轨用钢量为108万吨，若计入联络线、安全线、车辆段中的车辆检修线、折返站上的折返线、车辆停留线、线路间的渡线及道岔等设施，其用钢量约占正线用钢量的10%，所需总用钢量约120万吨。
    上述城轨交通建设数量仅是三大经济区中有关城市在2050年内的规划数，若加上全国其他地方的城市共规划建设约7000公里的城轨交通线路，再加上50年之内既有线路的维修需要，对钢材的需求量就更大了。
    车辆用钢及其他有色金属
    城市轨道交通有数量较多的移动设施，即车辆或动车组，也需要大量各类钢材及有色金属。
    城轨车辆，如地铁、轻轨车辆，都由车体、走行、制动、传动等部分构成，在此专指车体（其他部分材质主要为钢材），其材质通常有碳素钢、耐候钢、不锈钢及铝合金四种。在具体选用车辆材质时，需考虑有利于降低车辆重量、耐腐蚀性和良好的加工性能及低廉的价格，总之要使其性能价格比合理及全寿命周期费用最省。
    不锈钢车体有局部不锈钢车、表板不锈钢车、全不锈钢车、半不锈钢车等几种类型，其最大优点是耐腐蚀，不用涂漆，易于维修。铝合金车体的优点是不易腐蚀、重量轻，可以降低自重。钢结构（由耐候钢及碳素钢组成）车体的主要优点是国内技术成熟，具有多年的生产经验，可以完全实现国产化，从而降低车体部分的投入。
    从我国的城轨车辆发展方向而言，全钢车不是发展方向，但会保留一部分用于个别城市或个别线路。轻量化不锈钢和铝合金车体的车辆将取而代之，在绝大部分的城轨路段上使用。
    在估算城轨车辆用金属量时，必须首先估算所需车辆数。而城市轨道交通车辆需要数量则与列车编组辆数的多少、列车运行间隔时间的长短、列车运行速度的快慢、停站和折返时间的长短有关。据现有城轨车辆运营实践数据表明，每一公里线路约需5~8辆车辆，在此按每公里6.5辆用车保守计算，在三大经济区各大城市所规划的4912公里线路中，约需车辆数32000辆。
    任何一种轨道交通车辆的车体都是由底架、侧墙、端墙、车顶等六大部件构成。全钢车全部由耐候钢或碳素钢及低合金钢构成；目前在不锈钢车体中除牵引梁、枕梁、中梁等受力大的部件尚有采用低合金钢外，其余部分采用不锈钢；铝合金车体车辆中的铝材密度大约为铁的1／3，就强度而言，可添加锰、硅、铜、镁、锌等元素以提高车体中某些部位的强度，如Al-Mg系合金、Al-Mg-Si系合金、Al-Zn-Mg系合金等。
    车辆用金属量，平均按中型车B型车计算（长19米、宽2.8米、高3.8米），全钢车其自重，动车按37吨、拖车按30吨计，用钢量都为25吨（不计车载装备），钢车体、不锈钢车体、铝合金车体车辆其自重比约为10：7：5。经计算，三大经济区中各城市的城轨交通车辆所需金属用量下：由于今后全钢车数量少，用钢量不多，与全国钢产量相比，微乎其微，可以忽略不计。不锈钢车与铝合金车按各占一半使用，不锈钢车需用钢材36.8万吨（其中不锈钢11.2万吨），铝合金车需用钢材25.6万吨、各类铝合金8万吨。
    其他技术装备对冶金产品的需求
    除上述城轨交通线路与车辆所需大量钢材及其他冶金产品外，还有线路工程中的桥梁、隧道及混凝土轨枕、轨板、钢轨扣件、垫板都需要钢材；通信信号需要大量的铜材；牵引供电系统中架空接触网和地面授电接触轨、变电所等设施也需使用大量的钢材、铜材及钢铝等复合材料。
    由上述分析可见，我国的城市轨道交通建设，在钢轨与车辆的用材上离不开冶金等基础工业的支持。因此，就全国而言，将有更多的城市轨道交通需要建设，对钢铁、有色金属的需求更为庞大，从而形成城市轨道交通与钢铁冶金工业互动局面，相互促进，相得益彰。