高效 节约———建筑用钢发展的迫切使命

2008-05-14 18:09 来源: 我的钢铁

近年来,我国西部大开发、基础设施建设和城市化进程的加快,给建筑用钢的发展提供了难得的机遇。建筑行业是钢材消费的最大用户。但是,随着国内外宏观观经济形势的变化,随着钢材市场竞争的加剧,随着我国建设节约型社会进程的稳步推进,加快产品结构调整、提高钢材使用效率、树立节约用材意识、提高钢材强度和耐用性,将是国内外钢铁企业应对竞争的共同战略性措施。那么,拥有庞大市场的建筑用钢,其品种结构调整的方向和着力点在哪里?本报记者为此对业内专家进行了采访。

我国建筑用钢的发展仍与国外存在一定差距

由于我国的基础设施大多以钢筋、混凝土为主要材料,多年来钢筋和线材一直在建筑用钢消费中占最大比重。与欧、美、日等相比,目前我国建筑用钢的发展还存在一定的差距,主要表现在以下几个方面:

一是建筑用钢品种较为单—。除带肋钢筋及线材等主体材料之外,钢结构用板材和型材量少质低、强度等级低,难以满足建筑行业的一些特殊要求。

二是建筑用钢级别较低。例如,尽管我国推广应用HRB400钢筋取得了一定的效果,但目前使用比例只占钢筋总量的15%左右,大量使用的仍然是强度较低的HRB335钢筋,而国外已大量使用460MPa、500MPa级钢筋。在热轧光圆钢筋方面,我国大都直接用于建筑,而国外一般经冷加工强化后再使用。此外,我国的热轧光圆钢筋强度级别较低,一般屈服强度为235MPa级。这些都大幅增加了钢材消费量,显著增加了能源和矿石等资源的消耗。

三是生产工艺落后、资源能源消耗过高。我国钢材提高强度主要依靠添加合金或微合金元素,而国外建筑用钢主要依靠在线冷却进行强化。

四是建筑用钢技术标准、施工规范和应用技术还不完善。线材方面,我国缺少高强度等级盘条、钢结构连接件用非调质钢盘条等技术标准;棒材方面,我国建筑设计和施工单位目前还不接受冷却强化建筑用钢筋,制约了这种节约合金的冷却强化钢筋在我国的推广应用;在功能型节约用钢方面,抗震、耐候、耐火、耐蚀等品种系列技术标准尚空缺或不完善;钢结构建筑相关的技术文件、施工规范的编制还不能适应钢结构产业快速发展的需要。

五是消费观念落后。这直接导致在设计、使用理念等方面出现偏差,使高强度节约型建筑用钢材的开发和应用受到了制约。现阶段我国建筑用钢的主导产品为钢筋混凝土用普通带肋钢筋、线材等长材产品,钢结构建筑用钢仅占建筑用钢总量的9%左右。发达国家与我国的情况正相反,带肋钢筋、线材等品种所占份额较小,钢结构建筑用钢占大多数。美国、日本等国的钢结构建筑用钢量已超过钢材消费的30%。

建筑用钢未来的发展趋势主要表现在对钢材性能有着更高的要求。而高性能建筑用钢应能满足以下技术要求:在降低成本方面,要求结构材料强度进一步提高,从而减小结构钢厚度,减轻结构重量,降低材料运输、结构制作、连接安装和整体工程的成本;在提高安全可靠性方面,要求材料具有抵抗脆性断裂能力的高冲击韧性,对于高强度钢板,这种韧性和延展性要求更高,必须与可以接受的缺陷尺寸相平衡;在焊接连接方式方面,要求材料具有足够低的碳当量和裂纹敏感性及可焊性;地震区的建筑钢结构必须具有良好的抗震能力。此外,因建筑应具有一定抵抗火灾的能力,要求钢材在600℃下的屈服强度要高于常温下强度的2/3。高强度、高韧性、可焊接性、抗震、抗层状撕裂、耐火、耐候等性能已成为衡量现代建筑用钢基本性能的主要指标。

我国钢铁业加快建筑用钢品种优化

建筑用钢是我国应用领域最广泛、消费量最大的钢材品种之一,占钢材总消费量的50%以上。近年来,马钢、宝钢、鞍钢、武钢等企业积极响应国家建设资源节约型、环境友好型社会的号召,主动适应市场需求,在高效节约型建筑用钢产品开发上进行了有益的探索。“十五”、“十一五”期间,国内钢铁在一些关键技术上取得了重要突破,拥有了一批核心技术和自主知识产权,较好地促进了钢铁工业持续发展,同时促进了建筑业的整体进步,对改变国内建筑用钢材普遍资源浪费大、品种少、技术含量低、附加值低的局面具有十分重要的意义。

目前我国推广应用HBR400高强度钢筋已是发展趋势,但生产HRB400钢筋的方法比较单一,长期以来仍主要采用钒铁或钒氮合金微合金化工艺,一旦钒铁或钒氮合金价格大幅度增加,生产成本就急剧升高,严重影响HRB400钢筋的推广使用。

随着我国钢结构建筑的发展,一些高强度多功能建筑用型钢和板材品种引起了行业的关注,相关产品的开发和推广使用已经被提上日程。如:强度达到国标GB/T1591《低合金高强度钢》的Q420(Q460)级钢材,屈强比为Rel/Rm≤0.80、符合日标JTISG3136《建筑结构用钢材》的高强抗震H型钢,强度达450MPa、与普通碳素钢相比耐腐蚀率低于55%的高强度高耐候性H型钢,强度达345MPa以上、与普通碳素钢相比腐蚀率低于40%的高强度高耐候性板材等。

为促进能源和资源的节约,有关专家建议,金属钢筋的标准建筑规范应只对钢筋的力学性能和工艺性能提出合理的要求,不需对钢筋的具体化学成分和生产工艺加以限制。但为保证钢筋的塑韧性和可焊性,可对其化学成分的上限加以限定。

发展高效节约型建筑用钢意义重大

发展高效节约型建筑用钢对促进我国钢铁工业持续发展以及推动建筑行业整体发展具有重要意义。

建筑业应用高效节约型建筑用钢的效果是多方面的。一是可节约资源。钢的强度级别每提高100MPa,可减少钢材消耗10%~20%。按节材15%计算,国内建筑业每年可减少用钢量1000余万吨,其中钢结构用钢150万吨、热轧带肋钢筋900万吨。按铁与矿石消耗1∶1.6、铁钢比l∶1.2、成材率96%计算,可减少矿石消耗1855万吨,并可节省大量的运力,节约运输费用。二是可提高建筑安全性。选用抗震钢制作钢结构,可减轻地震灾害造成的人民生命和财产损失;选用耐火钢建造房屋建筑,可提高钢结构抗火灾能力,减轻火灾损失,还可减少防火涂料的使用与施工成本。三是可改善环境。钢结构建筑具有自重轻、强度高、空间利用率高、施工周期短、抗风、抗震、环境污染少、可回收循环使用等优点,提高了环境保护和资源综合利用水平,符合可持续发展和循环经济理念。四是可延长建筑寿命。选用耐候钢,可延缓钢材腐蚀进度,提高深层的附着力,改善防护涂层的表面防护效果,从而将钢结构建筑的使用寿命延长20年以上,同时可减少钢结构服役期内的维护工作量,降低涂料的使用和维修费用。

从钢铁行业的角度出发,高效节约型钢铁材料是建筑用钢的高端产品。为此开展的产品研发与生产技术研究,可提升钢铁行业的研发能力,实现我国建筑用钢的生产工艺优化与技术升级,推动钢铁产品结构调整,加速冶金生产技术进步。以低成本处理技术生产400MPa螺纹钢筋为例,由于减少合金加入量可节约成本60元/吨,按照全国1亿吨钢筋中有50%采用该技术计算,每年可为钢铁企业节约成本约30亿元。

从建筑业的角度出发,建筑业整体发展也迫切需要发展高效节约型建筑用钢,这有利于改变目前国内建筑钢材资源浪费大、品种少、技术含量低、附加值低、标准要求低的现有局面,适应建筑结构的大载荷、高楼层、衔接紧和跨度大的发展要求。新材料、新技术钢结构建筑体系成套技术的推广应用,将促进建筑业的产业化发展,推动我国建筑业整体水平迈上新台阶。

因此,专家们认为,加速推进高效节约型建筑用钢的研究开发和推广使用,是钢铁生产企业和建筑业用户的共同责任。(来源:中国冶金报)


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