高强度建筑用钢的发展迎来春天

随着我国西部大开发、基础设施建设、城市化进程的加快，以及保障性住房的积极实施，给高强建筑用钢的发展提供了难得的机遇。金模地产网首席分析师罗百辉认为，在今后的公共设施、商业楼房、建筑厂房、铁路、公路、矿山、隧道、堤坝、电站、容器、装备、码头、机场、桥梁等领域，高强用钢将凭借自身优越的性能在市场上占据主导地位。 冶金工业规划研究院近日发布的《2013年我国钢铁需求预测成果》（下称预测成果）预测，2013年中国钢材需求将达到6.66亿吨，同比增长4.1%；粗钢产量将达到7.46亿吨，同比增长4.2%。 根据预测成果，2013年建筑行业钢材需求量3.65亿吨，同比增长4.3%；机械行业钢材需求为1.31亿吨，同比增长4.8%；汽车行业钢材需求为4420万吨，同比增长5.7%；能源行业为3050万吨，同比增长2.3%；造船行业为1350万吨，同比下降15.6%；家电行业和集装箱行业保持2012年水平；铁道行业用钢需求为470万吨，同比增长9.3%。 此外，预测成果还公布了钢铁原材料需求预测。根据预测成果，2013年铁矿石成品矿需求量为11.1亿吨，同比增长4.0%；其中进口矿石需求量仍在60%以上，将达到7.6亿吨左右。焦炭2013年产量约为4.54亿吨，同比增长2.9%，增幅有所下降，其中钢铁行业消费3.83亿吨，同比增长2.4%。 预测成果还预计，2015年中国海外权益矿产能将达2亿吨，产量达1亿吨。那么，我国建筑用钢短板有哪些？金模地产网首席分析师罗百辉认为，建筑用钢类型包括钢筋、线材、板材、型钢、钢管、涂镀层板，不同的工程结构对建筑用钢的品种、规格、质量、强度等级要求各不相同。由于我国的基础设施大多是以钢筋混凝土为主要材料，所以多年来钢筋和线材消费量一直在建筑用钢中占最大比重。近年来，在钢铁企业的潜心开发和创新努力下，以往基本依赖进口的热轧H型钢、宽厚板、彩涂板等关键建筑用材品种已实现了国产化，但与美国、西欧、日本等工业发达国家相比，我国建筑用钢的发展还存在一定差距。 概括起来：一是建筑用钢品种较为单一，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次，难以满足特殊要求，抗震、耐候、耐火、耐蚀品种比例较少，不能适应建筑业高效、节约发展的要求。二是建筑用钢级别较低。例如，我国推广应用的HRB400、HRB500钢筋虽然取得了一定效果，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，而国外大量使用的是460MPa、500MPa钢筋。在热轧光圆钢筋方面，我国大多将这个品种直接用于建筑，而国外一般冷加工后强化再使用，且我国的热轧光圆钢筋强度级别很低，一般为屈服强度235MPa级。在预应力钢筋方面，我国仍大量使用低强度级别的低碳钢丝、冷轧钢筋。H型钢、工字钢等大多以Q235B、Q345B材质为主，这些提高了钢材消费量，增加了能源和矿石消耗。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靠添加合金或微合金化元素，而国外建筑用钢主要靠在线冷却强化。四是我国建筑用钢技术标准、施工规范和应用技术还不完善。线材缺少高强度级盘条、钢结构连接件用非调质盘条等技术标准，棒材方面中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、耐蚀品种系列技术标准尚空缺或不完善，钢结构建筑的技术文件、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。消费观念落后导致了设计、使用理念出现了偏差，高强度节约型建筑用材的开发和应用受到了限制。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，占建筑用钢总量90%以上。发达国家正好相反，带肋钢筋、线材等品种份额较小，钢结构建筑用钢占多数。 我国钢筋的发展经历了由低强度向高强度发展的过程，高强度HRB400、HRB500钢筋使用由前几年的零增长，开始出现了明显上升，产量占钢筋总量12%左右，缩小了与发达国家的差距。 随着国家下大气力淘汰低强度HRB335钢筋和重点推广使用高强度钢筋，其强度高、延性好、节约用材、韧脆性转变温度低、降低排筋密度、高应变低周疲劳性能好、抗震性能好和使用后具有巨大的经济效益和不可估量的资源、交通、能源、环保等优势，已引起设计院所、施工单位、工程业主的普遍认知，金模地产网首席分析师罗百辉认为，发展高强度建筑用钢的春天已经来临。 由马钢牵头的国家科技支撑计划——高效、节约型建筑用钢技术开发与应用，于去年通过了以中国工程院院士翁宇庆为组长的国家科技部专家组验收。专家们一致认为，建筑用钢的发展趋势主要表现在对钢材性能有更高的要求。具体技术要求是：在降低成本上，要求结构材料继续提高强度，从而减薄结构钢厚度，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成本。在提高安全可靠性上，要求材料具有低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。在焊接连接方式上，要求材料具有足够的碳当量和裂纹敏感性及可焊性。 我国是地震多发的国家，保护人民生命财产安全不仅是党和政府的责任，也是设计、生产、建筑部门的庄严使命。因此，生产、开发抗震建筑用钢必须达到具有低屈强比的要求。在防止火灾方面，要求建筑用钢具有一定的抵抗火灾能力，至少在火灾发生后两三个小时内钢结构不软化坍塌，也就是在600度下屈服强度大于常温下强度的2/3。目前，马钢、莱钢耐火钢相继开发成功，应用于渤海、黄海、东海石油钻井平台，上海浦东裕安大厦，南京长江隧道等重点工程。 高强建筑用钢在我国许多领域都得到了推广应用：北京奥运场馆用钢全部实现了国产化。舞钢、济钢宽厚板用于我国远洋货轮和新型核潜艇制造。宝钢、武钢硅钢片代替国外进口，以高端产品的魅力赢得用户喜爱。鞍钢、包钢、攀钢钢轨如钢铁巨龙托起我国近9万公里铁路。马钢大功率机车轮和地铁车轮为大秦线重载安全运行和百姓安全出行提供了坚强保证。首钢、唐钢产品为建设美丽首都和新唐山放出了耀眼的光芒。太钢、沙钢高等级管线钢为建设开发西部、积极做好国家石油天然气能源战略储备作出了特殊贡献。 金模地产网首席分析师罗百辉认为，国产新材料、新技术钢结构建筑体系成套技术的应用研究，将极大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，尽早赶上发达国家。 因此，钢铁企业要敢于自我革命，坚决淘汰低强度钢筋，发挥自身优势，在我国航天、石油、铁路、公路、机场、建筑、桥梁等领域和城市化进程中定有作为。 高效节材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，可有效提升钢铁产品研发能力，实现我国建筑用钢的生产工艺优化与技术升级，推动钢铁工业产品结构调整，加快冶金生产技术进步，显著提高钢铁产品附加值，减少钢材生产过程中的资源消耗，降低生产成本。 以低成本处理技术生产HRB400MPa螺纹钢筋为例，单位产品由于减少合金可节约成本60元/吨，全国1亿吨钢筋中50%采用该技术，一年可为钢铁企业降低成本25亿元。因此，发展高强建筑用钢不仅是钢铁企业自身发展的需要，也是改变目前我国建筑用材普遍资源浪费大、品种少、技术含量低、附加值低、标准要求低的现实需要。 政府与协会应高度重视建筑用钢品种优化与更新换代，加强建筑、冶金等行业的交流与合作，促进建筑用钢的推广应用。 参与国家863计划——在线软化处理技术和国家科技支撑计划——高性能建筑用钢开发与技术应用研究的孙维说，钢的强度级别每提高100MPa，可少用钢材10%~20%。按高性能建筑钢节材15%计算，国内建筑业可减少用钢量1000余万吨，其中，钢结构用钢节约150万吨，热轧带肋钢筋节约900万吨。按铁与矿石消耗1：1.6、铁钢比1：1.2、成材率96%计算，可减少矿石消耗1855万吨，并可节省大量运力和运费。 从理论上分析，335MPa级钢升级为460MPa可节材27%以上，400MPa升级为460MPa级钢可节材13%。更重要的是在实现强度等级的同时，不需要消耗大量微合金化元素的资源，有利于科学发展。 推广应用高强建筑用钢可以提高建筑物安全性，延长使用寿命，同时改善环境。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、可工厂化生产、施工建设与使用过程环境污染少、可回收循环使用等特点，提高了环境保护和资源综合利用水平，节能降耗，符合可持续发展和循环经济理念。与混凝土建筑相比，钢结构建筑更有利于生态环境保护，被称为现代社会的绿色建筑。像北京鸟巢场馆、五棵松体育场馆、国家大剧院、首都3号机场航站楼、浦东机场、上海卢浦大桥等雄伟工程就是杰出代表。