建筑用鋼品種開發和技術發展研究

郭濤

摘 要：我國建筑用鋼在品種的開發與技術上得到長足發展，但是在科研開發方面與技術上仍落后于國外發達國家；在高性能、高強度鋼材消費比例上較低；冶金標準與技術規范上不夠完善。并且，我國建筑用鋼仍處在初級階段，質量較差、檔次較低、科研力量薄弱。本文針對目前建筑用鋼品種開發和技術發展進行研究，希望能提高我國建筑用鋼品種的開發和技術發展，以此推動我國鋼材技術向國際化方向發展。

關鍵詞：建筑用鋼；品種開發；技術應用

中圖分類號： TU745 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）34-177-2

1 我國鋼材行業發展現狀

2016年8月份，我國共生產粗鋼達到6.86萬噸，生鐵為6.02萬噸，鋼材9.79萬噸，較去年粗鋼產量同期增加了201.17萬噸，增長比為3.02%。我國每年鋼材消耗量可達到生產量的48%左右，其中，建筑行業是我國鋼材消費量最大行業，每年建筑行業所消耗鋼材材料占到全國鋼材消耗費總量的59.6%。

從我國目前鋼鐵行業產量與需求來看，決定鋼鐵行業發展的主要因素就是國內城鎮化建設的加快與工業化水平的提高。在國家“十二五”規劃之后，我國僅在2015年城鎮化轉變率就要達到52%，而2010年的時候僅為48%。由此可見，如果我國城鎮化水平按照每年持續增高的速度向城鎮化方向發展，如果城鎮化率達到60%以上，那么我國同中等國家發展水平趨于一致，但是仍要保持10-15年左右。由此可見，在未來10-15年之間，我國城鎮化以及工業化仍將以持續增長的態勢進行發展，鋼鐵行業對建筑行業的發展起到重要支持作用。因此，對建筑用鋼上進行研究與分析，對我國鋼鐵行業以及國民經濟增長都具有現實意義。

目前，我國環境污染較為嚴重，并且鋼鐵原材料缺乏也是制約鋼鐵行業發展的重要因素。現在，我國所生產的鋼鐵產品在規格與品種上呈不配套、消費結構不合理問題，尤其是針對特殊規格、抗震等高性能建筑用鋼產品開發和技術應用上，仍和發達國家存在巨大差異，無法滿足國家對經濟發展的需要。因此，只有改變鋼鐵行業的發展方式，以技術創新提高鋼鐵行業的發展模式，才能提高國內建筑用鋼品種開發和技術發展的需求，才能以“低成本、高性能”發展模式，提高我國城鎮化與工業化的發展速度。

隨著2008年“鳥巢”的面世，展現在世人面前的鋼結構建筑，在性能、強度上都得到巨大提高，也帶動了建筑用中厚板、H型鋼品種的技術進步。本文的研究主要針對建筑用鋼品種中厚板以及鋼筋混凝土用鋼品種的開發與技術發展現狀進行分析。

2 建筑用中厚板品種

世界上各個國家在建筑用鋼板結構上都存在一定差異，一般都有自己系列產品。其中，我國獨有的Q390與國際上通用標準不夠一致。而在中厚板上，我國所開發的品種能夠滿足國內市場的需求。但是，各個鋼材企業所生產的同一品種鋼材，在技術指標上仍存在一定的差異。

2.1 建筑用中厚板品種技術指標分析

目前，我國在建筑用鋼板標準上以GB/T19879《建筑結構用鋼板》以及GB/T1591《低合金高強度結構鋼》為主。其中，GB/T19879鋼材品種有Q345GJ、Q420GJ、Q390GJ、Q460GJ等。GB/T1591所用鋼材品種包括Q420、Q500、Q550Q620等。如果按照強度將鋼材品種進行劃分，那么GB/T19879中的GJ系列產品則能夠和國際水平接軌，并且也是我國建筑行業鋼鐵專用的品種。所以，如果今后所開發的鋼鐵品種強度，應在GB/T19879品種強度之上。但是，在GB/T19879和GB/T1591產品生產工藝上仍存在一定不足之處，尤其是在生產標準方面和生產工藝方面不夠成熟，充分表明了我國鋼材品種開發在生產技術水平上仍存在較大滯后性。

2.2 建筑用高性能中厚板技術指標的發展

在建筑建設過程中使用中厚板提高建筑結構的抗震性，是提高建筑結構的重要措施。如日本國家，屬于地震多發地帶，其在建筑方面所用鋼材品種則就具有較好的抗震性，以此在地震發生時，能夠有效地抵抗地震所帶來的影響。因此，我國在中厚板品種技術的開發上就可以利用日本國家新鋼品種開發的經驗進行借鑒。[1]

3 建筑用耐腐蝕（耐候）、耐火鋼品種

3.1 建筑用耐腐蝕（耐候）鋼

一般在低合金鋼基礎上進行耐腐蝕鋼的開發，比如添加Cr、V、Nb、CuP等微合金元素，以此提高鋼板中的耐腐蝕性，只有抗腐蝕五十年之上的壽命才被確定為抗腐蝕品種鋼材。但是，現在對抗腐蝕鋼材的要求上不但其能夠達到更長壽命，并且在質量上要有所保證。國際上針對建設所用耐腐蝕鋼材結構以及使用環境上提出了新的標準，我國所出臺的GB/T4171-200x標準代替了之前GB/T4171-2000《高耐候結構鋼》以及GB/T18982-2003《集裝箱用耐腐蝕鋼板及鋼帶》等所定制標準。

3.2 建筑用耐火鋼

國際上很多國家對耐火鋼都有所研究與生產，但是最初這一概念是由日本國家在上世紀所提出，現由日本、歐美、澳大利亞等一些發達國家在深入的研發。美國從“9.11”事件之后，對于建筑所用鋼結構上提出了更高要求，尤其是在防火性能方面尤其重視。而耐火鋼在建筑中被應用，尤其是其所具有的特性有很大關系。尤其是防腐性、耐火性、焊接性等優點，更加廣泛被應用在一些跨度較大、建筑形式復雜的建筑領域。對于耐火鋼性能要求上必須能在600℃下保持不變形。又因為其鋼材中也具有冶金微合金元素，如V、Cr、Mo等，所以耐火鋼不但能具有高溫性能，并且還具有一定的耐腐蝕性，因此，在建筑中使用耐火鋼范圍較廣，且實用性較大。

國內在耐火鋼以及耐火耐候鋼的開發與利用上已經取得初步成功，如寶鋼集團、鞍鋼集團等所開發的耐火鋼，已經投入工程中使用。但是，國家在耐火鋼方面并未定制國家標準，仍以國家GB/T19879《建筑結構用鋼板》等品種標準繼續使用。[2]

4 建筑用鋼筋品種

建筑用鋼筋品種在所用的鋼材消費量中占到56%之多，并且超過82%的鋼筋生產都是以335MPa級產品以及其級別之下產品，在400MPa級別及以上的鋼筋產量則較為少，只占據很少部分。而我國農村房屋建筑中所使用的235MPa級別鋼筋則產量較大，但是同發達國家相比，國內在鋼筋的使用級別上仍然較低，國外房屋建筑中大多以400MPa級別鋼筋。

除此之外，國內在鋼筋生產技術上與生產裝備等方面技術較為落后，大部分的鋼筋生產廠家都不能夠生產400MPa之上級別的鋼筋。如果我國生產400MPa級別之上的鋼筋，那么其中必然要加入微合金化技術，但是那樣所使用的微合金元素較多。如果從資源節約的角度去考慮，這種方法是不可取的。并且，鋼筋廠家如果生產400MPa級別鋼筋，那么其主要技術是以高溫快軋的工藝手段所達到級別要求的，所取得的收益較低，但是其消耗的能源較大。因此，只有采取其他方法來改善我國建筑用鋼筋發展之路。

目前，我國鋼筋種類主要有三大類：熱軋（冷拉）鋼筋、冷加工、中高強鋼絲鋼絞線三種。但是熱軋（冷拉）鋼筋在鋼筋混凝土建筑中使用則較為常見，故只對建筑用鋼筋進行分析。熱軋（冷拉）鋼筋不但可以提高建筑結構抗震、大跨度以及耐火、耐低溫的特性，還可以在焊接性上達到良好效果，所以被使用廣泛，在消費量上也較其他類型鋼筋消費比例高。

一般熱軋的鋼筋都是以400MPa級別性能以下使用，這種級別鋼筋強度較高，所以在焊接性上較強，對于各類建筑施工都可以使用。并且，隨著國內市場的需求以及新型冶金技術的出現，使得國內諸多鋼筋廠家都對400MPa熱軋鋼筋進行開發及技術研究，使得熱軋鋼筋的產量有了大幅提高。

5 我國在建筑用鋼方面存在的問題及幾點建議

5.1 產品標準與應用規范應進行調整

國內雖然在400MPa級別的建筑用鋼上取得一定成績，但是和國外500MPa級別相比仍存在一定差距。基于這種情況，政府相關部門應出臺和定制合理的法律法規，以更好規范鋼材建設標準，更快促進我國鋼材品種的發展。

5.2 質量監督部門缺乏有效安全監督

鋼材企業生產400MPa級別鋼材所用成本較大，并且隨著國際上釩制品價格的增長，對鋼材生產企業影響巨大。更多企業采用其他生產工藝代替使用材料，但是國家質量監督部門在對這些工藝材料的檢驗工作上并沒有到位，使這些產品在生產出來之后存在一定的安全隱患。所以對于監管部門來說，只有在檢查工作上有效銜接起來，做好必要的安全檢查工作，才能避免建材產品中出現安全隱患。

5.3 國家節能資源政策不夠完善

雖然國家近幾年對建筑用鋼材料的使用上進行規范，但是在相關政策上仍不夠完善，與實際的節約資源利用相比，在政策上還有相當大的差距，所以應該在政策方面盡快完善。

參 考 文 獻

[1] 張冬秀，彭軍.600MPa高強度鋼在超快速冷卻條件下的力學性能[J].鑄造技術，2015（01）：74.

[2] 王慶麗，林濤.我國鋼結構行業現狀及趨勢分析[J].冶金管理，2015（06）：71-76.