中国现代化的必然选择
所谓高强度钢筋,是指强度高、综合性能好的400MPa、500MPa钢筋。它具有强度高、性能稳定、工艺性能优良、可适应各种施工工艺,焊接性能好,适于抗震等优点。
建筑行业是我国国民经济发展的支柱产业,建筑用钢是建筑用基础材料之一,对建筑业的发展起着举足轻重的作用。据统计,2002年,我国建筑用钢筋约4400万吨。
但是,我国钢筋混凝土结构所使用的螺纹钢筋,近30年来一直是热轧335MPa钢筋(习惯称为Ⅱ钢筋),而欧美等国家主要采用高强度、综合性能好的400MPa、500MPa钢筋。因此,研制一种强度高、综合性能好的钢筋势在必行。
“六五”期间,低合金钢国家科技攻关针对我国钢筋生产工艺落后、技术性能指标达不到要求的状况,将“轧后余热处理及微合金化技术研制410MPa可焊接钢筋混凝土用钢筋”列入了攻关课题。由原冶金部建筑研究总院牵头,有鞍钢、首钢、上钢三厂、唐钢、攀钢等单位参加。经过三年努力,他们终于研制出400MPaⅢ级钢筋。经过工程试用,专家鉴定达到英、美、日、德等国家同级钢筋水平。
但是,研制成功的新产品400MPaⅢ级钢筋的推广应用却十分艰难。为此,1995年3月,原冶金部组织召开了400MPaⅢ级钢筋与国际接轨和推广应用座谈会。会议对推广应用400MPaⅢ级钢筋的优越性和更新换代的必要性达成了共识。次年7月,由有关部门联合修订并将400MPaⅢ级钢筋纳入国家标准的《混凝土结构设计规范》正式批准下发。这为400MPaⅢ级钢筋尽快投入市场,在建设工程中发挥作用奠定了坚实的基础。
推广应用400MPaⅢ级钢筋,意义重大。这可以提高我国建筑用钢筋的整体水平,促进低合金钢产品结构调整,使我国富有的钒钛等资源能够得到充分利用。这是一件利在眼前,功在千秋,利国利民的大好事,是我国现代化建设的必然选择。
目前,新的建筑设计规范已将400MPa以上的微合金钢纳入其中。现在,越来越多的人已经认识到这种钢筋的好处,有更多的重大工程将会应用500MPa级钢筋。据统计,400MPaⅢ级钢筋已占到钢筋使用总量的约20%。
攀钢、承钢:
挑起中国高强度钢筋研制的大梁
目前,生产高强度低碳钢筋有两种方法:一是轧后余热处理,二是微合金化。而后者是目前世界各国发展高强度可焊接钢筋的主要技术路线。
我国是钒、钛等资源富集的国家,这为采用微合金化生产高强度钢筋奠定了坚实的物质基础。
攀枝花钢铁(集团)公司所处的攀西地区和承德钢铁集团有限公司所处的承德地区,分别蕴藏着100亿吨、40亿吨钒钛磁铁矿。攀钢是我国最大的钒制品生产基地,产品品种齐全,有中钒铁、高钒铁和钒氮合金等,生产规模居国内首位,也是世界主要的钒制品生产和供应商之一,生产技术处于国际先进水平。承钢是我国北方最大的钒生产基地。同时,两家企业都是中国开发生产含钒低合金钢的重要基地,长期致力于含钒低微合金化技术的研究和应用,并取得较好成绩。2002年,攀钢含钒低微合金钢产量达到80万吨,在中国同类企业中居领先水平。
多年来,攀钢和承钢在中国含钒微合金化高强度钢筋的推广和应用方面做了大量的工作。
一方面,攀钢开发了具有自主知识产权的钒氮合金产品,该产品特别适用于含钒微合金化高强度钢筋的生产。目前,该产品已形成了1000吨/年的生产能力,明年将达到2000吨/年的生产能力。产品在首钢、鞍钢、宝钢等多家钢铁企业进行了试验,结果表明:攀钢钒氮合金的使用效果与国际市场同类产品相当,钒的收得率约为90%,并有较好的增氮效果;使用后,钢材的强度显著提高,而且塑性指标良好,完全可以满足Ⅲ级钢筋的使用技术要求。承钢也形成了年产钒渣6万吨和5000吨钒深加工产品的能力。
另一方面,攀钢自身也进行了400MPa以上级别高强度钢筋的研究和开发,而且是我国400MPa级含钒钢筋的最早研制者之一。近年来,攀钢一直致力于400MnPa级20MnSiV钢筋在中国西南地区的推广应用,已经取得了巨大成效。攀钢从开发含钒高强度钢筋开始,迄今已生产了400MPa级钢筋20多万吨,还出口20MnSiV钢坯10万吨。攀钢400MPa级含钒钢筋推广应用的典型示范工程是四川省总工会18层新办公楼和攀枝花市24层建设银行大厦。西南地区民用及工业建筑也开始大量使用该产品,用户反映使用情况良好。目前,攀钢500MPa级钢筋的研制已取得了阶段性成果。下一步,他们将进行超细晶化技术在500MPa级钢筋中的应用研究和500MPa钢筋的焊接性能研究工作,以满足用户对500MPa级高强度钢筋的需求。
在日前召开的“高强度钢筋研究与应用国际研讨会”上,与会专家高度评价了攀钢和承钢在高强度钢筋研制方面所做的工作。中国钢铁工业协会的老专家谢仕柜撰文指出:“如果没有攀钢从人力、财力上的大力支持,400MPaⅢ级钢筋的推广不可能会有今天的局面。”
高强度钢筋的推广应用:
尚需努力前景美好
虽然400MPaⅢ级高强度钢筋已成功研制并开始运用于工程建设,但是由于多种原因,目前国内工程建设中普遍使用强度级别为335MPaⅡ级钢筋,占钢筋总用量的80%以上。这一方面表明我国混凝土结构在钢筋的使用级别上与国外先进国家相比还存在较大差距,使得工程的总体造价增加;另一方面也表明,高强度钢筋的开发和应用还有很大的空间,高强度钢筋的推广应用前景十分美好。
近年来,中国钢产量持续增长,目前已具备超过两亿吨的年生产规模,产量居世界第一,是无可争议的世界钢铁大国。但中国的钢铁工业还应进一步提高市场竞争力。加强以微合金化手段生产高强度钢筋的研制和在中国的推广应用,是提升中国钢铁产品性能非常重要的一个方面。
由于钒制品在相关钢种中的特殊作用,微合金化高强度钢筋的生产和应用也会带动中国乃至全球钒产业的稳定发展。目前,中国的钒消费强度为每1000吨钢25千克,不到发达国家的一半,也低于世界平均消费水平。通过国际钒技术委员会和攀钢为主的中国钒制品生产企业的共同努力,中国钢铁工业中钒的消费量在近三年内提高了约60%,大大高于全球2%至3%的平均增量。钒制品在中国钢铁工业的成功推广,在使中国钢铁产业受益的同时,也表明微合金化高强度钢筋的生产和应用取得了长足的进步。
我国是最大的发展中国家,也是经济发展最快的国家之一。随着国民经济逐年快速的增长,人民生活水平的日益提高,公路、桥梁、高层建筑、水坝、电站等的建设,特别是西部大开发的建设,都需要使用大量的高强度钢筋。在日前召开的“高强度钢筋研究与应用国际研讨会”上,中外专家对中国高强度钢筋的开发、推广、应用充满信心。