建筑用钢品种开发和技术发展研究

郭涛

摘 要：我国建筑用钢在品种的开发与技术上得到长足发展，但是在科研开发方面与技术上仍落后于国外发达国家；在高性能、高强度钢材消费比例上较低；冶金标准与技术规范上不够完善。并且，我国建筑用钢仍处在初级阶段，质量较差、档次较低、科研力量薄弱。本文针对目前建筑用钢品种开发和技术发展进行研究，希望能提高我国建筑用钢品种的开发和技术发展，以此推动我国钢材技术向国际化方向发展。

关键词：建筑用钢；品种开发；技术应用

中图分类号： TU745 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）34-177-2

1 我国钢材行业发展现状

2016年8月份，我国共生产粗钢达到6.86万吨，生铁为6.02万吨，钢材9.79万吨，较去年粗钢产量同期增加了201.17万吨，增长比为3.02%。我国每年钢材消耗量可达到生产量的48%左右，其中，建筑行业是我国钢材消费量最大行业，每年建筑行业所消耗钢材材料占到全国钢材消耗费总量的59.6%。

从我国目前钢铁行业产量与需求来看，决定钢铁行业发展的主要因素就是国内城镇化建设的加快与工业化水平的提高。在国家“十二五”规划之后，我国仅在2015年城镇化转变率就要达到52%，而2010年的时候仅为48%。由此可见，如果我国城镇化水平按照每年持续增高的速度向城镇化方向发展，如果城镇化率达到60%以上，那么我国同中等国家发展水平趋于一致，但是仍要保持10-15年左右。由此可见，在未来10-15年之间，我国城镇化以及工业化仍将以持续增长的态势进行发展，钢铁行业对建筑行业的发展起到重要支持作用。因此，对建筑用钢上进行研究与分析，对我国钢铁行业以及国民经济增长都具有现实意义。

目前，我国环境污染较为严重，并且钢铁原材料缺乏也是制约钢铁行业发展的重要因素。现在，我国所生产的钢铁产品在规格与品种上呈不配套、消费结构不合理问题，尤其是针对特殊规格、抗震等高性能建筑用钢产品开发和技术应用上，仍和发达国家存在巨大差异，无法满足国家对经济发展的需要。因此，只有改变钢铁行业的发展方式，以技术创新提高钢铁行业的发展模式，才能提高国内建筑用钢品种开发和技术发展的需求，才能以“低成本、高性能”发展模式，提高我国城镇化与工业化的发展速度。

随着2008年“鸟巢”的面世，展现在世人面前的钢结构建筑，在性能、强度上都得到巨大提高，也带动了建筑用中厚板、H型钢品种的技术进步。本文的研究主要针对建筑用钢品种中厚板以及钢筋混凝土用钢品种的开发与技术发展现状进行分析。

2 建筑用中厚板品种

世界上各个国家在建筑用钢板结构上都存在一定差异，一般都有自己系列产品。其中，我国独有的Q390与国际上通用标准不够一致。而在中厚板上，我国所开发的品种能够满足国内市场的需求。但是，各个钢材企业所生产的同一品种钢材，在技术指标上仍存在一定的差异。

2.1 建筑用中厚板品种技术指标分析

目前，我国在建筑用钢板标准上以GB/T19879《建筑结构用钢板》以及GB/T1591《低合金高强度结构钢》为主。其中，GB/T19879钢材品种有Q345GJ、Q420GJ、Q390GJ、Q460GJ等。GB/T1591所用钢材品种包括Q420、Q500、Q550Q620等。如果按照强度将钢材品种进行划分，那么GB/T19879中的GJ系列产品则能够和国际水平接轨，并且也是我国建筑行业钢铁专用的品种。所以，如果今后所开发的钢铁品种强度，应在GB/T19879品种强度之上。但是，在GB/T19879和GB/T1591产品生产工艺上仍存在一定不足之处，尤其是在生产标准方面和生产工艺方面不够成熟，充分表明了我国钢材品种开发在生产技术水平上仍存在较大滞后性。

2.2 建筑用高性能中厚板技术指标的发展

在建筑建设过程中使用中厚板提高建筑结构的抗震性，是提高建筑结构的重要措施。如日本国家，属于地震多发地带，其在建筑方面所用钢材品种则就具有较好的抗震性，以此在地震发生时，能够有效地抵抗地震所带来的影响。因此，我国在中厚板品种技术的开发上就可以利用日本国家新钢品种开发的经验进行借鉴。[1]

3 建筑用耐腐蚀（耐候）、耐火钢品种

3.1 建筑用耐腐蚀（耐候）钢

一般在低合金钢基础上进行耐腐蚀钢的开发，比如添加Cr、V、Nb、CuP等微合金元素，以此提高钢板中的耐腐蚀性，只有抗腐蚀五十年之上的寿命才被确定为抗腐蚀品种钢材。但是，现在对抗腐蚀钢材的要求上不但其能够达到更长寿命，并且在质量上要有所保证。国际上针对建设所用耐腐蚀钢材结构以及使用环境上提出了新的标准，我国所出台的GB/T4171-200x标准代替了之前GB/T4171-2000《高耐候结构钢》以及GB/T18982-2003《集装箱用耐腐蚀钢板及钢带》等所定制标准。

3.2 建筑用耐火钢

国际上很多国家对耐火钢都有所研究与生产，但是最初这一概念是由日本国家在上世纪所提出，现由日本、欧美、澳大利亚等一些发达国家在深入的研发。美国从“9.11”事件之后，对于建筑所用钢结构上提出了更高要求，尤其是在防火性能方面尤其重视。而耐火钢在建筑中被应用，尤其是其所具有的特性有很大关系。尤其是防腐性、耐火性、焊接性等优点，更加广泛被应用在一些跨度较大、建筑形式复杂的建筑领域。对于耐火钢性能要求上必须能在600℃下保持不变形。又因为其钢材中也具有冶金微合金元素，如V、Cr、Mo等，所以耐火钢不但能具有高温性能，并且还具有一定的耐腐蚀性，因此，在建筑中使用耐火钢范围较广，且实用性较大。

国内在耐火钢以及耐火耐候钢的开发与利用上已经取得初步成功，如宝钢集团、鞍钢集团等所开发的耐火钢，已经投入工程中使用。但是，国家在耐火钢方面并未定制国家标准，仍以国家GB/T19879《建筑结构用钢板》等品种标准继续使用。[2]

4 建筑用钢筋品种

建筑用钢筋品种在所用的钢材消费量中占到56%之多，并且超过82%的钢筋生产都是以335MPa级产品以及其级别之下产品，在400MPa级别及以上的钢筋产量则较为少，只占据很少部分。而我国农村房屋建筑中所使用的235MPa级别钢筋则产量较大，但是同发达国家相比，国内在钢筋的使用级别上仍然较低，国外房屋建筑中大多以400MPa级别钢筋。

除此之外，国内在钢筋生产技术上与生产装备等方面技术较为落后，大部分的钢筋生产厂家都不能够生产400MPa之上级别的钢筋。如果我国生产400MPa级别之上的钢筋，那么其中必然要加入微合金化技术，但是那样所使用的微合金元素较多。如果从资源节约的角度去考虑，这种方法是不可取的。并且，钢筋厂家如果生产400MPa级别钢筋，那么其主要技术是以高温快轧的工艺手段所达到级别要求的，所取得的收益较低，但是其消耗的能源较大。因此，只有采取其他方法来改善我国建筑用钢筋发展之路。

目前，我国钢筋种类主要有三大类：热轧（冷拉）钢筋、冷加工、中高强钢丝钢绞线三种。但是热轧（冷拉）钢筋在钢筋混凝土建筑中使用则较为常见，故只对建筑用钢筋进行分析。热轧（冷拉）钢筋不但可以提高建筑结构抗震、大跨度以及耐火、耐低温的特性，还可以在焊接性上达到良好效果，所以被使用广泛，在消费量上也较其他类型钢筋消费比例高。

一般热轧的钢筋都是以400MPa级别性能以下使用，这种级别钢筋强度较高，所以在焊接性上较强，对于各类建筑施工都可以使用。并且，随着国内市场的需求以及新型冶金技术的出现，使得国内诸多钢筋厂家都对400MPa热轧钢筋进行开发及技术研究，使得热轧钢筋的产量有了大幅提高。

5 我国在建筑用钢方面存在的问题及几点建议

5.1 产品标准与应用规范应进行调整

国内虽然在400MPa级别的建筑用钢上取得一定成绩，但是和国外500MPa级别相比仍存在一定差距。基于这种情况，政府相关部门应出台和定制合理的法律法规，以更好规范钢材建设标准，更快促进我国钢材品种的发展。

5.2 质量监督部门缺乏有效安全监督

钢材企业生产400MPa级别钢材所用成本较大，并且随着国际上钒制品价格的增长，对钢材生产企业影响巨大。更多企业采用其他生产工艺代替使用材料，但是国家质量监督部门在对这些工艺材料的检验工作上并没有到位，使这些产品在生产出来之后存在一定的安全隐患。所以对于监管部门来说，只有在检查工作上有效衔接起来，做好必要的安全检查工作，才能避免建材产品中出现安全隐患。

5.3 国家节能资源政策不够完善

虽然国家近几年对建筑用钢材料的使用上进行规范，但是在相关政策上仍不够完善，与实际的节约资源利用相比，在政策上还有相当大的差距，所以应该在政策方面尽快完善。

参 考 文 献

[1] 张冬秀，彭军.600MPa高强度钢在超快速冷却条件下的力学性能[J].铸造技术，2015（01）：74.

[2] 王庆丽，林涛.我国钢结构行业现状及趋势分析[J].冶金管理，2015（06）：71-76.