建筑用钢十一五发展方向研究

2005年，中国建筑行业消费钢材173亿吨，占钢材总消费量的5055%，是钢材消费第一大户。建筑用钢在我国钢材消费中举足轻重，应当给予足够重视。2005年全国城镇房屋竣工面积为98亿平方米，达到159亿平方米，其中住宅竣工面积从2001年的58亿平方米提高到89亿平方米。2005年，城镇房屋(住宅)竣工面积增长率呈下降趋势，值得关注。城镇房屋建筑用钢由2001年的7009万吨增加到2005年的13117万吨，其中住宅用钢由2001年的3539万吨增加到2005年的6091万吨。



    全国建筑业钢材消费量2005年比2000年增加了9817万吨，“十五”期间平均每年递增1963万吨。预测2010年比2005年增加5300万吨(低方案)或8550万吨(调整方案)，平均每年递增1060万吨(低方案)或1700万吨(调整方案)。总体来看，“十一五”我国建筑用钢需求总量将增加，但增速会下降。



    建筑用钢包括了线材、棒材(主要指钢筋)、板材、型钢、钢管和涂镀层板等品种。我国的基础设施建设仍然是以钢筋、混凝土为主要材料，多年来线材和钢筋一直是我国建筑用钢材中消费最大的品种。



    据统计，2005年我国线材产量为6051万吨，比2004年产量增加了20.6%；我国钢筋产量为6776万吨，比2004年产量增加了17.4%。线材主要用途是直接作为钢筋混凝土的配筋，只有小部分线材(2003年统计为8.62%)再加工成制品使用。



    我国建筑用钢品种发展趋势



    近年来，我国建筑业的发展带动了建筑用钢需求和生产的发展。但目前，我国建筑用钢在生产和品种方面依然与世界先进水平存在差距。在热轧带肋钢筋方面，我国GBl499标准已向国际先进标准看齐，规定了HRB400、HRB500钢筋要求，我国2004年HRB400钢筋的产量已达850万吨，现在正在进一步扩大应用范围。一些企业也开始生产HRB500钢筋，还有一些企业有长期按英标出口460兆帕级钢筋以及出口加标、日标、美标、新加坡标准等钢筋的经验。尽管我国引进或自己建设了多条余热处理生产线，但由于使用观念、焊接性差等问题，余热处理钢筋的应用受到限制，这与国外有很大差距。



    在热轧光圆钢筋方面，我国大都直接用于建筑，而国外一般冷加工后再使用，这与国外也有很大差距。



    还有，我国热轧光圆钢筋强度级别很低，一般为屈服强度235兆帕级，在产品和设计方面国标都应进行完善，这样可以提高强度级别，节约大量钢材。在冷加工钢筋方面，我国的技术发展和产品更新换代较快，但也存在生产规模小、产品工艺和质量欠稳定、钢材原料规格和质量配套研究不够、高性能产品推广应用受到限制等问题。在预应力钢筋方面，我国正向高强度、粗直径、低松弛、大盘重方向发展。当然，低强度级别的低碳钢丝、冷拔钢筋等在我国仍然大量使用。因此，今后中小预应力结构应注意应用800兆帕以上级的冷轧带肋钢筋，钢铁企业也应根据市场需求，适当发展铁道轨枕用热处理高强度钢筋、PC钢棒等产品。在功能性钢筋方面，我国目前还缺乏涂层钢筋，耐腐蚀、耐火、耐候钢筋等产品。



    随着市场的发展和技术的进步，国内建筑用线材、棒材在需求与生产方面也出现了一些新趋势。



    建筑标准件用冷镦钢盘条。我国企业正在积极生产SWRCH8—22A系列自攻螺钉用盘条、SWRCH35K系列高强度紧固件盘条等，还有非调质冷镦钢盘条，包括双相钢盘条、低碳微合金化型非调质冷镦钢盘条、低温控轧型微合金化非调质冷镦钢盘条。此外，我国还正在试制免退火的低碳钢线材、冲压用低氧低硫钢、冲压用螺栓含硼钢，试制免正火钢、缩短渗碳时间钢、减少合金元素的调质钢、耐延迟断裂性能钢。



    高碳钢盘条。目前，我国正大力生产预应力钢丝、钢绞线用高碳钢盘条。其技术难点是高碳钢(C>0.72%)易出现碳偏析，对线材的控冷要求严格；需要严格控制成分的均匀性和限制残余元素含量，在确保线材高强度的同时要有，高的塑、韧性；应适应高速连续拉拔工艺，尽量减少中间退火工序。



    焊丝钢盘条。建筑用焊丝盘条是线材产品发展中一个不可忽视的品种，其技术特点是化学成分设计必须和母材配套，多为低碳微合金钢。此外，我国应注意耐腐蚀焊丝等特种焊丝的开发。



    弹簧钢盘条。目前，我国生产的弹簧钢丝主要为碳素钢，弹簧钢盘条市场缺口较大，特别是油淬火一回火合金弹簧钢丝，国内基本上没有企业生产。



    高强度热轧小规格螺纹钢筋。混凝土结构使用的钢筋，约有1/5~1/4采用直径小于12毫米的细直径钢筋，主要用作板、墙类构件的受力钢筋及梁、柱构件中的箍筋，也大量用作架立筋、分布筋、构造筋。通过微合金化和控冷技术，我国可研制抗拉强度级别更高的800兆帕~1170兆帕级、直径6毫米-12毫米热轧带肋钢筋盘条，用其取代目前使用的 800兆帕~1170兆帕级冷轧带肋钢筋盘条，具有塑性好、黏着力好、冷轧工序减少等优点。当然，我国在使用方面还需做配套产品设计标准的制订和修改工作。



    矿山用无纵肋热轧左旋带肋钢筋。目前，常用的屈服强度级别为335兆帕，可研制并推进应用屈服强度级别为400兆帕的或更高强度级别的钢筋。



    590兆帕级热轧钢筋。目前，一些高层建筑、立交桥、大跨度厂房、地下管桩等需要强度更高的热轧钢筋，其塑性和、冷弯要求比照GBl499—91中的Ⅳ级钢筋，而强度要求更高。这些高强度的热轧钢筋可采用45SiMnV、45Si2Cr等钢号试制。



    850兆帕以上级高强度精轧螺纹钢筋。高强度精轧螺纹钢筋是20世纪70年代原联邦德国开发并获专利权的产品，后被美、日、英等国家引进，20世纪80年代大力发展，广泛用于特大型建筑、框架结构、桥涵等工程。885兆帕级高强度精轧螺纹钢筋在生产时需同时采用微合金化技术和余热处理技术。



    我国建筑业用钢发展展望



    预测到2010年，我国建筑用钢材总消费量约19000万吨，占钢材总消费量的53%，其中螺纹钢筋消费量7200万吨，占建筑用钢的38%；线材消费量5200万吨，占建筑用钢的27%；薄板消费量2400万吨，占建筑用钢的13%。从国内生产消费平衡看，生产规模已完全可以满足国内市场需要。另外，国内一些钢铁企业与一些钢铁系统外企业还在继续建设建筑用钢材，未来市场竞争激烈，竞争的焦点为品种、质量、成本及价格，在品种上重点开发使用高强度钢、耐候钢等品种。



    目前，在国内钢筋的生产消费中，高强度钢筋正处于大力推广应用阶段，已从大量使用低强度钢筋，逐步向高强度钢筋方向发展。2004年国内高强度钢筋生产量850万吨，消费量达到800万吨，占钢筋总消费量的12%。2005年，从国内各钢筋生产企业的生产情况看，高强度钢筋的生产量呈显著增长趋势，部分企业的生产量已占其总生产量的50%左右。尽管近年高强度钢筋在国内的推广应用有了长足进步，但与国外发达国家相比，还存在很大差距。在美、英、目、德、俄等欧美及东南亚国家已普遍采用了Ⅲ级钢筋，很少使用Ⅱ级钢筋，有的国家早已淘汰Ⅱ级钢筋，即使使用也只是作为配筋，主筋均采用400MPa级和500MPa级钢筋，有的强度等级甚至达到700MPa级。今后，随着国家固定资产投资持续保持高速增长，国内高层建筑建设的不断增多，为确保建筑的安全，在结构设计中对钢筋强度的要求不断提高，将会进一步促进Ⅲ级钢筋市场的发展与壮大。HRB400Ⅲ级钢筋作为HRB335II级钢筋的升级换代产品，是国家目前推广使用的产品，根据国家发展规划，未来HRB400Ⅲ级钢筋使用量达到钢筋总用量的80%左右。耐火耐侯钢具有与普通建筑用钢相当的室温力学性能、焊接性能以及其他性能，在一般气候条件下可裸露使用，也可提高涂装性，涂在耐火耐候钢上的涂层的失效年限远长于普通钢。耐火性要求在600摄氏度时，屈服强度下降不大于规定的室温屈服强度标准的1/3，这是火灾时保证建筑安全性的一个重要指标，而普通钢至多在350%时保持这一强度值。使用耐火耐候钢可比可以减少防火涂料和防火包覆的使用，从而减少污染、缩短工期、降低成本、减少或不必进行防腐维护、节约维护工本、钢材厚度可减薄，节约综合成本20%以上，是一种具有绿色环保、可持续发展的经济类钢材。



    目前耐火耐候钢已开始应用于国内一些耐火耐候等级高的大型厂房、民居、商务楼等建筑钢结构，耐火耐候钢在我国的住宅建筑行业具有广阔的发展空间。国内武钢、攀钢等企业已在逐步开发生产耐候钢。