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高强钢筋升级换代势不可挡

作者: 来源: 日期:2017/9/30 18:57:39 

  钢筋混凝土用热轧带肋钢筋,简称热轧带肋钢筋,俗称螺纹钢,被广泛用于房屋建筑、桥梁、铁路、公路、机场、大坝、电站等领域。我国房屋建筑和土木工程,主要以钢筋混凝土结构为主,其中热轧带肋钢筋是主要原材料,其质量直接影响着工程建设的质量,关系到公共安全和人身财产安全。

  钢筋作为建筑用重要材料之一,其强度等级和质量水平对节约资源、降低能耗有着直接影响。高强钢筋是指屈服强度达到400兆帕及以上的热轧带肋钢筋。

  因此,作为节材、节能、环保产品,在建筑工程中大力推广应用高强钢筋,是加快转变经济发展方式的有效途径,是建设资源节约型、环境友好型社会的重要举措,对推动钢铁工业和建筑业结构调整、转型升级具有重要意义。

  20MnSi一统天下30余年一去不复返

  通常,钢筋包括钢筋混凝土用热轧带肋钢筋、高强度精轧螺纹钢筋、热处理钢筋等几大类,以热轧带肋钢筋为主体,按照屈服强度还分为I级钢筋、Ⅱ级钢筋、Ⅲ级钢筋、Ⅳ级钢筋、V级钢筋。其中,Ⅲ级钢筋含有屈服强度为400兆帕的普通级、440兆帕的余热处理级和440~540兆帕的较高质量级3个级别。

  20世纪50年代,我国钢筋主要是Ⅰ级光面钢筋;70年代初期,我国开始大规模地研制、生产、推广应用新的钢筋产品,Ⅱ级钢筋(16Mn、20MnSi)、Ⅲ级钢筋(25MnSi)、Ⅳ级钢筋(45MnSiV、40Si2MnV和45Si2MnTi)等都是当时的主推产品。但其中量大面广的产品仍然是20MnSi。第6个五年计划(1980年~1985年)期间,国家科技攻关项目开始研制低合金钢,随着微合金化、轧后余热处理等新工艺的研发和使用,研制出的400兆帕级新Ⅲ级钢筋成为我国建筑结构使用的主力钢筋,并明确被写入《混凝土结构设计规范》(GB500102-2002)。由此,我国钢筋生产的更新换代跨出了极其重要的一步。

  近年来,为推广应用高强度钢筋,在工业和信息化部、住房和城乡建设部以及国务院有关部门的大力支持下,冶金业和建筑业做了大量卓有成效的工作。2016年底,我国400兆帕以上高强钢筋使用量已达到建筑用钢筋总量的96.2%。20MnSi钢筋一统天下30余年的历史一去不复返。

  高强度钢筋新品不断涌现

  钢筋产品的发展是随着我国建筑业的快速发展而同步发展起来的。经过半个多世纪不懈努力,我国钢筋产品从低强度的Q235I级钢筋,发展到500兆帕Ⅳ级高强钢筋,甚至到600兆帕级高强钢筋,不仅在品种、技术工艺上,而且在质量上都得到了长足发展。

  HRB500钢筋俗称Ⅳ级钢筋,其主要生产技术路线仍然是微合金化技术。HRB500钢筋具有高强度和良好的延性、可焊性强等特点,符合我国积极倡导的低碳、环保的可持续发展战略的要求。

  HRB500Ⅳ级钢筋是国家标准《热轧带肋钢筋》(GB1499.2-2007)中强度等级最高的热轧钢筋,它可以应用于对强度级别要求很高的高层、超高层建筑。国家标准中规定,HRB500既要有较高的强度,又要保证良好的塑性和抗震性能。随着工艺技术的不断进步,目前我国已有部分钢铁企业能够生产600兆帕级高强钢筋。

  HRB600钢筋俗称V级钢筋。与HRB335和HRB400钢筋相比,采用HRB600钢筋,可分别节约用钢量44.2%和33.3%。开发研制600兆帕级高强钢筋对提高我国钢筋混凝土结构的综合性能、推动重大工程的技术进步、提高建筑结构的安全性、促进钢铁产业的结构调整和节能减排等,都具有十分重要的意义。600兆帕级高强度钢筋的开发和应用,还将推动高性能节能环保型新材料的推广和应用,大大改善当前建筑用钢产品的品种结构,为实现资源节约型、环境友好型企业发展提供有利支撑。

  高强钢筋主要生产工艺各有千秋

  目前我国高强钢筋生产主要采用微合金化、超细晶粒、余热处理3种工艺。

  微合金化钢筋主要是指通过在钢水中添加微量钒、铌、钛等合金化元素,达到细化晶粒和沉淀析出强化的目的,从而改善钢筋性能。用微合金化工艺生产的钢筋具有强度高、焊接性能好、抗震性能好的特点,但由于需要添加钒、铌、钛等合金元素,相应会增加生产成本。

  超细晶粒钢筋是在国家重点基础研究发展计划(973计划)超细晶粒钢项目研究成果的基础上,开发研究成功的高强钢筋生产工艺。该工艺是在不添加或少添加合金元素的条件下,通过控轧控冷工艺,利用形变诱导相变技术,获得超细晶粒组织,从而达到提高钢筋强度的目的。该工艺生产成本相对较低,且节约资源,但对焊接工艺有严格的限制。

  余热处理钢筋是指普通钢筋利用轧后高温直接进行淬火,然后利用钢筋自身余热进行回火,从而达到提高强度的目的。但其可焊性和施工适用性能较低,一般只适用于对变形性能和加工性能要求不高的构件,如基础、大体积混凝土、楼板、墙体及次要的中小结构件等。

  上述3种生产工艺各有优劣,因此如何优化工艺,取之所长,补之所短,使生产出来的钢筋产品具有高质量、低成本的特点,是当前高强钢筋生产企业亟待解决的问题。

  在品种开发方面,我国高强钢筋未来发展主要有以下5个方向:一是加强500兆帕级及以上高强钢筋的研发、推广与应用,二是加强抗震钢筋的生产与应用,三是加强耐蚀钢筋的研发、推广与应用,四是加强低成本高性能钢筋的研发、推广与应用,五是加强高强钢筋应用技术的研究。


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