建筑用钢的生产现状
2005年,中国钢产量已高达3.49亿t、钢材产量达3.71亿t,其中建筑用钢材占全国钢材消费总量的55%以上[1]。
在目前中国经济发展阶段中,国家的基础设施建设(包括交通建设、城镇化建设、住房建设和农村基础设施建设等)仍会蓬勃地开展,建筑用钢材在短期内不会有较大变化。
分析和研究建筑用钢材的需求现状和发展趋势,以及对钢铁工业发展的重大影响,科学评价钢材消耗结构状况,无疑是一项十分有意义的工作。
我们先认识一下建筑钢材建筑钢材通常可分为钢结构用钢和钢筋混凝土结构用钢筋。
钢结构用钢主要有普通碳素结构钢和低合金结构钢。
建筑钢材品种有型钢、铜管和钢筋。
型钢中有角钢、工字钢和槽钢。
钢筋混凝土结构用钢筋，按加工方法可分为：热轧钢筋、热处理钢筋、冷拉钢筋、冷拔低碳钢丝和钢绞线管；按表面形状可分为光面钢筋和螺纹；按钢材品种可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢和合金钢等。
我国钢筋强度可分为I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V 五类级别。
1 建筑用钢材的现状分析
建筑用钢包括线材、棒材(主要指钢筋)、板材、型钢、钢管和涂镀层板等品种。
当前,国内的基础设施建设仍是以钢筋、混凝土为主要材料,多年来线材和钢筋也一直是建筑用钢材中消费量最大的品种。
1.1 房地产业在建筑业的发展中成为用钢材大户
建筑业是国民经济建设中的重要产业之一,国内城镇化建设和住房建设的加快势必会推动建筑业的发展,提高人建房约30亿m2。
随着国民经济和第三产业的发展、人民生活水平的提高和国家安居工程的实施,预计中国在今后几年内的城镇住宅建设每年可达1.6亿m2以上,农村及其他个人住宅建设每年在6亿m2以上,宾馆、饭店、写字楼、商店及其它公用建设等每年约2亿m2左右,工业厂房及其它建筑约6亿m2左右。
建筑业的迅速发展促使房地产业成为耗用钢材的大户。
1.2 钢材用量在钢结构建筑的发展中大幅度提高
随着科学技术的进步和人们生活水平的提高,国内钢结构建筑得到了快速的发展,特别是大型场馆和工业建筑采用钢结构业已成为发展趋势。
大跨度钢结构研发的成功,多种类型的H型钢产能的扩张,为钢结构的应用提供了物质基础;建筑设计在理论和实践的结合上不断取得新成就,也为钢结构的广泛应用起到了积极的促进作用。
1.3 钢材应用领域在优质钢材的研发中迅速拓展
大口径和高拉力的高质量钢丝绳为大跨度斜拉索桥的建设提供了可靠的技术保证;耐候钢、耐高温钢材、不锈钢品种的开发和生产量的增加,为国内高建筑用钢材的消费量。
据统计,中国每年的房屋施工面积在15亿m2以上,农村及其他个层建筑、铁路和交通建设用钢增添光彩;合金钢和低合金钢品种的开发,也进一步为钢铁产品拓宽了应用领域。
2 建筑用钢材存在的主要技术问题
多年来,中国一直沿用质量较低的II级钢筋。
在生产制造、建筑设计和建筑施工单位也在使用一些老的标准。
为加速钢铁产品的升级换代,促进建筑领域的科技进步,建设部于2005年提出了推动Ⅲ级钢筋的使用要求。
Ⅲ级钢筋因加入了钒、铌、钛等合金元素而具有强度高、韧性好和焊接性能优良等特点。
据计,用其代换Ⅱ级钢筋,可节省10%～15%的钢材和节约10%以上的钢筋资金。
用其代换<12mm以下的小直径Ⅰ级钢筋,可节省42%的钢材和节约40%的钢筋资金;同时,还可改善夯结构的抗震性能。
Ⅲ级钢筋的应用,不但可获得十分显著的经济效益和社会效益,而且为国内建筑用钢筋产品的升级换代开辟一条经济有效的途径。
这一点是不庸置疑的。
但应指出的是,目前Ⅲ级钢筋还没有在建筑业中大量应用,特别是还没有在高层建筑、大跨度桥梁和桥墩上广泛使用。
究其原因是:
①满足不了建筑工地配送使用条件。
目前,占国内螺纹钢市场80%以上的是335MPaⅡ级螺纹钢筋,一般在钢材市场上几乎见不到400MPaⅢ级螺纹钢筋的身影,更不能奢谈按工地需要的规格随时配足送货了。
②由于Ⅲ级螺纹钢筋使用了微合金技术,使得其成本较Ⅱ级钢筋高50元/t,加之用量不大、货物周转速度较慢,则成本又要高出一些。
但市场上所能接受的售价上限是节省10%的Ⅱ级螺纹钢筋资金约200元/t,如果再从每吨200元中减去材料成本和设计院的费用,那么几乎就没有多余的利润空间了。
这也是钢厂大都不愿生产Ⅲ级钢筋的动因。
③人民币汇率不断升值,近期汇率波动幅度明显增大。
就钢材市场而言,相应加大了后期国内钢材资源出口的压力;近期国内煤、电、油以及运费等资源价格整体上涨,进一步加大了钢材的生产以及物流运输成本。
应对这些问题给予足够的重视,并采取必要的措施认真加以解决,以促进其应用领域的拓展。
同时,还应清醒地看到,尽管2005年国内各钢筋生产企业的高强度钢筋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,近年高强度钢筋的推广应用也有长足的进步,但与工业发达国家相比还存在很大差距。
美国、英国、日本、德国、俄国以及东南亚国家已很少使用Ⅱ级钢筋,即使应用也只是作配筋,主筋均采用400,500MPa级钢筋,甚至达到700MPa级。
有的国家甚至早已淘汰了Ⅱ级钢筋。
目前,中国城镇固定资产总投资已达7.5万亿元,增幅27.2%;在建项目总规模达到25～26万亿元。
2005年新开工项目计划总投资6.48万亿,当年城乡完成固定资产投资超过8万亿元。
今后,随国家固定资产投资持续保持高速增长,国内高层建筑建设不断增多,则在结构设计中对钢筋强度的要求会不断提高,这将进一步促进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级钢筋用量将达到钢筋总用量的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、焊接性能以及其它性能,可在一般气候条件下裸露使用,也可提高涂装性,涂在耐火耐候钢上的涂层失效年限远长于普碳钢。
耐火性要求在600℃时屈服强度(ReL)下降值不大于规定的室温屈服强度标准的1/3,这也是火灾时保证建筑安全性的一项重要指标。
耐火耐候钢可减少防火涂料和防火包覆的使用量,从而减少污染、缩短工期、降低成本,且减少或不必进行防腐维护,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,在住宅建筑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且生产耐候钢。
随科学技术的发展,环境保护给工程材料提出了更高的要求,钢筋的耐腐蚀性能已成为工业化国家的主要研究课题,长寿命的各种耐腐蚀钢筋正在不断得到应用。
中国也需研制并生产不同强度级别的耐候钢筋和在特殊场合使用的耐腐蚀钢筋。
3 建筑用钢材的发展趋势
国民经济发展规划明确提出要加快城镇化建设和住房建设,城市化要从目前的40%提高到2020年的60%以上,未来城市化围绕大都市圈展开,城乡结合将成为建筑业发展的主要支撑。
预计2006年中国建筑业的用钢需求量会平稳提高,但增幅稍有回落,全年用钢量将达到118亿t,同比增加11129%。
专家预测,中国城乡建设和住房消费需求面临快速增长的局面。
如果要实现今后15年基本解决百姓小康住房的目标,那么建筑用钢材消费量还将提高2～3个百分点。
预测到2010年,中国建筑用钢材总消费量约19000万t,占钢材总消费量的53%,其中螺纹钢筋消费量7200万t,占建筑用钢的38%;线材消费量5200万t,占建筑用钢的27%;薄板消费量2400万t,占建筑用钢的13%。
从生产消费平衡上看,其生产规模已完全可满足国内市场的需求。
另外,建筑用钢材质量将得到提升,用途将更加广泛。
主要表现在:
①建筑用II级钢筋将逐步被III级以上钢筋所取代。
②钢结构加工总量将会由2004年的1200万t提高到2010年的1800万t和2020年的2700万t;重点高层钢结构建筑将会由2005年以前的80座,提高到180座。
③以网架和网壳为代表的空间结构迅速发展,不仅用于建筑,且工业厂房、机库、候机楼、体育场馆、展览中心、大剧院、博物馆等设施也在大量采用这种结构。
④住宅建设逐步成为国民经济支柱产业,预计10年内将新建住宅10亿m2。
⑤“十一五”期间,公路和铁路基本建设仍是国家建设投资重点。
公路将于2010年完成“五纵七横”国道主干线,总长35000km。
各大城市也在开展城市道路和轻轨铁路建设。
这些项目也成为城市建设的重要基础。
未来5年,将完成火车时速在300km的5437km的客运专线建设。
⑥建筑业的大发展将拉动对中厚板H型钢的需求,且要求提高钢材的耐震、耐火和耐脆性破断性能。
中国钢铁工业科技进步的加快,先进装备的发展,生产技术水平的提高,以及产能的高速增长,使建筑用钢材基本上实现了国产化;高技术含量、高附加值钢材的深入研究及其进行的大量投入,将使国内的高端产品的质量和性能上一新台阶,且基本实现立足于国内。
4 结语
全国建筑用钢材总量占全国钢材生产总量的55%。
由于国家社会基础设施建设还将在较长时间内处于增长阶段,因此国内建筑用钢材量将会得到稳定增长。
目前,国内建筑用钢材存在的主要技术问题是,产品质量需进一步提高,产品需升级换代,品种需不断增加,以适应市场的各种需求。
今后,要加强建筑用钢的技术创新工作,加速产品的升级,拓展其应用领域。
建筑用钢材有广阔的应用前景。