我國(guó)鋼材深加工行業(yè)現(xiàn)存的主要問(wèn)題
我國(guó)鋼鐵產(chǎn)量雄居世界第一，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，鋼材的深加工比重還較低，鋼材本身的附加值沒(méi)有得到提升，鋼鐵企業(yè)與下*業(yè)的發(fā)展結(jié)合還不夠緊密，使用鋼材的綜合成材率和勞動(dòng)生產(chǎn)率也比較低。據(jù)了解，世界發(fā)達(dá)國(guó)家鋼材的綜合深加工比可達(dá)50％以上，其中，線材達(dá)60％，棒材達(dá)到40％，管材達(dá)30％，板材達(dá)70％左右，而我國(guó)一般鋼材的深加工比僅為10％～15％左右。
我國(guó)鋼材深加工產(chǎn)品主要集中在絲材類，板管類無(wú)論在產(chǎn)量上還是在深加工產(chǎn)品中所占的比重都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家，如在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家冷彎型鋼比例可占到鋼材總量的5％，而我國(guó)僅為0．6％；發(fā)達(dá)國(guó)家鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量10％左右，而我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)制造量?jī)H占鋼材產(chǎn)量的3％左右。
冷彎型鋼生產(chǎn)與裝備技術(shù)的發(fā)展
冷彎型鋼是經(jīng)濟(jì)斷面型鋼的一種，由冷帶或熱帶經(jīng)輥式彎曲或模具成型加工而成。其表面精度高，斷面系數(shù)比熱軋型材高10％～40％，還具有輕型、經(jīng)濟(jì)、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已用于多種行業(yè)，如建筑業(yè)、汽車制造業(yè)等。鋼種從單一的普碳鋼向高強(qiáng)、耐候、耐火等鋼種發(fā)展。
冷彎型鋼在國(guó)外建筑業(yè)中用途非常廣泛，被用作屋架、檁條、桁架、剛架、墻架、龍骨、屋面板、墻板、樓板、門(mén)窗乃至容器、管道、圍堰、鋼板樁、防波堤等。近年來(lái)，冷彎型鋼組合而成的網(wǎng)殼、貨架、單層和多層房屋也得到了快速發(fā)展。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，建筑業(yè)是冷彎型鋼的第一大用戶，冷彎型鋼占鋼材總量的5％，建筑業(yè)用冷彎型鋼占冷彎型鋼總量的70％以上。冷彎型鋼應(yīng)用于建筑業(yè)的主要產(chǎn)品是結(jié)構(gòu)用冷彎方矩形管和建筑用結(jié)構(gòu)冷彎型鋼。
從結(jié)構(gòu)力學(xué)和經(jīng)濟(jì)角度分析，冷彎型鋼和H型鋼結(jié)合應(yīng)用于建筑業(yè)是組合，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)廠房和民用住宅建設(shè)的工廠化。
隨著我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展，冷彎型鋼在我國(guó)將具有強(qiáng)大的生命力。用戶對(duì)冷彎型鋼的的認(rèn)識(shí)已大大提高，產(chǎn)品也逐漸被市場(chǎng)所接受。我國(guó)現(xiàn)有較大的200mm以上冷彎型鋼機(jī)組42套，全國(guó)冷彎型鋼生產(chǎn)能力達(dá)到1500萬(wàn)t，產(chǎn)品品種達(dá)到2000多種，但目前國(guó)內(nèi)大部分冷彎型鋼加工設(shè)備還不能達(dá)到質(zhì)量要求，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，深加工能力不足。國(guó)外冷彎型鋼品種達(dá)10000種以上，應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，而我國(guó)經(jīng)常生產(chǎn)的品種只有2000種，在專用品種上還有很大差距。
未來(lái)我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)量需求的增長(zhǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
火力電廠的建設(shè)會(huì)不斷加快。主廠房和鍋爐鋼架用鋼量會(huì)增加（包括核電廠廠房用鋼、風(fēng)力發(fā)電用鋼等）。
交通工程中的橋梁會(huì)有所增加。近幾年，我國(guó)公路橋梁采用鋼結(jié)構(gòu)已成為發(fā)展趨勢(shì)，特別是跨海、跨江大橋大量應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)。另外，國(guó)內(nèi)高速公路中的護(hù)欄、收費(fèi)站、交通標(biāo)志的鋼結(jié)構(gòu)用量也在增加。
市政建設(shè)中鋼結(jié)構(gòu)用量增加。地鐵和輕軌工程、城市立交橋、高架橋、環(huán)保工程、城市公共設(shè)施及臨時(shí)房屋等均越來(lái)越多的采用鋼結(jié)構(gòu)，尤其京、滬、津、渝、穗等大城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的中型城市。
鋼結(jié)構(gòu)住宅將增加。國(guó)家提供建設(shè)節(jié)能省地住宅，有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)住宅的試點(diǎn)工程、設(shè)計(jì)規(guī)范及配套技術(shù)、材料基本具備。目前我國(guó)僅有幾百萬(wàn)平方米的鋼結(jié)構(gòu)住宅，發(fā)達(dá)國(guó)家已達(dá)到40％～50％。若我國(guó)每年6億m2的城鎮(zhèn)住宅建設(shè)有10％采用鋼結(jié)構(gòu)，按多層、高層建筑平均60kg／m2鋼材計(jì)，用鋼量將達(dá)每年360萬(wàn)t。
近年來(lái)，冷彎型鋼組合而成的網(wǎng)殼、貨架、單層和多層房屋也得到了快速發(fā)展。在發(fā)達(dá)國(guó)家，建筑業(yè)是冷彎型鋼的第一大用戶，冷彎型鋼占鋼材總量的5％，建筑業(yè)用冷彎型鋼占冷彎型鋼總量70％以上。冷彎型鋼應(yīng)用于建筑業(yè)的主要產(chǎn)品是結(jié)構(gòu)用冷彎方矩形鋼管和建筑用結(jié)構(gòu)冷彎型鋼。
在80年代以前，日本僅生產(chǎn)200mm×200mm以下的方矩形管及少量的開(kāi)口冷彎型鋼，日本鋼結(jié)構(gòu)住宅中立柱均采用H型鋼。1984年仙臺(tái)地震后，通過(guò)對(duì)仙臺(tái)地震中遭到破壞的鋼結(jié)構(gòu)住宅的研究發(fā)現(xiàn)，立柱和橫梁之間的焊縫易開(kāi)裂，原因是受H型鋼外形特點(diǎn)的限制。因此，日本1984年以后通過(guò)修改建筑法，規(guī)定日本的鋼結(jié)構(gòu)住宅立柱必須采用方矩形管，從而提高住宅的抗震性。隨著冷彎型鋼在建筑鋼結(jié)構(gòu)中的普及，冷彎型鋼生產(chǎn)的規(guī)格也隨之增大，目前方矩形管規(guī)格已達(dá)到550mm×550mm，壁厚為22mm。2002年日本鋼結(jié)構(gòu)用冷彎方、圓管總產(chǎn)量已達(dá)到200萬(wàn)t。市場(chǎng)需求量的方矩型鋼管規(guī)格為200mm×200mm～400mm×400mm，占鋼結(jié)構(gòu)用方矩管總量80％以上。
美國(guó)冷彎方矩管和熱軋H型鋼在建筑業(yè)中的用量約為1??1。在90年代，美國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)用冷彎型鋼的比例甚至超過(guò)熱軋H型鋼用量。其中，冷彎結(jié)構(gòu)焊管（方矩管和圓管）約占建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼量的25％，各種開(kāi)口冷彎型鋼在建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼量中也在20％以上。
我國(guó)目前尚沒(méi)有廠家生產(chǎn)如此大口徑方矩管，工程用方鋼管為由4塊板焊接而成的箱形柱。建筑用冷彎型鋼需解決的問(wèn)題有：提高產(chǎn)品質(zhì)量，減低成本，解決建筑產(chǎn)品規(guī)格多、批量少的問(wèn)題；增加大規(guī)格的方矩管生產(chǎn)，做好新產(chǎn)品試點(diǎn)推廣；合理選用冷彎型鋼及焊管、連接材料，設(shè)計(jì)中充分考慮風(fēng)、雪荷載，并驗(yàn)算施工時(shí)受力情況，選擇合理的連接方法；研發(fā)適合冷彎型鋼用防火及防腐材料和施工措施，提高耐久性能；根據(jù)冷彎型鋼產(chǎn)品的特點(diǎn)，創(chuàng)造各類建筑施工方法，不斷提高工程質(zhì)量，縮短工期等。
2005年5月，北京科技大學(xué)完成了為法國(guó)德瑞克斯公司開(kāi)發(fā)的新型連續(xù)冷彎型鋼生產(chǎn)線工程，這是國(guó)內(nèi)高校第一次為工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)發(fā)的同類型工程總包項(xiàng)目，工程技術(shù)要求、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)，以及工程相關(guān)文本完全按照德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN進(jìn)行，在分析、研究與消化原意大利生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了工程設(shè)計(jì)與制造的自主創(chuàng)新，新的生產(chǎn)線在產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性、生產(chǎn)能力、產(chǎn)品兼容性等方面超過(guò)了意大利生產(chǎn)線的水平，成功地解決了帶邊緣缺口窄帶連續(xù)冷彎成形、復(fù)雜異型斷面冷彎型鋼快速?zèng)_切、無(wú)釘沖鉚技術(shù)的生產(chǎn)應(yīng)用、全線鍍鋅層保護(hù)等技術(shù)難題，并申報(bào)了6項(xiàng)國(guó)家專利。
我國(guó)鋼鐵產(chǎn)量雄居世界第一，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，鋼材的深加工比重還較低，鋼材本身的附加值沒(méi)有得到提升，鋼鐵企業(yè)與下*業(yè)的發(fā)展結(jié)合還不夠緊密，使用鋼材的綜合成材率和勞動(dòng)生產(chǎn)率也比較低。據(jù)了解，世界發(fā)達(dá)國(guó)家鋼材的綜合深加工比可達(dá)50％以上，其中，線材達(dá)60％，棒材達(dá)到40％，管材達(dá)30％，板材達(dá)70％左右，而我國(guó)一般鋼材的深加工比僅為10％～15％左右。
我國(guó)鋼材深加工產(chǎn)品主要集中在絲材類，板管類無(wú)論在產(chǎn)量上還是在深加工產(chǎn)品中所占的比重都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家，如在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家冷彎型鋼比例可占到鋼材總量的5％，而我國(guó)僅為0．6％；發(fā)達(dá)國(guó)家鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量10％左右，而我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)制造量?jī)H占鋼材產(chǎn)量的3％左右。
冷彎型鋼生產(chǎn)與裝備技術(shù)的發(fā)展
冷彎型鋼是經(jīng)濟(jì)斷面型鋼的一種，由冷帶或熱帶經(jīng)輥式彎曲或模具成型加工而成。其表面精度高，斷面系數(shù)比熱軋型材高10％～40％，還具有輕型、經(jīng)濟(jì)、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已用于多種行業(yè)，如建筑業(yè)、汽車制造業(yè)等。鋼種從單一的普碳鋼向高強(qiáng)、耐候、耐火等鋼種發(fā)展。
冷彎型鋼在國(guó)外建筑業(yè)中用途非常廣泛，被用作屋架、檁條、桁架、剛架、墻架、龍骨、屋面板、墻板、樓板、門(mén)窗乃至容器、管道、圍堰、鋼板樁、防波堤等。近年來(lái)，冷彎型鋼組合而成的網(wǎng)殼、貨架、單層和多層房屋也得到了快速發(fā)展。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，建筑業(yè)是冷彎型鋼的第一大用戶，冷彎型鋼占鋼材總量的5％，建筑業(yè)用冷彎型鋼占冷彎型鋼總量的70％以上。冷彎型鋼應(yīng)用于建筑業(yè)的主要產(chǎn)品是結(jié)構(gòu)用冷彎方矩形管和建筑用結(jié)構(gòu)冷彎型鋼。
從結(jié)構(gòu)力學(xué)和經(jīng)濟(jì)角度分析，冷彎型鋼和H型鋼結(jié)合應(yīng)用于建筑業(yè)是組合，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)廠房和民用住宅建設(shè)的工廠化。
隨著我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展，冷彎型鋼在我國(guó)將具有強(qiáng)大的生命力。用戶對(duì)冷彎型鋼的的認(rèn)識(shí)已大大提高，產(chǎn)品也逐漸被市場(chǎng)所接受。我國(guó)現(xiàn)有較大的200mm以上冷彎型鋼機(jī)組42套，全國(guó)冷彎型鋼生產(chǎn)能力達(dá)到1500萬(wàn)t，產(chǎn)品品種達(dá)到2000多種，但目前國(guó)內(nèi)大部分冷彎型鋼加工設(shè)備還不能達(dá)到質(zhì)量要求，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，深加工能力不足。國(guó)外冷彎型鋼品種達(dá)10000種以上，應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，而我國(guó)經(jīng)常生產(chǎn)的品種只有2000種，在專用品種上還有很大差距。
未來(lái)我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)量需求的增長(zhǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
火力電廠的建設(shè)會(huì)不斷加快。主廠房和鍋爐鋼架用鋼量會(huì)增加（包括核電廠廠房用鋼、風(fēng)力發(fā)電用鋼等）。
交通工程中的橋梁會(huì)有所增加。近幾年，我國(guó)公路橋梁采用鋼結(jié)構(gòu)已成為發(fā)展趨勢(shì)，特別是跨海、跨江大橋大量應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)。另外，國(guó)內(nèi)高速公路中的護(hù)欄、收費(fèi)站、交通標(biāo)志的鋼結(jié)構(gòu)用量也在增加。
市政建設(shè)中鋼結(jié)構(gòu)用量增加。地鐵和輕軌工程、城市立交橋、高架橋、環(huán)保工程、城市公共設(shè)施及臨時(shí)房屋等均越來(lái)越多的采用鋼結(jié)構(gòu)，尤其京、滬、津、渝、穗等大城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的中型城市。
鋼結(jié)構(gòu)住宅將增加。國(guó)家提供建設(shè)節(jié)能省地住宅，有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)住宅的試點(diǎn)工程、設(shè)計(jì)規(guī)范及配套技術(shù)、材料基本具備。目前我國(guó)僅有幾百萬(wàn)平方米的鋼結(jié)構(gòu)住宅，發(fā)達(dá)國(guó)家已達(dá)到40％～50％。若我國(guó)每年6億m2的城鎮(zhèn)住宅建設(shè)有10％采用鋼結(jié)構(gòu)，按多層、高層建筑平均60kg／m2鋼材計(jì)，用鋼量將達(dá)每年360萬(wàn)t。
近年來(lái)，冷彎型鋼組合而成的網(wǎng)殼、貨架、單層和多層房屋也得到了快速發(fā)展。在發(fā)達(dá)國(guó)家，建筑業(yè)是冷彎型鋼的第一大用戶，冷彎型鋼占鋼材總量的5％，建筑業(yè)用冷彎型鋼占冷彎型鋼總量70％以上。冷彎型鋼應(yīng)用于建筑業(yè)的主要產(chǎn)品是結(jié)構(gòu)用冷彎方矩形鋼管和建筑用結(jié)構(gòu)冷彎型鋼。
在80年代以前，日本僅生產(chǎn)200mm×200mm以下的方矩形管及少量的開(kāi)口冷彎型鋼，日本鋼結(jié)構(gòu)住宅中立柱均采用H型鋼。1984年仙臺(tái)地震后，通過(guò)對(duì)仙臺(tái)地震中遭到破壞的鋼結(jié)構(gòu)住宅的研究發(fā)現(xiàn)，立柱和橫梁之間的焊縫易開(kāi)裂，原因是受H型鋼外形特點(diǎn)的限制。因此，日本1984年以后通過(guò)修改建筑法，規(guī)定日本的鋼結(jié)構(gòu)住宅立柱必須采用方矩形管，從而提高住宅的抗震性。隨著冷彎型鋼在建筑鋼結(jié)構(gòu)中的普及，冷彎型鋼生產(chǎn)的規(guī)格也隨之增大，目前方矩形管規(guī)格已達(dá)到550mm×550mm，壁厚為22mm。2002年日本鋼結(jié)構(gòu)用冷彎方、圓管總產(chǎn)量已達(dá)到200萬(wàn)t。市場(chǎng)需求量的方矩型鋼管規(guī)格為200mm×200mm～400mm×400mm，占鋼結(jié)構(gòu)用方矩管總量80％以上。
美國(guó)冷彎方矩管和熱軋H型鋼在建筑業(yè)中的用量約為1??1。在90年代，美國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)用冷彎型鋼的比例甚至超過(guò)熱軋H型鋼用量。其中，冷彎結(jié)構(gòu)焊管（方矩管和圓管）約占建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼量的25％，各種開(kāi)口冷彎型鋼在建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼量中也在20％以上。
我國(guó)目前尚沒(méi)有廠家生產(chǎn)如此大口徑方矩管，工程用方鋼管為由4塊板焊接而成的箱形柱。建筑用冷彎型鋼需解決的問(wèn)題有：提高產(chǎn)品質(zhì)量，減低成本，解決建筑產(chǎn)品規(guī)格多、批量少的問(wèn)題；增加大規(guī)格的方矩管生產(chǎn)，做好新產(chǎn)品試點(diǎn)推廣；合理選用冷彎型鋼及焊管、連接材料，設(shè)計(jì)中充分考慮風(fēng)、雪荷載，并驗(yàn)算施工時(shí)受力情況，選擇合理的連接方法；研發(fā)適合冷彎型鋼用防火及防腐材料和施工措施，提高耐久性能；根據(jù)冷彎型鋼產(chǎn)品的特點(diǎn)，創(chuàng)造各類建筑施工方法，不斷提高工程質(zhì)量，縮短工期等。
2005年5月，北京科技大學(xué)完成了為法國(guó)德瑞克斯公司開(kāi)發(fā)的新型連續(xù)冷彎型鋼生產(chǎn)線工程，這是國(guó)內(nèi)高校第一次為工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)發(fā)的同類型工程總包項(xiàng)目，工程技術(shù)要求、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)，以及工程相關(guān)文本完全按照德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN進(jìn)行，在分析、研究與消化原意大利生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了工程設(shè)計(jì)與制造的自主創(chuàng)新，新的生產(chǎn)線在產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性、生產(chǎn)能力、產(chǎn)品兼容性等方面超過(guò)了意大利生產(chǎn)線的水平，成功地解決了帶邊緣缺口窄帶連續(xù)冷彎成形、復(fù)雜異型斷面冷彎型鋼快速?zèng)_切、無(wú)釘沖鉚技術(shù)的生產(chǎn)應(yīng)用、全線鍍鋅層保護(hù)等技術(shù)難題，并申報(bào)了6項(xiàng)國(guó)家專利。