以鈮代釩 助高強(qiáng)鋼筋蓬勃發(fā)展

當(dāng)前，我國鋼鐵工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有待進(jìn)一步升級(jí)，高強(qiáng)鋼筋升級(jí)換代工作更加迫切。經(jīng)過多年推廣，高強(qiáng)鋼筋的工裝設(shè)備、生產(chǎn)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等已相對成熟，高強(qiáng)鋼筋的優(yōu)點(diǎn)和發(fā)展趨勢已經(jīng)得到社會(huì)各行業(yè)的廣泛認(rèn)可，為成立高強(qiáng)鋼筋推廣應(yīng)用協(xié)調(diào)組、在全國范圍內(nèi)推廣高強(qiáng)鋼筋創(chuàng)造了條件。

開辟以鈮代釩的高強(qiáng)度鋼筋生產(chǎn)技術(shù)路線

為推動(dòng)鈮在鋼筋中的應(yīng)用，解決標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對鈮應(yīng)用的限制問題，中國微合金化科技工作者從1996年起推廣含鈮熱軋鋼筋的技術(shù)，贊助并參與了鈮鐵和熱軋鋼筋標(biāo)準(zhǔn)（BG1499-1998）的修訂（把含鈮鋼筋納入標(biāo)準(zhǔn)），與鋼鐵企業(yè)合作開發(fā)出新Ⅲ級(jí)含鈮熱軋鋼筋，在中國開辟了以鈮代釩生產(chǎn)高強(qiáng)度鋼筋的技術(shù)路線。

高強(qiáng)鋼筋中加鈮可一舉兩得：細(xì)化晶粒，沉淀強(qiáng)化及固定氮。細(xì)化相變后的鐵素體晶粒，可在提高強(qiáng)度的同時(shí)提高鋼的韌性及其他特殊性能，滿足建筑物的持久安全性要求。鈮在鋼中的作用與鈮的存在形式相關(guān)，沉淀鈮在提高強(qiáng)度的作用方面是釩的2倍、鈦的10倍。

0.01%鈮的強(qiáng)化作用相當(dāng)于0.02%碳的強(qiáng)化作用。這種用鈮微合金化提高鋼的強(qiáng)度的方法使普碳鋼的發(fā)展走出了只靠增加碳量來提高強(qiáng)度的“死胡同”。鈮的應(yīng)用允許大幅度降低鋼的碳含量，從而提高強(qiáng)度和韌性，改善焊接性能，延長抗疲勞壽命。

總之，鈮提高了鋼筋的強(qiáng)度，改善了韌性，因而提高了鋼材的性價(jià)比，受到廣大用戶的青睞。

機(jī)遇青睞有準(zhǔn)備的“鈮”

經(jīng)過幾代鋼鐵科研工作者的積極推動(dòng)，我國鈮、釩和鈦微合金化技術(shù)和工藝獲得了較快的發(fā)展，尤其是采用鈮、釩微合金化工藝生產(chǎn)出了HRB400、HRB500熱軋高強(qiáng)抗震鋼筋。同時(shí)，作為鈮微合金化技術(shù)的推動(dòng)者———中信微合金化技術(shù)中心獨(dú)辟蹊徑，致力于鈮微合金化高強(qiáng)鋼筋的研究、推廣和應(yīng)用。

自2004年以來，釩資源價(jià)格暴漲，極大地促進(jìn)了鈮微合金化工藝生產(chǎn)HRB400、HRB500高強(qiáng)抗震鋼筋生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，也解決了困擾鈮微合金化高強(qiáng)鋼筋的一系列技術(shù)難題，包括貝氏體組織和連續(xù)屈服難題、規(guī)格效應(yīng)問題，促進(jìn)了鈮微合金化技術(shù)的發(fā)展。國內(nèi)鋼廠開展了含鈮HRB400Ⅲ級(jí)鋼筋的生產(chǎn)研制，開發(fā)的鈮微合金化HRB400鋼筋基本上能滿足HRB400抗震鋼筋的力學(xué)性能要求，鈮平均添加量為0.03%左右。近幾年，在成本壓力下，鋼筋生產(chǎn)廠家采取不同工藝降低合金成本，如馬鋼提出了節(jié)約型鈮微合金化HRB400鋼筋的成分與工藝研究，為推動(dòng)HRB400鋼筋減量化、高強(qiáng)化做出了貢獻(xiàn)。生產(chǎn)實(shí)踐也證明，只要工藝設(shè)計(jì)、控制合理，鈮微合金化工藝強(qiáng)化效果明顯好于釩微合金化工藝，即所謂的1個(gè)鈮等同于2個(gè)釩（采用釩鐵微合金化工藝）或1.5個(gè)釩（采用釩氮微合金化工藝）。此外，鈮微合金化生產(chǎn)的HRB400、HRB500熱軋鋼筋呈現(xiàn)出更理想的抗震性能，即高的強(qiáng)屈比。

生產(chǎn)實(shí)踐證明，采用鈮微合金化工藝可以生產(chǎn)力學(xué)性能穩(wěn)定、抗震性能優(yōu)良和組織滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的HRB400、HRB500高強(qiáng)抗震鋼筋，這也為后來采用節(jié)約型鈮微合金化工藝提供了基礎(chǔ)。鋼鐵科研工作者在深入研究鈮微合金化高強(qiáng)鋼筋的研發(fā)和使用后得出主要結(jié)論：

一是鈮微合金化工藝生產(chǎn)鋼筋拓寬了人們對傳統(tǒng)鈮微合金化強(qiáng)化效果認(rèn)識(shí)，即鈮微合金化鋼筋工藝更主要的是發(fā)揮了鈮微合金化的析出強(qiáng)化效果，同時(shí)匹配了鈮在加熱階段的抑制奧氏體晶粒長大和軋制過程中細(xì)化晶粒的綜合效果。因此，鈮微合金化鋼筋的強(qiáng)化效果更顯著。

二是生產(chǎn)實(shí)踐證明，添加0.03%鈮，加熱溫度目標(biāo)范圍可以為1100℃~1200℃。對于鈮微合金化鋼筋中存在的貝氏體組織，可以通過工藝控制全部消除。

三是由于成本壓力，鋼廠提高碳含量，降低鈮含量，更好地發(fā)揮了鈮微合金工藝的強(qiáng)化效果，尤其是采用節(jié)約型鈮微合金化工藝生產(chǎn)HRB400鋼筋為鋼廠降低生產(chǎn)成本提供了技術(shù)方案。

四是采用鈮微合金化工藝、鈮釩復(fù)合微合金化工藝完全可以生產(chǎn)滿足要求的HRB500高強(qiáng)抗震鋼筋。

未來高強(qiáng)鋼筋產(chǎn)品將向功能化發(fā)展

近年來，我國鋼筋產(chǎn)量明顯提升。2014年，我國生產(chǎn)鋼筋21527.8萬噸，約是2006年鋼筋產(chǎn)量的2.5倍。2015年，鋼筋產(chǎn)量為20430.6萬噸，同比下降7%，這是近10年來（除2008年金融危機(jī)時(shí)外）我國鋼筋年產(chǎn)量首次下降。2016年，我國鋼筋產(chǎn)量為20080.6萬噸，同比下降0.6%。

隨著我國建筑安全性的提高和受《國家發(fā)展改革委關(guān)于修改<產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2011年本）>有關(guān)條款的決定》等國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的影響，我國鋼筋產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化。2014年、2015年、2016年，我國Ⅲ級(jí)及以上高強(qiáng)度鋼筋占鋼筋總產(chǎn)量的比例均在80%以上，較2006年提高近60個(gè)百分點(diǎn)。

在我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推動(dòng)下，高強(qiáng)鋼筋消費(fèi)量不斷增長。2014年，我國高強(qiáng)鋼筋消費(fèi)量達(dá)到2.15億噸，同比增長4.5%。隨著我國經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新常態(tài)，在房地產(chǎn)、廠房及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)增速趨緩的影響下，我國高強(qiáng)鋼筋需求進(jìn)入峰值弧頂區(qū)。2015年，我國鋼筋消費(fèi)量達(dá)2.04億噸，同比下降5.1%；2016年，我國鋼筋消費(fèi)量達(dá)到2億噸，同比下降1.7%。

然而，隨著國家一系列高強(qiáng)鋼筋推廣政策的實(shí)施，Ⅲ級(jí)及以上級(jí)別的高強(qiáng)鋼筋使用量正在不斷上升。2014年，我國Ⅲ級(jí)及以上級(jí)別高強(qiáng)鋼筋消費(fèi)量達(dá)到1.66億噸，占鋼筋產(chǎn)品總消費(fèi)量的77%。2015年，高強(qiáng)度鋼筋消費(fèi)量和消費(fèi)比例繼續(xù)上升，Ⅲ級(jí)及以上鋼筋消費(fèi)量達(dá)到1.69億噸，占總消費(fèi)量的82.6%。2016年，鋼筋品種消費(fèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步改善，Ⅲ級(jí)及以上螺紋鋼筋消費(fèi)量為1.71億噸，占總消費(fèi)量的85.2%。

2020年，我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程將結(jié)束加速發(fā)展階段，進(jìn)入穩(wěn)步階段，房屋建設(shè)、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度也會(huì)趨于平緩，高強(qiáng)鋼筋的進(jìn)一步發(fā)展面臨挑戰(zhàn)：一方面，國家促進(jìn)建筑鋼材升級(jí)換代和推進(jìn)減量化用鋼，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑部分將被鋼結(jié)構(gòu)建筑替代，鋼筋占建筑用鋼量的比例將呈下降趨勢；另一方面，不斷出現(xiàn)的新型建筑材料，例如纖維增強(qiáng)混凝土材料、鋁合金建筑材料正在瓜分建筑鋼材市場。業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)，“十三五”期間我國鋼筋需求呈下降趨勢，2020年鋼筋需求量為1.7億噸左右。

“十三五”期間，建筑業(yè)迎來綠色化發(fā)展，為節(jié)約鋼材，提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性，HRB400級(jí)別的鋼筋將全面取代HRB335級(jí)鋼筋，成為建筑用鋼的主流產(chǎn)品。此外，隨著國家對建筑物安全性能及抗震等級(jí)要求的不斷提高，我國鋼筋等級(jí)將進(jìn)一步提升，HRB500及以上級(jí)別鋼筋在高層混凝土建筑上的使用量也會(huì)有所上升。預(yù)計(jì)，“十三五”期間高強(qiáng)鋼筋需求占比將進(jìn)一步提高，占全部鋼筋需求量的90%以上。

與此同時(shí)，我國鋼筋產(chǎn)品結(jié)構(gòu)將向功能化（高抗震性、耐腐蝕、耐火）方向發(fā)展。由于我國部分城市屬于地震多發(fā)地區(qū)，對高強(qiáng)抗震鋼筋提出了更高的要求。耐火鋼筋在一些耐火等級(jí)高的大型廠房、民居、商務(wù)樓等建筑結(jié)構(gòu)上將迎來良好發(fā)展。為防止在海水等特殊場合使用的鋼筋混凝土受到腐蝕，耐腐蝕鋼筋將在跨海橋梁、沿海碼頭等工程中推廣應(yīng)用。

備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。