以鈮代釩 助高強鋼筋蓬勃發(fā)展

當前，我國鋼鐵工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有待進一步升級，高強鋼筋升級換代工作更加迫切。經(jīng)過多年推廣，高強鋼筋的工裝設備、生產(chǎn)技術(shù)、標準規(guī)范等已相對成熟，高強鋼筋的優(yōu)點和發(fā)展趨勢已經(jīng)得到社會各行業(yè)的廣泛認可，為成立高強鋼筋推廣應用協(xié)調(diào)組、在全國范圍內(nèi)推廣高強鋼筋創(chuàng)造了條件。

開辟以鈮代釩的高強度鋼筋生產(chǎn)技術(shù)路線

為推動鈮在鋼筋中的應用，解決標準和規(guī)范對鈮應用的限制問題，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準（BG1499-1998）的修訂（把含鈮鋼筋納入標準），與鋼鐵企業(yè)合作開發(fā)出新Ⅲ級含鈮熱軋鋼筋，在中國開辟了以鈮代釩生產(chǎn)高強度鋼筋的技術(shù)路線。

高強鋼筋中加鈮可一舉兩得：細化晶粒，沉淀強化及固定氮。細化相變后的鐵素體晶粒，可在提高強度的同時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，沉淀鈮在提高強度的作用方面是釩的2倍、鈦的10倍。

0.01%鈮的強化作用相當于0.02%碳的強化作用。這種用鈮微合金化提高鋼的強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度的“死胡同”。鈮的應用允許大幅度降低鋼的碳含量，從而提高強度和韌性，改善焊接性能，延長抗疲勞壽命。

總之，鈮提高了鋼筋的強度，改善了韌性，因而提高了鋼材的性價比，受到廣大用戶的青睞。

機遇青睞有準備的“鈮”

經(jīng)過幾代鋼鐵科研工作者的積極推動，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熱軋高強抗震鋼筋。同時，作為鈮微合金化技術(shù)的推動者———中信微合金化技術(shù)中心獨辟蹊徑，致力于鈮微合金化高強鋼筋的研究、推廣和應用。

自2004年以來，釩資源價格暴漲，極大地促進了鈮微合金化工藝生產(chǎn)HRB400、HRB500高強抗震鋼筋生產(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)格效應問題，促進了鈮微合金化技術(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HRB400鋼筋減量化、高強化做出了貢獻。生產(chǎn)實踐也證明，只要工藝設計、控制合理，鈮微合金化工藝強化效果明顯好于釩微合金化工藝，即所謂的1個鈮等同于2個釩（采用釩鐵微合金化工藝）或1.5個釩（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，即高的強屈比。

生產(chǎn)實踐證明，采用鈮微合金化工藝可以生產(chǎn)力學性能穩(wěn)定、抗震性能優(yōu)良和組織滿足標準要求的HRB400、HRB500高強抗震鋼筋，這也為后來采用節(jié)約型鈮微合金化工藝提供了基礎。鋼鐵科研工作者在深入研究鈮微合金化高強鋼筋的研發(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)鈮微合金化強化效果認識，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化效果，同時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化晶粒的綜合效果。因此，鈮微合金化鋼筋的強化效果更顯著。

二是生產(chǎn)實踐證明，添加0.03%鈮，加熱溫度目標范圍可以為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、鈮釩復合微合金化工藝完全可以生產(chǎn)滿足要求的HRB500高強抗震鋼筋。

未來高強鋼筋產(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年金融危機時外）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)展改革委關于修改<產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄（2011年本）>有關條款的決定》等國家相關產(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級及以上高強度鋼筋占鋼筋總產(chǎn)量的比例均在80%以上，較2006年提高近60個百分點。

在我國城鎮(zhèn)化進程的推動下，高強鋼筋消費量不斷增長。2014年，我國高強鋼筋消費量達到2.15億噸，同比增長4.5%。隨著我國經(jīng)濟進入新常態(tài)，在房地產(chǎn)、廠房及基礎設施建設增速趨緩的影響下，我國高強鋼筋需求進入峰值弧頂區(qū)。2015年，我國鋼筋消費量達2.04億噸，同比下降5.1%；2016年，我國鋼筋消費量達到2億噸，同比下降1.7%。

然而，隨著國家一系列高強鋼筋推廣政策的實施，Ⅲ級及以上級別的高強鋼筋使用量正在不斷上升。2014年，我國Ⅲ級及以上級別高強鋼筋消費量達到1.66億噸，占鋼筋產(chǎn)品總消費量的77%。2015年，高強度鋼筋消費量和消費比例繼續(xù)上升，Ⅲ級及以上鋼筋消費量達到1.69億噸，占總消費量的82.6%。2016年，鋼筋品種消費結(jié)構(gòu)進一步改善，Ⅲ級及以上螺紋鋼筋消費量為1.71億噸，占總消費量的85.2%。

2020年，我國城鎮(zhèn)化進程將結(jié)束加速發(fā)展階段，進入穩(wěn)步階段，房屋建設、城市基礎設施建設速度也會趨于平緩，高強鋼筋的進一步發(fā)展面臨挑戰(zhàn)：一方面，國家促進建筑鋼材升級換代和推進減量化用鋼，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)人士預計，“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級別的鋼筋將全面取代HRB335級鋼筋，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要求的不斷提高，我國鋼筋等級將進一步提升，HRB500及以上級別鋼筋在高層混凝土建筑上的使用量也會有所上升。預計，“十三五”期間高強鋼筋需求占比將進一步提高，占全部鋼筋需求量的90%以上。

與此同時，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)，對高強抗震鋼筋提出了更高的要求。耐火鋼筋在一些耐火等級高的大型廠房、民居、商務樓等建筑結(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用。

備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。