舞阳钢铁有限责任公司建筑结构用系列高强度钢板的开发

中国钢铁工业产品开发市场开拓奖申报书

一、项目基本情况

编号：

项目名称舞阳钢铁有限责任公司建筑结构用系列高强度钢板的开发

舞阳钢铁有限责任公司

完成单位

项目起止时间2004年8月～2006年12月用于生产时间2004年9月

项目基本情况

内容包括：项目背景、项目目标、主要技术管理路线、实施过程中的主要创新、主要实施效果和贡献、和国内外先进指标的对比、体现的社会作用和经济效益

项目背景及目标：

近几年，我国的高层、超高层及大跨度钢结构建筑的建设进入了快速发展时期。随着钢结构建筑高度的不断增加、跨度的不断增大，一些构件所承受的约束力越来越大、越来越复杂。以前普遍采用的345MPa级钢板，如SM490B、A572Gr50、Q345D、Q345GJD等，已不能满足钢结构建筑的发展需要。随着钢结构建筑的高层化、大跨度化，采用345MPa钢板，一些梁和柱将被迫采用100mm以上钢板，断面增大后，将增加施工和焊接的难度，并且容易产生产生焊接缺陷。采用强度更高的钢板，不仅能够降低施焊难度，而且有利于提高构件焊接节点的可靠性。为满足建筑钢结构的发展需要，舞钢开发了强度级别更高的Q390～Q460级建筑结构用钢板。

主要技术路线如下：

90吨UHP电炉冶炼→LF炉外精炼→VD真空处理→连铸（或模铸）→加热→控制轧制→ACC控制冷却→探伤→（正火）→精整→性能检验→入库。

主要实施效果和贡献：

舞钢公司开发的系列建筑结构用钢板完全满足国家标准《建筑结构用钢板》（GB/T19879-2005）中的性能指标。完全满足建筑钢结构设计和实际使用的需要，产品实物质量达到国际先进水平，填补了国内空白，先后使用于国家游泳中心、国家体育场等奥运工程以及中央电视台新台址，使国家体育场、中央电视台新台址用钢板实现全部国产化。

舞钢开发的390～460MPa级别高层建筑结构钢，具有高强度、较高的低温韧性以及良好的抗层状撕裂性能，钢板还具有低屈强比、高延伸率的特点，完全满足钢结构抗震、防震的要求，并且碳当量较低，焊接性能良好，便于现场焊接。

和国内外先进指标的对比：

用于国家体育场（鸟巢）建设的Q460E-Z35，是目前国内外级别最高的建筑钢结构用钢材。在国外，和Q460E-Z35同级别厚钢板一般采用控轧控冷工艺生产（TMCP），其碳当量可控制在0.43%以下，焊接性能良好。但屈强比和延伸率不能满足设计要求和我国抗震设计规范。如德国迪林根钢铁公司生产符合EN10113标准DILLIMAX460，其最大厚度80mm，屈强比在0.88以上，延伸率在17%以下；日本新日铁生产的BT-HT440，其屈强比和延伸率满足要求，但不能保证-40℃低温韧性和抗层状撕裂性能35%的要求。

国内钢厂尚不具备生产控轧控冷100mm以上厚度Q460E-Z35钢材的能力，而Q460E-Z35钢正火状态交货钢材的碳当量为0.44～0.48%，在建筑钢结构中从未使用过。舞钢开发的最大厚度110mm 厚

Q460E-Z35钢材，在国内外均属首次批量生产，填补了国内空白，达到了国际先进水平。

成果的技术创新：

（1）大厚度超过标准极限规格

GB/T1591标准中Q390～Q460钢板的最大厚度100mm，实际上国家体育场用钢Q460E-Z35最大厚度到110mm，中央电视台新台址用钢达到135mm，超过了标准要求。随着钢板厚度的增大，不但钢板的压缩比减小，而且钢板的冷却速度降低，不利于细化晶粒，将降低钢板的性能。舞钢通过采取一系列措施，突破了GB/T1591中的100mm的厚度极限，达到了135mm。

（2）最高强度级别钢保钢结构的支撑能力

GB/T1591标准中390～460MPa的钢材属于高强度的级别范围，舞钢供国家体育场、中央电视台新台址用钢达到了最高级别460MPa级。

（3）-40℃低温韧性可保抗疲劳性能

GB/T1591标准中-40℃低温韧性属于冲击试验温度最低的等级。舞钢供国家体育场、中央电视台新台址用钢板在最大厚度135mm的情况下，还能够保证-40℃低温韧性值并且都远超过了标准要求，富裕量较大。

（4）Z35抗层状撕裂性能保证安全性能

GB/T5313标准中，Z35属于抗层状撕裂性能最高的级别。舞钢采用洁净钢生产工艺，对原有冶炼工艺进行改进，以降低钢中的气体和夹杂物含量，具备生产P≤0.010%, S≤0.004%, N≤0.008%, O≤0.002%, H≤0.0002%的高纯净钢水的能力。大幅度提高了钢板厚度方向性能，抗层状撕裂性能良好。

舞钢供国家体育场、中央电视台新台址、国家大剧院、上海文献大厦用钢抗层状撕裂性能均超过了35%，抗层状撕裂性能良好。

（5）低碳当量保证焊接性能

舞钢供国家体育场Q460E-Z35钢板在110mm的大厚度情况下，通过对化学成分、生产工艺的优化，在保证高强度的同时，实现了较低的焊接碳当量，从而保证现场顺利施工、焊接，解决了高强度和低碳当量之间的予盾。焊接碳当量实现了不大于0.48%的要求。

（6）低屈强比保抗震性

舞钢所生产的建筑结构用钢具有低屈强比的特点，屈强比不大于0.80，完全能够满足高层建筑结构用高强钢抗震、防震性的要求。

社会及经济效益：

《建筑结构用系列高强度钢板的开发》其经济及社会效益显著，首先实现了“鸟巢”和中央电视台新台址钢结构用钢的全部国产化，保证了奥运用钢的国产化；同时和使用国外产品相比，订货周期可以缩短4个月；用460MPa级别钢材替代低级别建筑用钢，有利于节约钢材用量，降低钢结构的自重和建造成本；更重要的是，Q460E-Z35钢板的生产及“鸟巢”的成功建造，为建筑行业有关设计规范的修订奠定了基础。

舞钢通过开发390~460MPa级别建筑结构用钢，尤其是“鸟巢”用Q460E-Z35的开发，中央电视台新闻频道、体育频道、科学探索频道、北京电视台、河南电视台、河北电视台等新闻媒体陆续采访报道，为舞钢带来了极大的荣誉及市场空间。

(不超过3000个汉字)