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在建設(shè)中的國家體育場(chǎng)“鳥巢”繁忙的工地上，一個(gè)鋼鐵編織的巨大“鳥巢”已經(jīng)初步呈現(xiàn)在了人們面前。工人們還在“鳥巢”頂部緊張地施工，在原有的鋼梁結(jié)構(gòu)上，膜狀的透明屋頂已經(jīng)鋪設(shè)了很大一部分，“鳥巢”完工已經(jīng)接近九成。
隨著2008北京奧運(yùn)會(huì)的臨近，奧運(yùn)場(chǎng)館的建設(shè)也逐步竣工。
令專業(yè)建筑專家驚嘆的，不僅僅是“鳥巢”的設(shè)計(jì)，而是它的建筑難度。在搭建這個(gè)鋼鐵“鳥巢”的過程中，有78根臨時(shí)搭建的塔架支撐著它的鋼鐵“枝蔓”，而卸載掉這78根支撐塔架后，4萬多噸的鋼結(jié)構(gòu)則要靠自身的24根鋼柱支撐，這24根鋼柱最大受力部位使用什么樣的鋼板，一度成為讓國內(nèi)鋼廠老總一起皺眉的難題。
中國鋼廠自主創(chuàng)新研發(fā)出的一塊塊鋼板，最終撐起了“鳥巢”、“水立方”(國家游泳中心)等一系列奧運(yùn)場(chǎng)館的鋼筋鐵骨。奧運(yùn)場(chǎng)館建設(shè)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了鋼材的完全國產(chǎn)化，是地道的“中國造”。
尋找鋼板
“鳥巢”的鋼結(jié)構(gòu)最大跨度達(dá)到343米，相當(dāng)于200個(gè)成年人手拉手的長(zhǎng)度。編織“鳥巢”的鋼鐵“樹枝”重達(dá)4.6萬噸，讓4.6萬噸鋼的受力點(diǎn)集中在24根柱子和柱腳上。什么樣的鋼能夠支撐起如此大的重量和重力？這不僅是中國建筑科學(xué)家、設(shè)計(jì)家們的難題，更是世界建筑界的難題。
根據(jù)專家的測(cè)算，如果使用普通鋼材，厚度至少要達(dá)到220毫米。這樣，整個(gè)工程的鋼材重量將超過8萬噸，鋼板太厚，不僅不便于運(yùn)輸，焊接起來也非常困難。
經(jīng)過專家論證的最終認(rèn)定，“Q460”厚鋼板是最好的選擇�！癚460”是一種低合金的高強(qiáng)度鋼，“Q”代表鋼材的強(qiáng)度，“460”代表460兆帕(兆是10的6次方，帕是壓強(qiáng)單位帕斯卡)。“Q460”就是鋼材受力強(qiáng)度達(dá)到460兆帕?xí)r才會(huì)發(fā)生塑性變形，這個(gè)強(qiáng)度要比一般鋼材大一倍，制造難度很大。
在國家標(biāo)準(zhǔn)中，這種鋼板的最大厚度為100毫米。此前，這種鋼板只用在大型挖掘機(jī)等機(jī)械方面，從未在建筑中使用過，產(chǎn)品也要從盧森堡、韓國和日本等進(jìn)口。而且，適合“鳥巢”的這種鋼板即使在國外也從來沒有哪個(gè)鋼廠生產(chǎn)過厚度超過100毫米的。
2005年3月，一次特殊的會(huì)議在北京舉行。會(huì)議成員是北京市委、市政府領(lǐng)導(dǎo)和寶鋼、首鋼、鞍鋼、武鋼和舞鋼等國內(nèi)7家鋼鐵巨頭的老總，他們參會(huì)的目的就是研究如何解決奧運(yùn)場(chǎng)館建設(shè)，尤其是“鳥巢”建設(shè)所需要的鋼材，而且必須全部國產(chǎn)化。
事實(shí)上，早在2002年開始,鋼鐵行業(yè)就召開過類似的研討會(huì)和介紹會(huì)。中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)的一位負(fù)責(zé)人認(rèn)為,國產(chǎn)鋼材完全可以滿足奧運(yùn)工程的需求,應(yīng)當(dāng)在奧運(yùn)建設(shè)中發(fā)揮本行業(yè)的主導(dǎo)作用。
而在2005年3月的那次會(huì)議上，幾大鋼鐵巨頭卻都沉默了，這些與鋼鐵打過多年交道的老總深知，“鳥巢”用鋼的條件實(shí)在是太苛刻了。
長(zhǎng)時(shí)間沉默后，舞陽鋼鐵公司副董事長(zhǎng)、黨委書記顧強(qiáng)圻站了起來。“‘鳥巢’要用的所有特種鋼材我們都能生產(chǎn)，什么時(shí)候要什么時(shí)候供貨。”
三次攻關(guān)
雖然鋼鐵的生產(chǎn)規(guī)模并不大，舞陽鋼鐵卻以“特”字出名，是我國的寬厚鋼板生產(chǎn)及科研基地，也是國內(nèi)生產(chǎn)品種最全、規(guī)格范圍最廣、產(chǎn)品質(zhì)量最高、應(yīng)用領(lǐng)域最多的寬厚板專業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)。
舞陽鋼鐵科技部結(jié)構(gòu)鋼室的劉利香全程參與了“Q460”鋼板的研制。據(jù)她介紹，接受任務(wù)后，舞陽鋼鐵的30多位骨干科研人員就開始了半年緊張的攻關(guān)。他們首先把視線對(duì)準(zhǔn)了一個(gè)現(xiàn)成的鋼種——Q460，但其厚度、強(qiáng)度等特性并不能完全滿足“鳥巢”的要求。經(jīng)過強(qiáng)度、韌性的兩次大型實(shí)驗(yàn)，始終無法達(dá)到指標(biāo)要求。
不僅是“鳥巢”，國家游泳中心“水立方”(需要耐酸、耐氟、耐腐蝕的高級(jí)彩涂鋼材)、中央電視臺(tái)新址(鋼材幾乎全來自寶鋼)等奧運(yùn)項(xiàng)目核心用鋼也貼上了“國產(chǎn)鋼材”的標(biāo)簽
最終經(jīng)過三次試制，傳統(tǒng)鋼種Q460，終于脫胎成110毫米厚的“鳥巢”特殊用鋼Q460E-Z35。它集剛性、柔韌于一體，實(shí)現(xiàn)了“鳥巢”的抗震性、抗低溫性、焊接性三效合一，保證了“鳥巢”在承受最大460兆帕的外力后，依然可以恢復(fù)原有的形狀和彈性。這意味著，如果北京再次遭遇上世紀(jì)70年代唐山大地震一樣的地震波及，“鳥巢”依然能保持原狀。
“普通鋼材厚度(兩側(cè))方向一旦受力以后，很容易被拉開，而Q460E-Z35鋼板，厚度方向受力以后可以承受非常大的力不會(huì)被拉開。”舞陽鋼鐵科技部副主任韋明介紹。
2005年7月，為“鳥巢”準(zhǔn)備的110毫米厚的Q460E鋼板軋制成功并進(jìn)入批量生產(chǎn)。400噸Q460E鋼材，成了“鳥巢”鋼筋鐵骨中最堅(jiān)硬的一部分。在這期間，寶鋼、首鋼、鞍鋼等企業(yè)也接下了GJ345D、Q345C、Q420C等高強(qiáng)度鋼材生產(chǎn)的訂單。
“鳥巢”外部鋼結(jié)構(gòu)的鋼材用量為4.2萬噸，整個(gè)工程的總用鋼量，包括混凝土中的鋼材、螺紋鋼等達(dá)到11萬噸，沒有使用1公斤外國鋼鐵。‘鳥巢’是地地道道的‘中國造’。”北京市2008工程建設(shè)指揮部辦公室副總工程師丁建明透露。
從鋼鐵大國向鋼鐵強(qiáng)國轉(zhuǎn)變
不僅是“鳥巢”，國家游泳中心“水立方”(需要耐酸、耐氟、耐腐蝕的高級(jí)彩涂鋼材)、中央電視臺(tái)新址(鋼材幾乎全來自寶鋼)等奧運(yùn)項(xiàng)目核心用鋼也貼上了“國產(chǎn)鋼材”的標(biāo)簽。
據(jù)保守估計(jì)，奧運(yùn)工程鋼材用量達(dá)300萬噸左右，用鋼項(xiàng)目則主要是體育場(chǎng)館、運(yùn)動(dòng)員村及綜合服務(wù)設(shè)施、公共交通建設(shè)項(xiàng)目,此外環(huán)保投資、其他輔助工程用鋼也相當(dāng)可觀。僅新增400公里高速公路一個(gè)項(xiàng)目,用于公路兩側(cè)及中間隔離的護(hù)欄鋼板就要消費(fèi)3.6萬噸,這還不包括螺紋鋼筋和公路立柱用鋼。
在一個(gè)個(gè)奧運(yùn)場(chǎng)館逐漸呈現(xiàn)在人們面前的同時(shí)，中國鋼材界的成就也寫下了濃重的一筆。
根據(jù)2006年6月份出版的《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒2005》，近十年來鋼鐵工業(yè)能源消費(fèi)量占全國總能源消費(fèi)量的比重一直在12%~15%。
更重要的是，雖然2006年我國首次成為凈出口國，但我國的鋼鐵產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)極為不平衡，高附加值鋼材供給不足，部分品種依靠進(jìn)口的局面還沒有徹底改變。進(jìn)口鋼材價(jià)格比出口鋼材高400多美元/噸。
“我國社會(huì)發(fā)展已進(jìn)入到鋼的消費(fèi)強(qiáng)度由快速增長(zhǎng)轉(zhuǎn)入到平穩(wěn)中等速度增長(zhǎng)的新階段，社會(huì)對(duì)鋼的需求由要求更多地滿足數(shù)量供給，開始轉(zhuǎn)到了要求有更高的品種質(zhì)量水平，以適應(yīng)我國裝備制造業(yè)的升級(jí)發(fā)展和建筑業(yè)走向現(xiàn)代化的客觀要求。誰有品種質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)，誰能率先淘汰落后產(chǎn)能，誰就有市場(chǎng)。”鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長(zhǎng)李世俊強(qiáng)調(diào)。
奧運(yùn)場(chǎng)館建設(shè)，給了國內(nèi)鋼廠一次提升的契機(jī)。寶鋼股份銷售中心重大工程材料供應(yīng)中心總經(jīng)理林曙光告訴記者，參與重大項(xiàng)目的研制，研發(fā)一個(gè)產(chǎn)品一般需要2~3個(gè)月的時(shí)間，試制多次的結(jié)果還可能失敗，同時(shí)還影響了傳統(tǒng)產(chǎn)品的進(jìn)度。這個(gè)時(shí)候，鋼廠是不計(jì)成本的，因?yàn)樽罱K研制成功可以推動(dòng)鋼廠的技術(shù)進(jìn)步。“以后再有類似的建筑設(shè)計(jì)時(shí)，國內(nèi)鋼廠就有了底氣。”
中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)黨委書記兼副會(huì)長(zhǎng)劉振江表示，2008年北京奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)全部使用國產(chǎn)鋼材，這表明中國鋼鐵工業(yè)經(jīng)過幾代人的不懈努力，不僅在鋼鐵生產(chǎn)數(shù)量上遠(yuǎn)居世界第一，而且在品種、質(zhì)量上有了極大的提高。
不過，林曙光也指出，中國鋼鐵業(yè)的冶煉、軋制水平并不低，但關(guān)鍵裝備業(yè)還有待提高，比如5米寬厚板軋機(jī)要依賴進(jìn)口。因此，中國鋼鐵業(yè)要從鋼鐵大國向鋼鐵強(qiáng)國轉(zhuǎn)變，不僅要進(jìn)行鋼鐵產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，還要進(jìn)行裝備結(jié)構(gòu)調(diào)整。陳姍姍
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