特种钢：挺起“中国脊梁”

    近日，从舞阳钢铁集团（以下简称舞钢）销售部传来好消息，有着“世界第一高塔”美誉的广州电视塔，其钢结构主体部分使用该公司高层建筑用钢共25600吨，再次印证了舞钢在技术创新方面的领先地位。广州电视塔高达610米，全部采用高层建筑用钢建造，总重量近5万吨，外筒3万吨，外部钢结构体系由4根立柱斜撑和圆环交织构成，全部采用舞钢牌钢板建造。广州新电视塔采用特一级抗震设计，即使遇到百年一遇的大风和8级地震，也可保高塔安然无恙。
    同样，舞阳钢铁集团公司为中央电视台精心冶炼、轧制的1.2万吨低合金高强度Ｑ460Ｅ/Ａ35钢板，在中央电视台新台址施工中，受到建设单位的好评。该钢种目前为国内顶级高层建筑用钢，仅有舞钢公司一家可以生产。
    而此前，舞钢的特种钢板已经在奥运工程“鸟巢”和“水立方”中大显身手。
    整个水立方工程使用的焊接球9843个，杆件20670根，构件总数30513个，由于多数是细长的杆件，设计总重量才6700吨（不含埋件和加强板），钢材订货量远低于其他同样规模的钢结构工程项目。但由于每个气泡所在位置的受力情况不同，把具体杆件和球的材质、厚度等参数考虑进去之后，这一项目的钢材订货采购品种达到59种，其中还包括生产难度较高的Q345C、Q420C钢材。虽然考虑了钢材损耗率之后，项目组对钢材的总订货量达到近9600吨，但国内对这单生意感兴趣的钢厂仍寥寥无几。
    “我们的钢材订货量很小，但品种规格很多，钢厂就不愿意生产，因为形不成规模，成本就高。”水立方的一位负责人对钢厂的不积极表示理解。“加上Q420C这样的钢材普遍生产经验少，钢厂有畏难情绪。”一般钢厂的钢材起订量是30吨，而水立方所需钢材品种里小于这个数的就有16种，甚至有2种的订货量仅为2吨。更何况这些订货量本来就少的钢材还要分成300多个规格。
    舞钢、鞍钢接下了水立方约8000吨的合同，其中包括最难“啃”的用作支撑梁柱的2600吨抗层断撕裂建筑结构用钢。这种钢板除具备建筑结构用钢的高强度、高抗震性等外，对垂直方向上的力学性能也有较高要求，而且所需规格最大厚度达到60毫米，之前在国内从未有钢铁企业生产过。
    而“鸟巢”则对钢材提出了更严格的考验。
    “鸟巢”的钢结构屋面呈双曲面马鞍型，大跨度屋盖支撑在24根桁架柱之上，桁架立柱之间的距离都约为38米。每根立柱向左右分别伸出两个钢架，与对面的立柱一起承受大跨度桁架的力。如此，24榀门式桁架围绕着体育场的内环看台区旋转编织起来，其中22榀实现了拉通或基本拉通，每个门式桁架与内环开口相切。门式桁架之间以不受力的次结构杆件相连接，交叉布置的主结构与屋面、立面的次结构一起形成了“鸟巢”的造型。
    屋盖中部的内环呈椭圆型，长轴约190米，短轴约124米。“鸟巢”的桁架柱脚是受力最大的部位，因此，桁架柱脚部分使用的钢板厚度达到110毫米，居整座“鸟巢”钢板厚度之首。桁架上方受力最小的部分，杆件钢板厚度则仅为60毫米。
    “鸟巢”主桁架的双榀贯通最大跨度达到260米，如果用传统低强度钢材，将使钢材断面增大，在焊接时容易出现问题，而能适应这一要求的低合金高强度钢材“Q460E”此前在国内从未生产过。为此，项目部联合国内的厚钢板生产企业舞钢，在半年多时间里进行了3次技术攻关，自主研发出具有良好抗震性、抗低温性的“Q460E”，并实现了国产化。
    Q460钢板被专家们公认为建筑结构用钢的顶级产品，此前国内从未应用于大型建筑物，多用于工程机械，而且均从卢森堡、韩国等进口。
    “‘鸟巢’所用钢材名为Q460EZ235。”“鸟巢”工程建设指挥部专家侯兆欣解释说，它是顶级建筑用钢，460指的是钢材的强度，表明这种钢的强度是普通钢材的两倍，“E”指的是负40度的冲击韧性指标，这表明此钢的韧性十足，而“Z235”则表明“鸟巢”钢材的性能是最高级的。Q460EZ35，保证了“鸟巢”在承受最大460兆帕的外力后，依然可以恢复到原有形状。这意味着如果北京再次遭受上世纪70年代唐山地震一样的地震波及，“鸟巢”依然能保持原状。