一般認為，將335MPa級鋼筋升級至400MPa和500MPa級至少可分別減少約10%和19%的用量。如果以1億噸335MPa級鋼筋的初始總量計算，需要升級的鋼筋，即作為梁、柱和桿承載主筋的約有7000萬噸，則升級后每年將分別減量約700萬噸和1330萬噸，相當于1個～2個大型鋼鐵企業的產量，效果突出且能維持相當長的時間。這正是行業內外對鋼筋減量化十分重視的原因。

　　但是，通過對235MPa級帶肋鋼筋升級至335MPa、400MPa和500MPa級帶肋鋼筋的主流技術進行分析，可以看出，我國的錳（Mn）和MA（微合金）資源不足以支撐中國巨大的400MPa和500MPa級帶肋鋼筋產量，它們將成為鋼筋減量化的資源“瓶頸”。

　　●合金化技術

　　首先是在Q235級的成分（質量分數），即C（碳）0.2%、Si（硅）0.4%和Mn上限為0.6%的基礎上，將Mn的質量分數增加至1.2%～1.6%，成為335MPa級的20MnSi。此合金化方法可簡稱為Q235＋Mn。它奠定了400MPa和500MPa級鋼筋的基礎成分，并伴隨著其他強韌化技術，成功地實現了鋼筋的進一步升級換代。

　　以Q235＋Mn的合金化技術進行鋼筋的升級，能夠實現Fe的減量化，但是增加了Mn的用量。以7000萬噸的Q235鋼筋為基數計算，減量700萬噸可粗略認為減少了700萬噸鐵，但余下6300萬噸的20MnSi將使用63萬噸純錳（以ω（Mn）＝1.0%計算），比原來的7000萬噸Q235使用42萬噸純錳（以ω（Mn）的上限0.6%計算）多21萬噸。如果生產更高級別的鋼筋，降鐵增錳的結果將更為明顯。

　　須要注意的是，增錳的副作用不能忽視。首先，我國的錳礦需要進口。2007年、2008和2009年，我國錳礦的進口數量分別為663.45萬噸、757.19萬噸和961.76萬噸，呈逐年遞增的趨勢，必須節約使用。其次，錳已經是一些國家的物資儲備元素之一，并且他們已開始著手進行鋼鐵產業中錳資源的流向和回收的研究。這些都說明了在帶肋鋼筋的升級換代中關注并盡量減少增錳量的必要性。

　　●微合金化技術

　　添加微量的Ti（鈦）、Nb（鈮）和V（釩），配以質量分數為1.0%～1.6%的Mn和相應的熱軋和軋后控冷工藝，可借組織細化、析出強化或相變強化實現鋼筋的升級換代。這是當前生產400MPa～500MPa級鋼筋所采用的技術，可簡稱為Q235＋Mn＋MA技術。它首先在中國解決了該級別鋼筋的有無問題。顯然，該技術存在著降鐵增錳、MA元素的問題。

　　隨著對上述級別鋼筋的需求量增加，首先考慮的應是MA技術的資源制約問題，即巨大的產量基數和MA元素用量之間的矛盾。試以ω（V）為0.07%和ω（Nb）為0.03%計算，那么6300萬噸的500MPa級鋼筋分別需要4.41萬噸純釩和1.89萬噸純鈮。這是資源條件所不允許的。

　　其次，MA元素的使用還會產生廢鋼污染問題，不利于鋼鐵材料的循環利用。

　　因此，盡管MA技術在管線鋼、船板等產品的生產中發揮了決定性的作用，成為必選的技術，也成功應用于年需求量僅百萬噸的其他國家的鋼筋生產中，但面對中國帶肋鋼筋巨大的產量基數，將其作為必選的手段是不可持續的。

　　●余熱處理技術

　　余熱處理在帶肋鋼筋升級換代的初始階段曾發揮了重要作用，在進一步的性能升級時可以減少微合金元素和錳的用量。但對于大規格、高級別鋼筋的生產而言，余熱處理似乎越發顯得不足，主要表現在以下幾個方面：

　　首先是規格或尺寸效應。大直徑鋼筋的強韌化效果一方面受淬透性的限制，另一方面受碳當量Ceq或保證焊接性的限制。這意味著不可能為了增加淬透性就進一步提高錳含量。

　　其次是沿徑向組織和性能的不均勻特點。對比軋后穿水和冷床空冷鋼筋強度沿徑向的分布，筆者認為不宜采用余熱處理的方法生產大規格、高級別鋼筋。余熱處理鋼筋表層的回火馬氏體硬度高，還會顯著降低對鋼筋進行機械加工的工具的使用壽命。

　　近期，有關于通過軋后穿水在鋼筋表層獲得貝氏體組織的報道，可減輕上述不利影響，但這也要提高錳含量。

　　●細晶粒鋼筋技術

　　通過形變與相變的耦合可獲得細小的鐵素體和珠光體組織，從而發揮巨大的強韌化效果。細晶粒鋼筋由此而來并被納入國家標準。

　　研發細晶粒鋼筋的初衷是非合金化和非微合金化，用碳素鋼通過前述機制實現Q235的升級。在實踐中，受裝備條件的限制，該技術未能充分發揮形變與相變耦合的作用。為獲得細化的組織，最終還是采用了Q235＋Mn或Q235＋Mn＋MA技術。不過，細晶粒鋼筋技術機制與余熱處理的聯合應用對降低錳和MA元素的消耗仍然有所貢獻。

　　此外，細晶粒鋼筋的焊接連接一直是業內擔憂的問題。

　　●超快冷技術

　　采用超快冷技術生產500MPa級帶肋鋼筋主要采用的是Q235＋Mn＋MA成分。此技術的初衷是軋后將仍然保持形變組織的奧氏體超快速地冷卻至某一終冷溫度，以獲得所需細化的相變產物，達到強韌化的目的。它已成功應用于板帶材生產。

　　該技術應用于帶肋鋼筋生產仍然面臨著與余熱處理技術類似的問題，而且，冷速越大，精確控制終冷溫度就越難，更何況在生產條件下帶肋鋼筋溫度的精確測量比較困難。因此，必須在這方面有所突破，才能在超快冷技術的應用中避免為保證強度而對終冷溫度采取“寧低勿高”策略的不利影響。

　　從以上分析中不難看出，生產400MPa和500MPa級帶肋鋼筋，無論使用哪種強韌化技術，目前采用的都是基于Q235＋Mn＋MA的合金化與微合金化的成分設計。就資源而論，其減量化效果實質上僅僅是減少了鐵資源的用量，反而增加了錳和MA資源的用量。因此，宜在鋼筋升級換代中避免這種一統模式的成分設計，且依據不同地域對性能的差異性要求增添其他模式的合金化方法，使減量化效果更為突出。

　　Q235＋Mn＋MA的成分設計完全受碳當量Ceq的限制，碳當量Ceq的上限則取決于鋼筋焊接連接的要求。因此，如果對400MPa和500MPa級帶肋鋼筋繼續采用焊接連接，盡管在技術上可行，該連接方法還是不可取的。因為我國的錳和MA資源不足以支撐中國巨大的400MPa和500MPa級帶肋鋼筋產量。這正是后者對鋼筋減量化手段的制約。  

短期內高強鋼筋完全替代Ⅱ級螺紋鋼尚有阻力

　　本報記者 謝吉恒 柳祖林 郁干

　　建筑物要實現安全性、經濟性和耐久性，須要采用具有高強度、高韌性和低屈強比，以及有更好的耐蝕性、耐候性、耐火性、抗震性的建筑鋼材。高強鋼筋無疑是上上之選。但是，高強鋼筋的推廣應用仍存在諸多問題。日前，《中國冶金報》記者走訪了唐山、邯鄲、天津、北京、朝陽、北票、凌源等地區的部分鋼鐵生產企業、鋼貿商和用戶。從了解到的情況看，要在短期內實現高強鋼筋完全替代Ⅱ級螺紋鋼，難度較大，主要原因有以下幾個方面。

　　第一，小企業難以在短期內迅速實現轉型升級。目前，生產高強鋼筋的廠家有兩類，一是國有大型鋼鐵企業，它們在淘汰Ⅱ級螺紋鋼方面進展比較順利；第二類是地方民營鋼企，它們是淘汰Ⅱ級螺紋鋼的難點所在。據統計，生產每噸高強鋼筋的成本將提高100元左右，民營鋼企要淘汰普通鋼筋生產，轉而生產高強鋼筋，一方面需要投資上新的設備、新的生產工藝，另一方面要對工人進行技術培訓。但就目前鋼市不景氣的現狀來看，三到五成的小鋼鐵企業都既缺資金，也缺技術，顯然無力在短期內迅速實現轉型升級。目前，唐山有七成民營小鋼企生產不了高強鋼筋，取得生產許可證的就更少了。

　　第二，普通鋼筋能否在短期內被淘汰，還要取決于市場需求。據初步估計，目前，天津地區只有20%的商戶還在出售Ⅱ級螺紋鋼。現在，天津七層以上的樓房都不會采用Ⅱ級螺紋鋼，只有部分在建工程還在繼續使用。在新的項目工程中，設計公司都不會考慮Ⅱ級螺紋鋼。更重要的是，Ⅱ級螺紋鋼和Ⅲ級螺紋鋼的價格相差不大，大家更愿意使用高級別的鋼筋。不過，有鋼貿商認為，現在市場對于Ⅱ級螺紋鋼還有一定的需求，主要是城市基礎設施、商品房、保障房和普通公路橋梁等用鋼。另外，Ⅱ級螺紋鋼退市對農村的需求有較大影響。農村民用建筑對鋼材質量的要求不高，選擇普通鋼筋可大幅降低成本。

　　第三，高強鋼筋的推廣應用存在著一些尚待解決的問題。首先，高強鋼筋市場缺乏監管機制，產品的質量標準無法得到保證，一些不良廠商以次充好的現象比較嚴重，在一定程度上影響和制約了高強鋼筋的使用。其次，在實際應用中，高強鋼筋出現了連接時發生開裂、連接套筒不標準等問題，影響了高強鋼筋的推廣應用。有的高強鋼筋“外硬內軟”，在機械連接或焊接的時候表面受到破壞，有的出現開裂現象，其性能甚至比不上普通鋼筋。再其次，目前，高強鋼筋的連接主要是采用機械連接，其方法是套筒，要求鋼筋的兩端有螺紋。但國內生產的絕大多數高強鋼筋沒有螺紋，需要用戶自己加工，給用戶使用帶來了不便。此外，高強鋼筋的施工也存在著產業升級的壓力。高強鋼筋產品自身的特點，對鋼筋的加工焊接工藝要求很高，而與之配套的先進鋼筋加工技術在普及程度方面仍存在一定的問題。同時，施工單位要增加相應的加工設備，會增加其成本壓力。

　　第四，經濟效益不明顯導致部分房地產投資商對使用高強鋼筋并不積極。據了解，鋼筋的使用成本只占土建成本的10%～15%，占建設總成本的4%左右。如果住宅房屋的建設成本為1億元，那么鋼筋的使用成本僅為400萬元。即使按照理論計算的結果，使用高強鋼筋能夠節約的鋼筋成本也只有60萬元，經濟效益不明顯。這樣的問題也存在于農村民用建筑中。據測算，農村一座普通的三間房大約需要使用1噸螺紋鋼、盤圓鋼，采用高強鋼筋的減量化效果不明顯。

　　高強鋼筋替代Ⅱ級螺紋鋼加速

　　本報實習記者 郭小燕

　　日前，冶金工業信息標準研究院副院長王麗敏表示，我國熱軋鋼筋標準GB1499.2已完成審定，正在報批，預計將在明年初實施。“待新標準全面貫徹實施后，受力主筋將全面應用400MPa以上級鋼筋，其中500MPa以上級鋼筋的比例也會大大提高。

　　據介紹，GB1499.2修訂的主要內容包括：取消HRB335級螺紋鋼，適度加嚴鋼筋重量負偏差要求，增加500MPa鋼筋級別，增加了帶E的牌號。屆時，我國將完全取消HRB335級鋼筋，且不設過渡期。這主要是出于以下幾個方面的考慮。

　　第一，我國對高強鋼筋的推廣應用有了新突破。2011年7月份，住建部與工信部正式成立高強鋼筋推廣應用協調組；2012年1月份，《關于加快應用高強鋼筋的指導意見》印發；2012年2月份，《推廣應用高強鋼筋實施方案》和《推廣高強鋼筋示范工作方案》先后獲得通過；2012年3月份，高強鋼筋推廣應用技術指導組正式成立；2012年5月份，GB1499.2標準的審定工作完成，淘汰了HRB335鋼筋。

　　第二，高強化、抗震、耐蝕和耐低溫等要求是鋼筋未來發展的趨勢。目前，發達國家已基本淘汰了200MPa和300MPa級鋼筋，主要使用400MPa和500MPa級鋼筋。今后，他們將重視改善鋼筋的綜合性能，除了提高鋼筋的強度外，還不斷強調要提高鋼筋的延性。在國際標準方面，歐洲規范和日本規范都明確提出根據不同抗震性能對鋼筋構件進行延性分級。近年來，發達國家相繼啟動了低合金耐蝕鋼筋研發行動。例如，英國提出了海洋研究計劃，美國啟動了戰略公路研究計劃，日本展開了預應力混凝土耐蝕鋼筋（含鎳3.5%、鎢0.12%）的研究，等等。此外，美英（歐盟）與日本在耐低溫鋼筋開發方面也取得了成效，如ArcelorMittalz開發了耐-50攝氏度~170攝氏度低溫系列鋼筋，主要用于建設天然氣儲氣罐混凝土結構。

　　第三，從我國鋼筋生產企業來看，通過設備改造、工藝改進、技術創新等各項措施，鋼筋產品的質量大大提高。尤其是在國家產業政策的引導下，企業積極開展技術攻關，400MPa級鋼筋的產量與質量都有了大幅提升，我國具有資質的生產企業都具備了生產400MPa級鋼筋的生產能力。另外，這些企業還積極研發抗震鋼筋和500MPa級鋼筋，取得了良好的效果，基本滿足了建筑行業結構調整和轉型升級的需要。

　　第四，國內企業生產的高強鋼筋質量水平較好且性能穩定。據抽查，我國企業生產的400MPa級鋼筋的合格率連續4年保持在100%的水平，500MPa級鋼筋的合格率也連續2年保持在95%以上。我國抗震鋼筋產品的各項主要指標穩定，完全能夠滿足標準要求，實物質量處于較高的水平。

　　王麗敏表示，GB1499.2標準修訂的主要目標是最終實現鋼筋的高效利用、高可靠性、低成本的目標。鋼筋標準是強制性標準，并且實行生產許可證制度。所以，除了充分考慮與鋼筋的設計規范協調一致外，還要考慮發放生產許可證等一些實際操作要求。  

天津明確推廣高強鋼筋的路線圖

　　本報首席記者蔡立軍 記者郁干

　　日前，天津市經信委、建交委聯合下發了《關于加快天津市推廣應用高強鋼筋的實施意見》，加大推廣應用高強鋼筋的力度。

　　據測算，每噸鋼平均消耗鐵礦石1.6噸、標準煤600千克、新水4.1噸，排放二氧化碳約2噸、污水2噸、粉塵1.5千克。如果以400MPa級鋼筋替代335MPa級鋼筋，可節約12%~14%的鋼材，以500MPa級鋼筋取代400MPa級鋼筋可再節約5%~7%。如果高強鋼筋的用量比例達到65%，每年大約可節省鋼材1000萬噸。對于天津市來說，在建筑工程應用500MPa級高強鋼筋替代400MPa級高強鋼筋，每年可節約鋼材60萬噸，減少消耗鐵礦石96萬噸、標煤3.6萬噸、新水246萬噸，減少排放二氧化碳120萬噸、污水120萬噸、粉塵90噸。由此可見，加快推廣應用高強鋼筋的意義重大。

　　據悉，《關于加快天津市推廣應用高強鋼筋的實施意見》明確了天津推廣高強鋼筋的路線圖。

　　一是保障產品供給，滿足市場需求。以滿足工程需要作為推廣應用高強鋼筋的基礎，在發揮市場配置資源基礎性作用的同時，通過政策引導，改善市場環境，規范市場秩序，平衡供需。加強生產和應用單位的協同配合，做好供需銜接，加強需求分析，建立信息平臺，及時、準確發布供需和價格信息，保障高強鋼筋的供應。

　　二是加強技術創新，加快產品升級換代。注重新工藝和新技術的研發，降低成本。加強高強鋼筋標準、規范和應用研究，滿足不同需求。積極開展500MPa、600MPa級及以上螺紋鋼筋產品和相應配套技術的研發，形成政府引導、企業為主體、高校和研究機構參與、滿足下游行業需求的“產學研用”協同創新機制，加快鋼鐵產品升級換代。例如，天津鋼鐵集團積極推進高強鋼筋技術的開發，尋找轉型升級的新思路。他們以客戶為中心，先后研發成功各類高強鋼筋共計17個，如用于房屋、橋梁、道路等建設的HRB400(E)、HRB500(E)ф10mm～ф50mm國標熱軋帶肋鋼筋，以及460MPa、500MPa級別B500Bф10mm～ф50mm英標螺紋鋼筋；用于大、中跨度橋梁、核電站等建設的PSB785、PSB830ф25mm、ф32mm預應力混凝土用螺紋鋼筋（精軋螺紋）；用于巖體錨固的HRB400、HRB500ф20mm～ф25mm礦用錨桿鋼；440MPa級別KL400ф12mm～ф40mm余熱處理鋼筋；HRB400(E)、HRB500(E)ф6mm～ф12mm盤螺鋼筋等。

　　三是加強溝通協調，加快推廣應用。高強鋼筋推廣應用涉及建設、設計、施工、監理、生產等多個部門，一定要建立有效的協調機制。要積極發揮協調領導小組的作用，充分發揮企業的主體地位和積極性。鋼鐵企業在加強技術研發的同時，要主動與建設、設計和施工單位溝通銜接，及時解決高強鋼筋在應用中的技術問題，確保鋼筋質量和建筑工程質量。

　　四是加強宣傳培訓，積極開展示范工程。積極開展相關標準、規范的宣傳培訓工作，在全面推進高強鋼筋應用的基礎上，選擇部分示范工程，發揮引領作用，有效推進。要充分發揮天津市鋼鐵工業協會的橋梁作用，搭建平臺，積極服務，為政府部門提建議，為形成用好高強鋼筋的社會氛圍積極做工作。

　　天津市城鄉建設交通委員會設計處處長趙建設表示，目前，天津的建筑設計單位已經從龍頭開始設計使用高強鋼筋，而且還有專門的審查機制。但是任何一種新的材料上市要有一個被接受的過程，需要鋼企、鋼貿商、建筑設計單位、開發商和施工單位通力合作、優勢互補，在各個環節上實現共贏。鋼鐵生產企業的科技研發人員要深入到建筑企業，到施工工地搜集各類型鋼筋在使用過程中遇到的問題（比如穿水冷卻鋼筋和超細晶粒鋼筋在使用、加工過程中某些性能會發生變化），通過掌握第一手資料了解用戶的需求，有針對性地改進鋼筋生產工藝，并調整成分設計，從而生產出用戶滿意的產品。尤其鼓勵鋼鐵企業與建筑企業合作，根據不同區域、不同工程的需要，建立各具特色的鋼材加工配送合作聯盟，改變鋼筋加工地點分散、效率低、成本高的現狀，實現專業化、規�；�加工配送，提高鋼筋加工成品的質量。

　　有專家認為，現在到了推廣高強鋼筋應用的好時期，但仍有很多問題要解決，合理配送高強鋼筋就是其中的一個。配送不是簡單的配料，而是要求鋼鐵企業由生產型企業向服務型企業轉型。

　　視點

　　順利淘汰Ⅱ級螺紋鋼還須多方合力

　　在接受《中國冶金報》記者采訪時，多數受訪者表示，目前，Ⅱ級螺紋鋼已經得不到市場的認可了，淘汰Ⅱ級螺紋鋼是大勢所趨。但我們也要看到，由于資源“瓶頸”的制約、市場退出機制和監管機制的不完善、加工配送環節的缺失、市場需求尚存等因素的影響，高強鋼筋要在短期內完全取代Ⅱ級螺紋鋼仍面臨著不小的阻力，需要政府和企業多方合力，共同推進。

　　首先，政府要全面考慮推廣應用高強鋼筋的配套問題，盡快細化相關規定和政策，做好技術和資源的準備研究工作。

　　加速淘汰Ⅱ級螺紋鋼，不留過渡期，顯示出國家淘汰落后產品的決心。但僅僅有決心是不夠的，還需要下大力氣堅決推進。這需要相關部門在考慮現有條件、市場需求的基礎上，把工作做細，不留紕漏，從源頭完善各項設計和質量標準，建立落后產品的退出、監管機制和使用高強鋼筋的激勵機制，保證退市和推廣都有章可循，并且層層有人管、事事有人具體負責。同時，地方政府也要盡快出臺高強鋼筋推廣計劃，明確推廣路線圖，加大高強鋼筋的推廣力度。

　　此外，政府要充分考慮高強鋼筋推廣應用所面臨的資源“瓶頸”、技術發展階段等問題，由相關部門牽頭早做調研，有針對性地提出解決預案。例如，對于企業進行生產設備和工藝改造時缺乏必要的技術和資金，國家要給予積極的政策引導和支持。對于可能面臨的資源約束，要及早進行設計成分和鋼筋升級換代模式的研究，并對資源保障工作早做規劃。

　　其次，企業要早作打算，抓住機遇調整產品結構，實現轉型升級。

　　Ⅱ級螺紋鋼加速退市，使部分單純生產該品種的小型鋼廠面臨著生存空間被壓縮甚至被淘汰的命運。我們要清醒地認識到，國家有關部門下決心推進高強鋼筋替代Ⅱ級螺紋鋼，是鋼鐵行業和企業加速產品結構調整、實現優勝劣汰的難得機遇。鋼鐵生產企業要緊緊抓住這個機遇，實現設備和工藝的升級換代，加快新品種規格產品的研發，提高產品質量，開拓新的市場領域。更多的企業參加到市場競爭中來，也有助于加大高強鋼筋的研發和生產力度。同時，鋼鐵企業要注重增強服務意識，向高強鋼筋加工配送的產業鏈方向延伸，加強對鋼貿商和終端用戶的技術、現場指導。這既有助于解決當前加工配送環節存在的服務缺失、用戶使用不方便等問題，也有助于生產企業拓展市場銷路、與客戶建立起穩定的合作關系。