近年来,韩国发生了一系列崩塌事故,已经让业界充分认识到建筑安全的重要性。建筑物应讲求抗震设计,因此抗震钢材的需求也将明显增长。抗震H型钢和钢筋等安全性能钢材主要应用于各类建筑物,新开发出的SN钢材、波纹钢板、特钢棒材及C型钢等产品也已经实现了商业化生产。
尽管与普通钢材相比,这类产品的比重还并不高,但随着社会安全意识的提高,今后高性能产品在全球市场的占有率有望逐步提高。
1、建筑结构用热轧离性能H型钢(SHN)
SHN是现代钢铁公司在2005年采用独创电炉技术在韩国最早开发的高性能H型钢产品。该产品具备良好的能量吸收能力、变形能力、焊接性和耐冲击性,可实现抗震稳定性。
自SHN钢材开发以来,韩国建筑规范(KBC)已经明确规定:在特殊抗弯框架、中等抗弯框架、特殊中心支撑框架、偏心支撑框架、防屈曲支撑、特殊钢板墙等建筑结构上必须采用抗震性优秀的SN和SHN钢或TMCP钢。
在受到地震冲击时,石笼网,SHN钢材通过优异的焊接性和耐冲击性可以按照设计者的意愿分散冲击负荷,可用于防止建筑物崩塌,吸收了地震能量后,还可以延迟建筑物崩塌,从而确保建筑物的安全性。
SHN钢材可以经受时速250km以上的风速和6级地震,使用寿命在50年以上,耐久性优良。该钢材产品目前在韩国国内已经用于蚕室地区的乐天世界塔、《朝鲜日报》在上岩洞的办公大楼、韩国电力技术公司在金泉的办公大楼等大型建筑物,同时还被哥伦比亚波哥大燃煤发电站、南极张保皋科考站等海外项目建筑采用,其优越的性能已经获得了业内的广泛认可。
2、混凝土用抗震钢筋
高性能混凝土用钢筋是指能量吸收能力、变形能力、焊接性优良的钢筋产品,提高了抗震性,从而提高了建筑物安全性。目前,韩国建筑规范混凝土结构标准已经规定在建筑物的抗震设计上必须采用此类产品。
与普通钢筋不同,抗震钢筋屈服强度的上限值和屈服比等指标都有严格的要求。屈服强度如果过高,建筑物受到了不能承受的外力,就不能吸收冲击能量,可能会出现突然崩塌。如果采用了抗震钢筋,那么在顶梁柱垮塌之前,就可以有效吸收冲击能量,避免了建物突然倒塌,确保人员有足够的逃生时间。
在抗震钢筋研发方面,东国制钢走在了前列。2010年2月该公司成功开发出SD400S、SD500S系列抗震钢筋,在韩国最早享有抗震钢筋技术专利。
此外,现代钢铁公司2013年也首次向庆尚北道金泉市的韩国电力技术公司新大楼工程提供了高性能混凝土用钢筋,该建筑同时还采用了SHN钢材,抗震性能有了进一步保证。
3、大型钢柱用高强钢筋
随着超高层建筑的不断增多,社会上对于高空作业危险预防的呼声也日益高涨。为此,现代钢铁于2012年在韩国率先开发出超大型钢柱专用的直径51mm以上的高强钢筋。
与普通钢筋相比,该高强钢筋纹路呈螺旋状,其接头部位物理性能优良,无需进行额外加工处理,可以节省加工费用。该高强螺纹钢筋可以采用焊接或压入的方式进行连接,具有连接紧密的优秀机械性能,适用于狭小场所或受限制的区域,可作为建筑物基础板桩使用,还可提高建筑物抗震性能,石笼网,用作超高层建筑的支柱和地基。采用该螺纹钢筋,从地面建起钢筋结构物后,可以通过起重机吊起,然后进行组装,将高空作业时间减至最低。
目前,韩国早先全部依靠进口的直径51mm (D51)螺纹钢筋已成功实现国产化,韩国建筑及土木学会都在建议尽可能采用该螺纹钢筋。
2014年5月,东国制钢成功开发出屈服强度为500-600MPa的超高强螺纹钢筋,在市场投放初期,将与现代钢铁展开竞争。
4、严格规定碳含量的抗震建筑结构用钢《SN)
一般说来,建筑物是通过H型钢和钢板的连接,以及接头的焊接而建造的,与普通结构用SS400或焊接结构用SM490A等现有钢种相比,目前已经开发并采用了抗震性较高的SN钢材。
与普通的SS和SM钢种相比,SN系列钢种的屈服强度上下限值、碳当量Ceq、夏比冲击功等指标均有所不同,而脆性元素的区别则更大。
钢中的五大元素中,P和S都是作为杂质元素处理的,P具有冷脆性,而S则具有热脆性。因此生产抗震钢材必须降低这两种元素的含量。
作为结构用钢使用时,C含量对于强度和焊接性都有一定影响,因此必须有严格的规定。C含量越高,焊接性越差,强度提高,而延伸率则会相应降低。
SN钢材不仅规定了C含量,同时还要求Ceqeq
5、超长大桥梁专用高性能钢材(HSB?800L)
近期新建的桥梁已经有超长、超大化的发展趋势,因而高性能钢材HSB?800L的需求也在稳步增长。与现有结构用钢相比,抗拉强度800MPa级的桥梁专用钢HSB?800L在强度明显提高的同时,成本增幅却较低,非常适用于经济型设计。
HSB?800L钢采用了TMCP工艺,生产成本及质量稳定性等指标有所提高。与普通钢材不同,HSB?800L钢板的最大厚度可达80mm,-40C条件下的冲击吸收能量在47J以上,为了提高钢桥制造的效率,通过调整化学成分,将HSB?800L钢最低预热温度提高到50℃以上。与日本的BHS700、美国的HPS100、欧洲的S690Q等同类产品相比,HSB?800L钢的生产周期、焊接性、低温韧性等指标更佳。
6、抗拉强度600MPa级焊接结构用特殊棒材(KTB600)
目前,世亚特钢公司主要向高速地铁及海底隧道加固结构物供应抗拉强度600MPa级的焊接结构用特殊棒材。上世纪90年代,世亚特钢通过优化合金成分并采用表面硬化轧制技术,设定了自回火控制轧制条件,开发出了KTB600产品。