2022-KJ-2-012基于双碳背景下装配式建筑用钢关键技术研究与应用

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2022-KJ-2-012基于双碳背景下装配式建筑用钢关键技术研究与应用

日期：2023年01月15日来源：中国腐蚀与防护学会分享：

获奖项目编号：	2022-KJ-2-012
获奖项目名称：	基于双碳背景下装配式建筑用钢关键技术研究与应用
第一完成单位：	河钢材料技术研究院
项目联系人：	年保国
联系人电话：	13230009612
联系人邮箱：	nianbaoguo@hbisco.com
项目简介：
依据钢结构行业“十三五”规划及建筑工程轻量化、节约化和功能化的发展趋势，建筑结构用多功能（高强、抗震、耐蚀）钢板生产关键技术研究与应用将成为钢结构行业重点发展的方向。目前我国存在着用钢强度低，兼具抗震、耐蚀、耐火性能的钢材研发和使用量少等问题，与国外高强度高性能钢普及应用的现状相比有较大差距。为适应钢结构的防灾、长寿命和减量化等需求，研发高强抗震耐蚀钢板并推进其在建筑领域的示范应用成为必然选择，项目主要创新点如下：（1）系统研究装配式建筑用钢连续冷却相变转变规律，研发出不同级别高耐候、低屈强比、易焊接新一代建筑用钢的生产方法，解决该类产品耐候性能与焊接性能相互矛盾的棘手难题。（2）通过人造气氛腐蚀评价装配式建筑用钢耐候性能，XRD物相检测不同周期衍射峰强度变化规律，腐蚀产物中结构致密的α-FeO(OH)含量达到14%~26.09%，平均腐蚀速率为Q345B的38.7%，耐候性能提升2.83倍以上。（3）基于“实际焊接试验”与“焊接热模拟试验”对装配式建筑用钢焊接性能进行检测与评定，研究焊接热影响区微观组织、粗晶区硬度、冲击功随热输入变化曲线，适配焊接电流、焊接电压、焊接速度等工艺参数，形成系统的装配式建筑用钢焊接试验及参数规范，并形成成套的耐腐蚀组合焊缝焊接技术，满足苛刻工程应用需求。（4）采用结晶器冷却水温稳定装置动态调整并稳定铸坯冷却水温范围固定在30～38℃极窄范围，凝固末端动态轻压下补偿铸坯体积变化，实现高品质、无缺陷高耐候装配式建筑用钢铸坯生产技术开发。（5）采用低碳及Nb、Ti合金化强韧化，Cu、Cr、Ni多合金元素在控轧控冷的交互作用，成功研发了屈服强度390~500MPa、0.6级别超低屈强比、高强耐候装配式建筑用钢，应用于结构复杂、高承载力、强地震带、极寒地区等特许建筑工况。核心技术实现工业化稳定应用，近三年供应低屈强比、高耐候、易焊接装配式建筑用钢合计11.4万吨，新增销售额682518万元，新增利润9074.4万元。形成自主知识产权10件，其中发明专利7件，登记软件著作权2件，实用新型1件。形成系统的焊接试验及参数规范，并形成成套的耐腐蚀组合焊缝焊接技术，满足苛刻工程应用需求。屈服强度390~500MPa、0.6级别超低屈强比、高强耐候装配式建筑用钢，应用于结构复杂、高承载力、强地震带、极寒地区等特许建筑工况。编写和发布河北省工程建设标准《建筑用钢型材标准》，完善绿色建材标准，促进绿色建材生产和应用。产品普遍应用于建筑、制造、交通等行业，分为设备钢结构、建筑重钢结构、建筑轻钢结构、桥梁钢结构、空间钢结构等五大类。全生命周期下采用新型材料，碳排放可下降接近40%，节约工期20~45%、减少能源消耗20~40%，建筑粉尘降低20~30%。装配式建筑转型是绿色建筑的必经之路，是实现双碳目标至关重要的一环。