1、国外建筑彩钢压瓦机冷弯型钢发展现状
彩钢压瓦机冷弯型钢是一种截面形状合理、力学性能良好、钢材利用率高的高效、经济、环保型建筑材料,在现代建筑业中具有广泛的应用前景。
彩钢压瓦机冷弯型钢是以热(冷)轧钢板或钢带为原材料,在常温下经过拉拔、冲压、折弯或辊式成型机组加工,弯曲成各种复杂截面形状的型材。冷弯型钢最常见的截面形式为卷边C形和卷边Z形,厚度为1.2~3.2mm,屈服强度通常为280MPa和350MPa,而高强冷弯型钢的屈服强度可达450MPa和550MPa。它的截面形式也有多种变化,如单边卷边截面、双边卷边截面及设有内部加劲肋的截面等。
在欧、美、日等发达国家和地区,冷弯型钢占钢材总量的5%,而建筑用冷弯型钢已占冷弯型钢总量的70%以上。冷弯型钢已被广泛用于建筑业中的屋架、析架、刚架、网架、凛条、平台、楼梯、支撑、墙架、龙骨、屋面板、楼板、墙板、门窗以及容器、管道、围堰、钢板桩、桥墩、防波堤等。近年来,由冷弯型钢组合成的网壳、弯窿、货架、应力蒙皮结构、单层和多层房屋也有了快速发展。从结构分析和经济角度考虑,冷弯型钢和H型钢相结合,用于建筑业应是最佳组合,可以实现工业厂房和民用住宅建设的工厂化生产。据有关资料显示,从20世纪90年代开始,美国的建筑钢结构用冷弯型钢的比例已超过热轧H型钢。其中,冷弯结构焊管(包括方、矩形管和圆管)约占建筑钢结构用钢量的25%,而各种开口冷弯型钢也已占建筑钢结构用钢量的20%以上。现在美国的冷弯型钢型材已经标准化。20世纪80年代以前,日本仅生产少量的开口冷弯型钢及200mm*200mm以下的方、矩形管,其钢结构住宅中的立柱均采用H型钢。1984年仙台地震后,通过对遭受破坏的钢结构住宅的震害研究发现,立柱和横梁之间的焊缝易开裂,原因是受H型钢外形特点的限制,H型钢与H型钢对焊形成的焊缝太少。因此,为增大焊缝长度,从而提高住宅的抗震性旧本的建筑法规定,钢结构住宅的立柱必须采用方、矩形管。随着冷弯型钢在建筑钢结构中的普及,其生产规模也随之增大。2002年日本钢结构用冷弯方、矩形管和圆管的总产量已达到200万t。目前方、矩形管的最大规格已达到550mm*550mm,最大壁厚为22mm。市场需求量最大的钢管规格为200mm*200mm~400mm*400mm。这些规格的冷弯方、矩形管占日本钢结构用方、矩形管总量的80%以上。
在其它国家,近年来也对冷弯型钢构件、连接方式及结构体系进行了积极的开发和研究。目前,有关设计规范或设计建议已在澳大利亚、加拿大、英国等国家应用。由欧共体和欧洲钢结构协会(ECCS)共同完成的冷弯型钢轻钢构件和钢板的欧洲规范部分,最近也已由欧洲标准化委员会发行。
2、我国彩钢压瓦机生产型钢存在的主要问题
①双层压瓦机冷弯型钢的品种及数量不能适应市场需求。目前我国生产的冷弯型钢品种与数量,与市场需求还有差距,不少用户所需要的产品还有待开发。在产品结构调整中,冷弯型钢在全国钢材总产量中所占比例还应逐步提高。当前冷弯型钢年产量仅占钢材总产量的0.6%左右,而先进工业国家的冷弯型钢产量一般占钢材产量的1.5%~4%,差距较大。现有的一些技术设备难以适应多品种与高质量产品的生产需要。我国虽然引进了一批具有先进技术水平的彩钢压瓦机设备,但是多数企业的不少机组设备水平较低,配套不够完善,难以适应多品种与高质量产品的生产要求。
②彩钢压瓦机冷弯型钢的国家标准有待于进一步规范。当前,无论是冷弯型钢生产的品种范围、生产技术,还是生产设备的条件以及用户的要求等方面二较从前都有了很大的变化,所以现行冷弯型钢国家标准己不能完全满足需要,这样就限制了一些冷弯型钢的推广应用和产品质量的提高。因此,冷弯型钢国标有待于进一步的修改和完善。
③对彩钢压瓦机冷弯型钢产品深加工的重视程度不够。也就是说,国内冷弯型钢厂家生产的多是初级的冷弯型钢产品,缺乏进一步深加工,一方面使用户觉得冷弯型钢的使用不方便、价格较高,并且销售市场也难以扩大;另一方面,也限制了冷弯型钢生产的发展和技术的提高。特别是在今天的市场经济条件下,如果企业的产品不能适应用户需求,就不具有较强的竞争能力。
④对彩钢双层压瓦机成型技术开发的投入和重视程度不够。目前来看,我们国家没有属于自己的先进的冷弯成型技术,尽管国内有的厂家,不同程度地引用了国外的先进冷弯成型技术,例如计算机辅助辊型设计方面的软件,而且在某种程度上,为个别厂家解决了一些问题,但是整体来讲,投资较大,并且不能完全解决我国现阶段冷弯型钢生产厂家的普遍问题,所以有待于加紧步伐开发属于我们自己的冷弯成型计算机辅助设计技术。
3、彩钢压瓦机冷弯型钢生产技术展望
①加强对彩钢压瓦机冷弯型钢应用市场的开发。值得注意的是,据中国钢协会调查,冷弯型钢的用户主要集中于钢结构、汽车、集装箱、公路护栏、钢模板、铁道车辆、桥架、钢板桩、输电铁塔等9大行业,目前的年需求量达到732万~745万吨,占钢材生产总量的3.3%,平均增长率在20%以上;5~10年后,年需求量将达到1800万吨左右,占钢产量的比重将达到5%,进入世界先进水平。尤其是随着钢结构产业的迅速发展,最适合做柱材的方、矩形焊管将迎来发展高潮,预计到2010年将达到150万吨。冷弯型钢行业正迎来了第二次发展高潮。而我国冷弯型钢成型技术的发展同国外相比仍存在较大的差距,需求量却很大,大量都需要从国外高价进口,导致国内同一件产品造价要高出很多。
②加速对旧有双层彩钢压瓦机设备的改造。目前,不少设备己经运行多年,而且有些设备投产时就比较简陋,根本不能满足高质量及多品种产品的生产需要。所以,为适应市场需求,对这些设备的技术改造势在必行。
③消化吸收国外的先进技术,制造出国内高水平的彩钢压瓦机设备。以引进各具特点的彩钢压瓦机为范例,结合我国实际生产情况,制造出我国急需的新型彩钢压瓦机设备,为不断开发新型冷弯型钢产品创造良好的条件。
④发展彩钢压瓦机冷弯型钢的深度加工。冷弯型钢是带钢的二次加工产品二但是它距用户的使用二中间还有不同的加工工序,有些工序在冷弯成型的过程中就可以衔接综合进行。这样不仅可给用户提供直接可以使用的零部件产品或接近应用的半成品,方便用户、降低生产成本,同时也可增加冷弯型钢生产厂的经济效益。
⑤重视彩钢压瓦机冷弯成型经验的总结和冷弯成型理论的研究,并积极推广计算机辅助辊型设计。在己有成果的基础上,继续由有关高等院校、利一研部门及企业联合协作,为用户提供实用可靠的我们国家自己的冷弯型钢计算机辅助辊型设计的软件,使我国冷弯成型的辊型设计工作达到一个新的水平。
⑥为适应生产发展需要,针对现行彩钢压瓦机冷弯型钢的国家标准存在的问题,进行相应的修订。并根据需要补充一些新的冷弯型钢产品国家标准,使其真正发挥促进生产与应用的推动作用。
虽然国外冷弯CAD商用软件较为成熟,但其价格昂贵,设计过程繁琐,操作复杂,设计理论、思想实行技术封锁,尽管对其作某种程度的修改,可以解决国内厂家的一些生产问题,但是并不能完全改变我国厂家的生产状况,况且引进国外设计软件技术还需要花费大量资金进行培训和维修,并且不能进行二次开发,因此为促进我国冷弯型钢生产的发展,有必要开发自己的冷弯CAD软件。并且要重视与计算机结合的较流行的技术在冷弯成型技术方面应用和开发,比如,专家系统、有限元等技术与CAD的结合,都有可能成为成功的冷弯成型技术。况且,新世纪开始之时,我国的钢铁工业又迎来了一个新的发展高潮,因此应该抓住这个机遇,重点稳步发展这一新兴的冷弯型钢产业,为我国国民经济发展作出新的贡献。
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