建筑用冷弯大规格厚壁方矩形钢管的成型工艺与性能（1）

1大规格方矩形钢管的应用现状

　　近几年随着国家对基本建设的投入，各地重大市政工程和建筑工程越来越多的采用了钢结构形式，而大规格厚壁方矩形钢管由于外形美观，受力合理，节点处理相对简单等优点，因而在机场航站楼、体育场馆和会展中心等的桁架结构体系以及幕墙支撑体系中作为钢构件得到普遍应用。但在实际应用中，方矩形钢管也遇到了一些急需解决的问题。

　　首先，过去国内冷弯型钢市场所能提供的绝大部分都是普通精度的小口径、薄壁冷弯型钢，材质大都为Q235，而300mm伊300mm伊12mm以上的高强度、厚壁、大规格方矩形钢管，由于常温在线连续成型工艺技术难度高、投资大，有很大的风险性，因而许多钢结构工程中此类构件只得从国外进口，制约了我国建筑钢结构的发展。其次，方矩形钢管作为钢构件同样也面临高温软化问题，无论在何种场合都须对其进行相应的防火处理，这一方面加大了工作量和工程造价，同时也一定程度的影响了方钢管构件外形美观的视觉效果。

　　宝钢集团上海钢铁工艺技术研究所（简称工艺所）通过引进国外先进技术和自主开发相结合的方式，采用目前世界上最先进的自动排辊直接成方技术，依托宝钢集团优质建筑钢材，现已投产具有良好高强度高抗震高耐火耐候性能的大规格厚壁冷弯方矩形钢管，最大尺寸为500mm伊500mm，最大壁厚为19mm。由工艺所起草主编的冷弯型钢产品国家标准GB/T6725—2002和GB/T6728—2002已于2002年12月颁布。2003年6月建设部正式下文，由工艺所主编起草国家建设行业标准《建筑结构用方矩形钢管》。工艺所的《高强度高抗震高耐火耐候超大规格方矩形管及连接件研究》课题经国家科技部批准，已列入国家高技术研究。

2产品的性能特点

2.1大规格

　　工艺所方矩形钢管生产线产品的最大规格为500mm*500mm*19mm，为世界第二。世界第一的日本新日铁26英寸方矩管生产线最大规格为550mm*550mm*22mm。欧美国家目前最大规格方矩形管为400*400*12.7mm。

2.2高强度

　　为了减轻自重、提高抗震抗冲击等安全性能，国内外开始广泛使用高强钢，材料强度极限已达630MPa甚至更高。工艺所生产的方矩形管，其母材抗拉强度可达630Mpa，按产品强度等级列世界第一，日本新日铁生产线产品的最高强度仅为550Mpa，两者相差接近15%。

2.3产品超厚

　　工艺所生产的方矩形管最大厚度达19mm，超厚不仅体现在绝对厚度上，还体现在产品的相对厚度上。对厚度是冷弯成型难易的一个重要指标，方管用边厚比表示。目前国内外普遍认为，边厚比低于10时产品具有很高的成型难度。工艺所生产的方矩形管，其小断面大壁厚产品边厚比可达7，如100mm*100mm*14mm、120mm*120mm*16mm等。

2.4耐火

　　B490RNQ热卷钢制成的冷弯大规格厚壁方矩形钢管，其室温力学性能完全满足和超过国标Q345B的要求，其成形加工性能相当或优于Q345B，屈强比满足国家建筑行业规范关于抗震性的要求。同时其高温性能明显优于同等级别的Q345B，600时B490RNQ的屈服强度仍保持在310MPa，远远高于2/3 室温屈服强度，而Q345B在500工艺对壁厚8mm 以上屈服强度已低于2/3 室温屈服强度。

　　另外B490RNQ 钢种还具有优良的耐腐蚀性能，所以具有耐火耐候性能的建筑工程用冷弯厚壁方矩形钢管将在相当程度上节省防火材料的应用。室内钢桁架屋盖采用此类钢构件时甚至可以免去防火防锈涂料的工序，这既能减少工程量、降低工程造价，又能充分发挥方矩形钢管外形美观的视觉效果，有很好的综合效益。