國際鉬協(xié)會(huì)高級(jí)顧問法比奧先生在2022年中國不銹鋼行業(yè)年會(huì)暨中國不銹鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展高端論壇上發(fā)布了題為《鉬助力不銹鋼行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展》的報(bào)告。
一、鉬及鋼鐵行業(yè) －－ 國際形勢(shì)
2021年全球鉬產(chǎn)量26.37萬噸，其中，中國鉬產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的38%，同比增長14%。全球鉬初次消費(fèi)量27.86萬噸，中國鉬初次消費(fèi)占比40%。全球鉬終端消費(fèi)36.68萬噸，中國消費(fèi)占比34%。不銹鋼行業(yè)鉬消費(fèi)占到原生鉬消費(fèi)量的25%，占全部鉬消費(fèi)的比例達(dá)到30%。預(yù)計(jì)2022年全球終端鉬消費(fèi)量同比增長2.7%至 37.67萬噸。
圖1：2021年鉬的生產(chǎn)與消費(fèi)
表1：鉬的初次消費(fèi)（含回收鉬） 2021年
圖2：鉬消費(fèi)的增長率
二、含鉬材料新應(yīng)用－－國際案例：橋梁
不銹鋼在鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，在橋梁結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，含鉬不銹鋼起到非常顯著的作用：特別是雙相不銹鋼，自上世紀(jì)90年代起已越來越廣泛被使用，在復(fù)雜的安裝環(huán)境中，預(yù)制件易安裝，重量較輕、方便運(yùn)輸、操作。完全可用于水污染、海水、空氣污染、融雪鹽等腐蝕條件下?；旧厦饩S修、免維護(hù)；因維護(hù)維修帶來的各種直接成本、間接成本（包括對(duì)民眾的不便）基本上降到最低，工程技術(shù)壽命，美觀、可塑造性強(qiáng)，設(shè)計(jì)感強(qiáng)。不銹鋼材料可實(shí)現(xiàn)100%回收。
1、不銹鋼在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用之力學(xué)性能：不銹鋼結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)不能簡單地照搬碳鋼的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗鼈兊牧W(xué)性能有很大差異。
從結(jié)構(gòu)角度看，不銹鋼與碳鋼的主要區(qū)別是應(yīng)力應(yīng)變效應(yīng)。不銹鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線是非線性的，沒有明顯的屈服點(diǎn)。由于是非線性的，不銹鋼在低應(yīng)力下失去剛性，這關(guān)系到承載構(gòu)件的設(shè)計(jì)規(guī)范，尤其是受壓構(gòu)件和無支撐受彎構(gòu)件。
圖3 不同應(yīng)力下的材料應(yīng)力應(yīng)變曲線
2、不銹鋼在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用之應(yīng)變硬化
圖4 冷作對(duì)材料的影響
3、不銹鋼在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用之壽命周期成本
不銹鋼的長壽性可以在經(jīng)濟(jì)上和環(huán)境上彌補(bǔ)資源的最初支出
2011-2021年, Outukumpu委托著名結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)公司Arup對(duì)不銹鋼在橋梁建設(shè)領(lǐng)域重與其他材料進(jìn)行對(duì)比。
對(duì)比范圍包括材料、建造成本以及60年全生命周期的計(jì)算。先后產(chǎn)生了2次報(bào)告。
研究結(jié)果表明：
1.在初始建造方面，不銹鋼橋與碳鋼橋成本接近。
2.60年使用期期間的全生命周期總成本，不銹鋼低于碳鋼30%-40%。
研究報(bào)告指出：
建造成本
1. 在對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不進(jìn)行任何優(yōu)化的前提下，相對(duì)于碳鋼，由于材料的性能優(yōu)勢(shì)使雙相不銹鋼結(jié)構(gòu)整體重量低12%；而耐候鋼則高6%。
2. 在利用雙相不銹鋼的性能優(yōu)勢(shì)而對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化（在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi))時(shí), 雙相不銹鋼結(jié)構(gòu)重量比碳鋼低39%。
3. 考慮到材料上的節(jié)約，精益雙相不朽鋼建造總成本比碳鋼高6%，而僅比耐候鋼高2%。
維護(hù)、維修成本
1. 在對(duì)比四種不同環(huán)境時(shí)，雙相不銹鋼的使用可節(jié)約26%－37%。
2. 維護(hù)成本計(jì)算只包括直接成本（如材料、人工等）而不包括間接成本（停用期、社會(huì)成本、環(huán)境污染等等）。
總結(jié)兩份報(bào)告的內(nèi)容：
在橋梁結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，不銹鋼與碳鋼如下：
1.建造成本基本相同
2.直接維護(hù)維修成本低30%-40%
3.全生命周期(60年)，不銹鋼更經(jīng)濟(jì)而生命周期越長，優(yōu)勢(shì)越明顯
4. 不銹鋼更符合綠色環(huán)保要求，可回收率100%
圖5 碳鋼、耐候鋼、常規(guī)2205和改進(jìn)型2205的壽命周期成本分析
案例一：斯德哥爾摩Söderström橋
四座192米長的鐵路橋，客運(yùn)量34萬人次/日，火車間隔時(shí)間：3分鐘，
碳鋼構(gòu)件已60年，需要更換。
所需使用壽命：120年
生命周期成本
使用Forta LDX 2404雙相不銹鋼，材料成本400萬歐元
使用噴漆碳鋼，材料成本200萬歐元
每30年噴漆一次，費(fèi)用：2-4千萬歐元（材料退化加?。?/span>
更大的成本：維修時(shí)要關(guān)閉繁忙的鐵路橋
案例二：新加坡 Helix步行橋
年度：2010，長： 285m，直徑： 10.8m，設(shè)計(jì)壽命：100年，材料：Forta2205
案例三：荷蘭阿姆斯特丹MX3D橋
長： 12.5米，4.5噸雙相不銹鋼，3D 打印制作，榮獲多項(xiàng)獎(jiǎng)項(xiàng)
案例四：英國鐵路網(wǎng)：模塊化人行天橋
鐵路天橋的革新化設(shè)計(jì)，采用雙相不銹鋼建造，具有以下優(yōu)點(diǎn)：預(yù)制件快速組裝、平均成本從360萬降到260萬英鎊、項(xiàng)目時(shí)間縮短75%、全生命周期碳排放降低、維護(hù)成本降低，可靠性提高（噴漆費(fèi)用：每30年120萬英鎊）
案例五：西班牙Anorga高鐵橋
2011年采用Forta2101建造，設(shè)計(jì)壽命：130年，
案例六：英國湖區(qū)PooleyBridge全不銹鋼公路橋
長：55m， 2021年建造，材料：FortaLDX2101，300噸
316不銹鋼制造的澳大利亞墨爾本唐人街燈籠
材料：316不銹鋼板材，厚： 0.6mm，設(shè)計(jì)壽命：25年，尺寸： 寬700mm x 高500mm，重：6.8kg，粉末涂料，年度： 2020 年，數(shù)量： 220 盞
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