“鳥巢”效果圖。(資料圖片)
“鳥巢”,是2008年北京奧運會主場館和
標志性建筑,因其形如鳥窩而得名。它是迄今為止世界上最大的鋼 結構工程,能容納觀眾9萬多人,北京奧運會開幕式、閉幕式將在此舉行。由于工程浩大、形狀奇特、設計理念超前,業內人士公認其建成后可與悉尼歌劇院相媲美。
撐起這個巨型建筑“肩部”結構的,就是舞陽鋼鐵有限責任公司(以下簡稱舞鋼公司)研制的Q460E-Z35
鋼材(以下簡稱Q460鋼材)。這種鋼材厚度達110毫米,填補了國內一項空白,在世界建筑史上尚屬首次。
這是一個缺少現成
技術標準作參考的“世界之最”,是科研人員用心血和汗水為北京奧運會獻上的一份厚禮,也是鷹城人的榮譽。
1 “鳥巢”用鋼難尋 舞鋼大膽接招
2005年3月,北京奧組委召集7家國內鋼鐵巨頭的當家人在北京商討“鳥巢”用鋼問題。“鳥巢”所用的Q460鋼材生產難度最大,國內沒有廠家生產過,通常要從韓國和日本進口。如果從國外進口,不但價格昂貴,而且也無法實現奧運工程中國制造的夢想,甚至還可能使因設計方案耽誤近一年施工期的“鳥巢”再度
延期。這是每一位中國人不愿看到的。
“Q460鋼材誰能生產?”當奧組委發問時,現場鴉雀無聲,在座的寶鋼、首鋼等6家鋼鐵企業老總均陷入沉默。“我們可以生產,無需進口!”一位企業老總站起來,當即表態:“鳥巢”用的所有特種鋼,什么時候要我們什么時候供!四座皆驚。
他,就是舞鋼公司副董事長、黨委書記顧強圻。
“Q460鋼材是‘鳥巢’最核心的支撐,這種鋼材必須具備良好的
抗震性、抗低溫性和可焊性。”2008年北京奧運會舉世矚目,能為奧運場館的建設作貢獻,舞鋼人無不自豪。6月8日上午,該公司科研人員講起此事,心情仍然激動。
該公司科技部結構鋼室的劉利香是一位年輕的女工程師,她全程參與了Q460
鋼板的研制。據她講,Q460鋼材被公認為建筑結構用鋼的頂級產品,只有極少數發達國家才能生產,而且僅用在機械方面,如大型挖掘機等,還從未在建筑中使用過。
劉利香說,“鳥巢”僅外部
鋼結構總重就達4.2萬噸,最大跨度達到343米,創世界之最。“若選用傳統鋼材,鋼材
斷面將會增大,
焊接過程中容易出現缺陷。”舞鋼公司決定為“鳥巢”用鋼“量身打造”。
有人說奧運場館建成后是奧運健兒的競技場,建成前則是建筑師和工程師的競技舞臺。面對千載難逢的機遇,舞鋼公司當仁不讓,早早地就做起了研制奧運用鋼的前期準備工作。“說真的,我們進行科研創新不是被動地迎合市場,而是主動出擊,打有準備的仗。”劉利香快人快語地說。
2 困難超乎想象 造出世界第一
技術人員說,“鳥巢”設計獨特,如選用普通鋼板,厚度至少要達到220毫米。這樣的話,“鳥巢”鋼結構的總重量將超過8萬噸,不僅不便于運輸,更難焊接。
該公司科技部副部長兼結構鋼室主任韋明告訴筆者,在國家標準中,“Q460”的最大厚度為100毫米,這次“鳥巢”使用的鋼板厚度達到110毫米,在世界上也是史無前例的。
“Q460”是什么意思呢?很多人不理解。據韋明講,“Q”代表鋼材的
強度,“460”代表460兆帕(兆是10的6次方,帕是壓強單位帕斯卡)。“Q460”就是鋼材受力強度達到460兆帕時才會發生
塑性變形,這個強度要比一般鋼材大一倍,制造難度很大。
該公司科技部牽頭成立 了專用鋼生產協調小組,主管領導帶領技術人員深入一線不分晝夜地埋頭苦干。工程師劉利香懷有身孕,也經常忙到凌晨一兩點才回家。“有一次,我在車間檢查,一不留神從臺子上摔下來,可把我嚇壞了,到醫院檢查了一下,幸虧沒事。”為了保證“鳥巢”能按期使用Q460鋼材,劉利香挺著大肚子,一天也沒有休息。直到臨產前,她還在車間忙活。
歷經半年時間,該公司科研人員先后試制3次終獲成功。“第一次試制時,強度不夠,失敗了。”攻堅的那些日子,劉利香仍記憶猶新,她感慨地說:“任何一次創新都不是一帆風順的,一次不成,我們重
頭再來!”改進方案后,強度達標了,但在零下40攝氏度環境中的沖擊
韌性又不理想。科研人員進行了第三次改進,終于攻克了技術難關。
2005年四五月份,舞鋼公司在不到兩周時間內拿出了3塊110毫米厚Q460型樣板送往北京接受專家組檢驗。“那些天,上至公司領導,下至技術人員,每一個人的心都繃得緊緊的……”在大家焦急的期盼中,評定結果出來了,鋼板各項性能指標全部達到了“鳥巢”用鋼要求。消息傳來,舞鋼人沸騰了,爭相傳告……
3 “舞鋼造”聲名鵲起 鷹城為之驕傲
鋼材投入批量生產后,該公司科技人員吃住在一線,每一塊鋼板都要全程跟蹤。結構鋼室工程師李玉謙的妻子預產期臨近,家中還是難見其人。2005年7月15日當天,第一批300噸鋼材出爐,各項性能全部達標,疲憊的他正和同事熱烈地研討時,辦公室的電話鈴響了,他這才知道他的小千金出世了……
當年10月,舞鋼公司圓滿完成了3600噸“鳥巢”用鋼的供貨任務。其中,Q460鋼板共計680噸,主要用于“鳥巢”的肩架結構。專家說,這種高強度鋼所具有的幾大性能均創下國內第一:曲服強度大,每平方毫米上就能承受46公斤的壓力;韌性好,在零下40攝氏度的低溫下仍能保持較好的韌性;焊接性能好,易與母體焊接;厚度大,鋼板厚達110毫米,比國際標準多10毫米;Z向型防撕裂性強,一般鋼體只能防橫向或豎向撕裂,這種鋼還能防Z向撕裂。
今年4月11日下午,省委書記徐光春一行到舞鋼公司視察工作時,得知該公司制造的Q460鋼板創下世界第一,實現了“鳥巢”用鋼全部“中國制造”時,他特別高興。“省委書記說俺們給舞鋼人、
平頂山人、河南人、中國人爭了光!”該公司科研人員無比自豪地說。
我國年產 量達到1000萬噸的鋼鐵企業不在少數,諸如寶鋼、唐鋼、鞍鋼、沙鋼、武鋼、濟鋼、馬鋼、首鋼等。此前舞鋼公司最大產量僅有150萬噸,充其量只能算是個小不點。他為何能在國家重點建筑用材上擊敗強大對手,托起奧運“鳥巢”呢?
有關人士說,舞鋼是我國特寬特
厚鋼板重要的生產及科研基地,擁有國際先進水平的
生產線,堪稱我國特厚鋼板生產巨子。“我國
高層建筑用鋼標準,就是我們公司與冶金信息標準研究院共同起草制定的。”該公司有關負責人說。
隨著建筑行業高科技的應用,特厚鋼板發揮著越來越大的威力。“我們打的是‘特’字牌,雖說抵不過人家的產量,可依靠高、精、尖技術,別人做不到的,我們能拿下。”該公司有關負責人說,正因抓住了特厚鋼板生產的優勢,該公司打造的高科技產品用在了三峽工程的大型發電站上,用在了西氣東輸的特殊
管材上,就連“神五”飛船也用上了舞鋼產的高性能鋼材……
不僅如此,“鳥巢”、“水立方”、中央電視臺新址、國家大劇院等舉世矚目的項目核心用鋼均貼上了“舞鋼造”的標簽。依靠特色,舞鋼公司研制的新
型鋼材蜚聲中外,這個“小不點”在鋼鐵制造業發出了驚人的強音。
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