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钼助力不锈钢行业高质量发展
作者:管理员 发表时间:2022-12-26 访问数:
       国际钼协会高级顾问法比奥先生在2022年中国不锈钢行业年会暨中国不锈钢产业发展高端论坛上发布了题为《钼助力不锈钢行业高质量发展》的报告。

 
       一、钼及钢铁行业 -- 国际形势
       2021年全球钼产量26.37万吨,其中,中国钼产量占全球总产量的38%,同比增长14%。全球钼初次消费量27.86万吨,中国钼初次消费占比40%。全球钼终端消费36.68万吨,中国消费占比34%。不锈钢行业钼消费占到原生钼消费量的25%,占全部钼消费的比例达到30%。预计2022年全球终端钼消费量同比增长2.7%至 37.67万吨。
 
 
图1:2021年钼的生产与消费
表1:钼的初次消费(含回收钼)  2021年

图2:钼消费的增长率
       二、含钼材料新应用--国际案例:桥梁
       不锈钢在钢结构中的应用,在桥梁结构领域,含钼不锈钢起到非常显著的作用:特别是双相不锈钢,自上世纪90年代起已越来越广泛被使用,在复杂的安装环境中,预制件易安装,重量较轻、方便运输、操作。完全可用于水污染、海水、空气污染、融雪盐等腐蚀条件下。基本上免维修、免维护;因维护维修带来的各种直接成本、间接成本(包括对民众的不便)基本上降到最低,工程技术寿命,美观、可塑造性强,设计感强。不锈钢材料可实现100%回收。
       1、不锈钢在建筑结构中的应用之力学性能:不锈钢结构件设计不能简单地照搬碳钢的设计标准,因为它们的力学性能有很大差异。
       从结构角度看,不锈钢与碳钢的主要区别是应力应变效应。不锈钢的应力-应变曲线是非线性的,没有明显的屈服点。由于是非线性的,不锈钢在低应力下失去刚性,这关系到承载构件的设计规范,尤其是受压构件和无支撑受弯构件。
 
 
图3 不同应力下的材料应力应变曲线
       2、不锈钢在建筑结构中的应用之应变硬化
 
 
图4 冷作对材料的影响
       3、不锈钢在建筑结构中的应用之寿命周期成本
       不锈钢的长寿性可以在经济上和环境上弥补资源的最初支出
 

 
       2011-2021年, Outukumpu委托著名结构设计公司Arup对不锈钢在桥梁建设领域重与其他材料进行对比。
       对比范围包括材料、建造成本以及60年全生命周期的计算。先后产生了2次报告。
       研究结果表明:
       1.在初始建造方面,不锈钢桥与碳钢桥成本接近。
       2.60年使用期期间的全生命周期总成本,不锈钢低于碳钢30%-40%。
       研究报告指出:
       建造成本
       1. 在对结构设计不进行任何优化的前提下,相对于碳钢,由于材料的性能优势使双相不锈钢结构整体重量低12%;而耐候钢则高6%。
       2. 在利用双相不锈钢的性能优势而对设计进行优化(在设计标准允许范围内)时, 双相不锈钢结构重量比碳钢低39%。
       3. 考虑到材料上的节约,精益双相不朽钢建造总成本比碳钢高6%,而仅比耐候钢高2%。
        维护、维修成本
       1. 在对比四种不同环境时,双相不锈钢的使用可节约26%-37%。
       2. 维护成本计算只包括直接成本(如材料、人工等)而不包括间接成本(停用期、社会成本、环境污染等等)。
       总结两份报告的内容:
       在桥梁结构领域,不锈钢与碳钢如下:
       1.建造成本基本相同
       2.直接维护维修成本低30%-40%
       3.全生命周期(60年),不锈钢更经济而生命周期越长,优势越明显
       4. 不锈钢更符合绿色环保要求,可回收率100%
       
 
图5  碳钢、耐候钢、常规2205和改进型2205的寿命周期成本分析
 
       案例一:斯德哥尔摩Söderström桥


 
       四座192米长的铁路桥,客运量34万人次/日,火车间隔时间:3分钟,
       碳钢构件已60年,需要更换。
       所需使用寿命:120年
       生命周期成本
       使用Forta LDX 2404双相不锈钢,材料成本400万欧元
       使用喷漆碳钢,材料成本200万欧元 
       每30年喷漆一次,费用:2-4千万欧元(材料退化加剧)
       更大的成本:维修时要关闭繁忙的铁路桥
 

 
       案例二:新加坡 Helix步行桥
       年度:2010,长: 285m,直径: 10.8m,设计寿命:100年,材料:Forta2205
 
 
       案例三:荷兰阿姆斯特丹MX3D桥
       长: 12.5米,4.5吨双相不锈钢,3D 打印制作,荣获多项奖项
 
 
       案例四:英国铁路网:模块化人行天桥   
       铁路天桥的革新化设计,采用双相不锈钢建造,具有以下优点:预制件快速组装、平均成本从360万降到260万英镑、项目时间缩短75%、全生命周期碳排放降低、维护成本降低,可靠性提高(喷漆费用:每30年120万英镑)
 
 
       案例五:西班牙Anorga高铁桥
       2011年采用Forta2101建造,设计寿命:130年,
 
 
       案例六:英国湖区PooleyBridge全不锈钢公路桥
       长:55m,  2021年建造,材料:FortaLDX2101,300吨
       316不锈钢制造的澳大利亚墨尔本唐人街灯笼
 
 
       材料:316不锈钢板材,厚: 0.6mm,设计寿命:25年,尺寸: 宽700mm x 高500mm,重:6.8kg,粉末涂料,年度: 2020 年,数量: 220 盏