稀土耐蚀钢Q235BRE的开发背景

通信塔是指在一定的无线电覆盖区中，通过通信交换中心进行信息传递的无线电收发电台，也是公用无线电台站的一种形式。自无线城市普及以来，通信塔在通信网络系统中起到了至关重要的作用。通信塔通常采用碳钢或低合金钢，尽管碳钢的力学性能优异，价格合理，但仍存在严重的（电）化学腐蚀问题，易出现结构破坏的垮塌事故。故出于用量大、使用寿命要求长的需要，通信塔的防腐技术显得尤为重要。

传统防腐方法包括涂层法、热浸锌、阴极保护法等，存在污染严重、维护成本高的问题。采用耐候钢是一种既能提高钢材耐腐蚀性能，又绿色环保的防腐措施。耐候钢通常为Cu、P、Cr、Ni等元素合金化的低合金钢，其耐候性为普碳钢的2-8倍，涂装性能为普碳钢的1.5-10倍，能减薄使用、裸露使用或简化涂装使用。作为通信塔材料，耐候钢防腐的同时还可减轻塔重。尽管与不锈钢相比，耐候钢只有较低的合金元素含量，价格具有显著优势，但相比普碳钢，吨钢合金化成本增加500元左右。

考虑到通信塔材料因所处环境对耐腐蚀性能的要求和经济性等因素，通信塔项目由中钢石家庄工程设计研究院有限公司牵头设计，采用由上海大学高性能钢铁材料团队、上大新材料 （泰州）研究院有限公司、上海大学（浙江）高端装备基础件材料研究院联合研发生产的稀土耐蚀普碳钢Q235BRE进行通信塔工程建设。Q235BRE具有良好的耐大气腐蚀性能，同时钢材成本较常用的低合金耐候钢大幅度降低。图1为稀土耐蚀普碳钢Q235BRE应用于通信塔钢构件的加工现场。

Q235BRE钢应用于通信塔的建设

本次通信塔设计为三角角钢塔，用于河北省铁塔公司承德市分公司负责建设的河北省隆化县尹家营乡基站。通信塔塔高25m，设计为三层支架，采用原有40m三管塔基础。通信塔的设计使用年限为50年，结构安全等级为二级，结构抗震设防类别为丙类。每层支架挂设三付板状天线（天线迎风面积按0.6m2/付计，射频拉远单元（简称：RRU）迎风面积按0.2m²/付计），天线挂高分别为19m、22m、25m。塔体主材、辅材及平台构件均采用Q235BRE钢。项目采用的稀土耐蚀普碳钢Q235BRE钢板厚度分别为3mm、6mm及8mm，共计使用3.7吨。图2展示了稀土耐蚀普碳钢Q235BRE用于通信塔建设。

相关统计数据显示，2018年全球通信塔数量约430万座。随着5G网络逐渐兴起，通信塔的建设速度呈加快趋势，预计到2025年全球通信塔的数量将增至1300万座，基本实现全球主要城市5G网络覆盖。因此，为了克服传统单管塔存在的用钢量大、钢材需要进行热镀锌处理等问题，应用新型稀土耐蚀普碳钢是一个有效的解决方案。项目所展示的通信塔属于新型低成本环保型设备。

Q235BRE钢耐蚀性及成本优势

通过稀土元素的多形合金化技术，在保证普碳钢的力学性能基础上，赋予Q235BRE钢优异的耐大气腐蚀性能。稀土耐蚀普碳钢三管塔是一种新型的用钢量小、无需热镀锌的环保型通信塔，解决了钢材易腐蚀的问题。图3是经过周期浸润腐蚀试验的普碳钢和稀土耐蚀普碳钢对比结果。结果表明，普碳钢Q235B的表面锈层呈红棕色，锈层较厚且松散。Q235BRE的表面锈层呈深褐色，锈层较薄且紧实。稀土耐蚀普碳钢的锈蚀情况明显优于传统普碳钢Q235B。

在通信行业快速发展的今天，通信塔作为天线和其他通信设备的重要基础，对其进行加固处理已经成为通信系统优化的重要根底。新开发的稀土耐蚀普碳钢是通过稀土多形合金化处理，在不需要改变Q235钢生产工艺条件下，生产出的具有良好的耐大气腐蚀性能和综合力学性能的经济型耐蚀钢。稀土镧铈元素在钢中以多种形态赋存，起到净化晶界、变性夹杂物、稳定锈层的作用，从而提高钢材的耐蚀性，达到与传统低合金耐候钢相当的耐蚀性。稀土的夹杂物变性和晶界净化作用还可以提高钢材的低温韧性。稀土耐蚀普碳钢的吨钢稀土合金化成本为30-50元，仅为传统耐候钢合金化成本1/10左右，具有显著的低成本优势。稀土耐蚀普碳钢的生产、构件加工和应用场景与传统耐候钢相同。目前，由中钢石家庄工程设计研究院有限公司负责设计，采用稀土耐蚀普碳钢对河北铁塔公司承德市分公司的部分通信塔进行加固改造。

稀土耐蚀普碳钢Q235BRE是新型钢铁材料，充分利用了中国特色富余镧铈稀土资源，将有力促进钢材应用减量化发展和钢铁技术进步。（范增为 廉心桐）