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淺談:鋼鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整方向

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 “我國鋼鐵產(chǎn)品的供需狀況已進(jìn)入轉(zhuǎn)變期。”在10月23日召開的第九屆中國鋼鐵年會上,中國金屬學(xué)會名譽(yù)理事長、中國工程院院士翁宇慶指出,“鋼鐵工業(yè)正在進(jìn)行‘激烈’的結(jié)構(gòu)調(diào)整,須特別關(guān)注…

 “我國鋼鐵產(chǎn)品的供需狀況已進(jìn)入轉(zhuǎn)變期!痹10月23日召開的第九屆中國鋼鐵年會上,中國金屬學(xué)會名譽(yù)理事長、中國工程院院士翁宇慶指出,“鋼鐵工業(yè)正在進(jìn)行‘激烈’的結(jié)構(gòu)調(diào)整,須特別關(guān)注產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整,由數(shù)量增長為主轉(zhuǎn)向品種質(zhì)量提升為主的鋼鐵需求階段已經(jīng)來臨。”

  供需改變要求調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

  翁宇慶表示,隨著對環(huán)境、能源、資源的日益重視,以及經(jīng)濟(jì)形勢發(fā)生的很大變化,我國經(jīng)濟(jì)已從高速增長轉(zhuǎn)變?yōu)橹兴僭鲩L。數(shù)據(jù)顯示,2011年,我國人均GDP不及世界平均水平的一半,但人均鋼材消費量比世界平均水平高1倍。其中,除了大量的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)用鋼外,低檔產(chǎn)品約占鋼鐵總產(chǎn)量的2/3,造成“不應(yīng)有的消費”,導(dǎo)致資源、能源與環(huán)境的過度壓力。

  2012年,我國鋼鐵實際消費量變?yōu)樨?fù)增長,供需結(jié)構(gòu)已發(fā)生變化。當(dāng)前,鋼鐵新增需求主要集中在出口增加,近3年平均每年增加500萬噸~700萬噸。此外,出口機(jī)械、五金件、對外承接工程伴生建筑用鋼的出口也在增加。對此,翁宇慶表示:“中國鋼鐵行業(yè)的發(fā)展要走減量化道路,降低鋼材的過度消費,否則鋼鐵工業(yè)不可能持續(xù)發(fā)展。”

  翁宇慶指出,市場存在著對高檔產(chǎn)品和低檔產(chǎn)品的不同需求。高、中、低檔通常指鋼材性能和鋼材質(zhì)量,而質(zhì)量又分為特種、優(yōu)等、普通三大類。目前,我國市場上約2/3的需求屬于普通質(zhì)量用鋼。盡管在未來的10年~15年,這一比例仍將維持,但對特種、優(yōu)等鋼種的需求將不斷提升。“鋼材需求已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)閷ζ贩N、質(zhì)量的需要。”翁宇慶表示,“鋼鐵企業(yè)應(yīng)不斷重視高檔品種的開發(fā)。特種、優(yōu)等鋼材要求產(chǎn)品的質(zhì)量、性能和供貨的穩(wěn)定性,并滿足鋼鐵用戶的特殊需求!

  基礎(chǔ)建設(shè)用鋼要注重高品質(zhì)

  “發(fā)展高品質(zhì)鋼材,淘汰約1億噸低檔品種鋼材,這是突破能源、資源、環(huán)境‘瓶頸’的有效措施。”翁宇慶指出。

  以螺紋鋼為例!蛾P(guān)于加快應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋的指導(dǎo)意見》要求,2013年底,淘汰高層建筑工程中的335兆帕級螺紋鋼筋;2015年底,高強(qiáng)鋼筋的產(chǎn)量占螺紋鋼筋總產(chǎn)量的80%。但實際情況是,我國基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域的低強(qiáng)度品種鋼仍占有相當(dāng)大的比例,國際上已基本不采用的400兆帕級以下帶肋鋼筋占建筑螺紋鋼總量的59.6%,約為7800萬噸;屬于落后產(chǎn)品的熱軋帶鋼產(chǎn)量還在增加;鋼結(jié)構(gòu)用Q420~Q460級高強(qiáng)度中厚板的應(yīng)用量僅有5%,而Q235和Q345的比例達(dá)到88%。這不適合減量化用鋼的要求。

  翁宇慶指出,高檔、高強(qiáng)度鋼材將成為綠色建筑的“骨架”!叭绻诳傞L度約4.45萬千米~5.23萬千米的特高壓電網(wǎng)中,全部采用高強(qiáng)度鋼材,可減排二氧化碳超過百萬噸。”翁宇慶舉例,“如果采用Q420B型鋼替代現(xiàn)有的Q235~Q345輸電線塔用工角槽鋼,能有效節(jié)約6%~8%的鋼材;如果采用Q460B型鋼替代,可節(jié)約10%的鋼材!

  不過,高強(qiáng)度鋼種的開發(fā)仍存在問題:鋼材強(qiáng)度提高,往往伴隨著韌性的下降。此外,鋼材的焊接性和焊接工藝、低溫韌性和脆斷傾向、抗環(huán)境腐蝕能力和防護(hù)技術(shù)等技術(shù)問題,仍制約著鋼材品種的開發(fā)。對此,翁宇慶表示,基礎(chǔ)建設(shè)用鋼需要在高強(qiáng)度、高韌性、高塑性配合方面進(jìn)行更多的技術(shù)研究與開發(fā),滿足功能復(fù)合型的用戶需要。

 翁宇慶提醒,420兆帕~1000兆帕級高強(qiáng)韌基礎(chǔ)建設(shè)高端用鋼,將在抗震建筑用鋼、高強(qiáng)度橋梁用鋼、高韌性耐腐蝕工程機(jī)械和建筑用鋼等領(lǐng)域有所需求。該鋼種在技術(shù)研發(fā)方面,將向基于應(yīng)變理論設(shè)計、發(fā)展低碳貝氏體為基礎(chǔ)的超細(xì)復(fù)合組織和相應(yīng)的TMCP(熱機(jī)械控制工藝)技術(shù),低偏析、高均質(zhì)的厚板,大截面型材技術(shù)等3個方向發(fā)展。

  高端鋼種期待質(zhì)量穩(wěn)定

  據(jù)統(tǒng)計,基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域和制造業(yè)領(lǐng)域用鋼約占目前用鋼需求的85%。翁宇慶表示,企業(yè)要關(guān)注能源、交通、海洋工程裝備和先進(jìn)裝備業(yè)等領(lǐng)域的高端鋼鐵需求。

  在能源領(lǐng)域,他提議,企業(yè)須關(guān)注兩個新需求:一是700攝氏度高參數(shù)先進(jìn)超超臨界機(jī)組關(guān)鍵品種。為進(jìn)一步提高發(fā)電效率,各國正安排研發(fā)700攝氏度~760攝氏度高參數(shù)機(jī)組,可提升10%~20%的效率,減少供電煤消耗約50克/千瓦時。目前,我國已開始啟動此類機(jī)組的研究,并計劃于2020年開建示范工程。700攝氏度以上機(jī)組所需鋼材將由鐵素體、馬氏體組織向奧氏體和耐熱合金轉(zhuǎn)變,鋼管、汽輪機(jī)構(gòu)件等都會有相應(yīng)的重大變化。二是X100或X90超高強(qiáng)度油氣輸送管線及配套鉆采用鋼。X100管線鋼在塑性、安全性、強(qiáng)度等方面有著更高的要求,一旦產(chǎn)生裂紋,運輸?shù)母邏簹怏w會很快擴(kuò)散。因此,鋼鐵企業(yè)要對該鋼種的環(huán)向應(yīng)力和止裂韌性開展進(jìn)一步的研發(fā)。

  在交通領(lǐng)域,社會活動、家庭代步工具和現(xiàn)代物流業(yè)的發(fā)展,對汽車用鋼和軌道交通用鋼提出了新的需求。其中,汽車用鋼將以輕量化和安全性為關(guān)鍵目標(biāo),開發(fā)第三代汽車用鋼。第三代汽車用鋼在減重的同時,增加了超輕鋼車身的強(qiáng)度,達(dá)到減輕燃油消耗、提升安全性能的目標(biāo)。翁宇慶提議,應(yīng)構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟促進(jìn)第二代和第三代鋼的工程化和產(chǎn)業(yè)化。而適應(yīng)大軸重、高速、重載發(fā)展的貝氏體輪/軌系將成為新一代軌道交通用鋼的需求。

  在海洋工程裝備領(lǐng)域,翁宇慶指出,我國不具備供東海和南海使用的成熟鋼鐵品種。這些地區(qū)的環(huán)境易造成鋼材嚴(yán)重腐蝕,深水高壓、高溫、低溫等復(fù)雜環(huán)境也會導(dǎo)致材料和裝備開發(fā)困難,亟須研發(fā)新型合金體系。他表示,我國海洋工程用鋼與國外先進(jìn)水平存在較大的差距,特種鋼材基本依賴進(jìn)口,現(xiàn)有品種已不能滿足日益增長的開發(fā)需要。

  “先進(jìn)裝備業(yè)用共性關(guān)鍵材料的關(guān)鍵是質(zhì)量,而不是品種。例如,我國僅有4個鋼廠可生產(chǎn)航空軸承鋼,但壽命只有國外的1/4~1/5,亟須開發(fā)高純凈、高均質(zhì)、高性能的航空軸承鋼!蔽逃顟c表示。他同時提出,“要將軸承設(shè)計、制造、運行與軸承鋼關(guān)鍵系統(tǒng)相集成,進(jìn)行質(zhì)量管理與控制!

  此外,齒輪、模具等方面的差距也不容忽視。現(xiàn)在,我國大約1/3的高端齒輪都要依靠進(jìn)口,進(jìn)口的高端模具數(shù)量超過國內(nèi)模具的總產(chǎn)量,模具鋼的產(chǎn)業(yè)化和工程化遠(yuǎn)沒有達(dá)到國際水平。未來,高端齒輪鋼和大型精密模具鋼的需求將不斷增長,鋼鐵企業(yè)要重視如動車組齒輪箱模具和超高速精密模具等鋼種的開發(fā)。翁宇慶呼吁:“對于這些依賴進(jìn)口的特殊品種鋼材,希望鋼鐵企業(yè)、研究院所給予更多的關(guān)注和研發(fā)!

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