山東飛龍金屬材料有限公司
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特殊鋼高端市場分析與工藝技術裝備提升
作者：admin 發布于：2014-9-15 6:15 Monday
隨著國民經濟發展，中國15CrMo合金管行業的發展前景非常清晰：擯棄粗放的規模擴張道路，依靠技術創新，節能減排，走循環經濟科學發展道路。“十一五”期間，特鋼的發展內容是：技術提升、結構調整、品種優化、質量提高、淘汰落后、企業重組、產業集中、產品優化。特鋼規模擴張力度將明顯小于品種優化力度，特鋼15CrMo合金管價值量的增長將明顯高于數量增長。隨著現代裝備制造業及重大工程項目建設的進展，國內特殊鋼高端市場日趨成熟，特鋼產品性能向綜合使用性能、高尺寸精度、高表面質量的高端化方向發展。特鋼生產技術正向節能減排、提高生產效率、降低消耗、改善環境方向發展，特鋼生產工藝流程向緊湊式高效化方向發展。
機械、汽車、石化、航空航天、能源、海洋工程、船舶、電子、電力、核電、軍工、環保以及西氣東輸、西電東送、三峽工程、奧運工程等現代裝備制造業及重大工程項目建設是國內特殊鋼最主要的高端市場。
本文通過對特鋼高端市場、高端產品、工藝技術現狀分析，旨在闡明特鋼行業和企業應當按照科學發展觀，從長遠戰略高度，重視國內特鋼高端市場的開發，以滿足國民經濟發展的需求。
一、特殊鋼高端產品特征
1.性能高極化
高清潔度特殊鋼，主要有低氣體含量的特殊鋼、低S、P含量的特殊鋼、低非金屬夾雜物鋼、低熔點金屬夾雜物的鋼、超低間隙原子特殊鋼等。國際上已提出零夾雜概念。
高均勻性特殊鋼，要求特殊鋼的成分、組織、性能非常均勻，充分發揮特殊鋼的潛力，如窄淬透性帶齒輪鋼硬度波動在3HRC之內，大型模具鋼的三向塑性大體相當，縱橫方向塑性比≥0.8-0.9等。
超細組織強化特殊鋼，要求特殊鋼15CrMo合金管在提高強度同時不降低韌性。
超高精度15CrMo合金管，要求特殊鋼15CrMo合金管的精度不僅表現在尺寸公差小，如正負公差<0.1mm，而且要求15CrMo合金管的表面質量好，如光潔度、板型等。目前熱軋特鋼棒材精度已達到±0.10mm；熱軋不銹鋼板厚度公差已達到±0.05mm；冷軋不銹鋼板厚度公差已達到+0.03mm，板形達10-121水平。提高了15CrMo合金管的尺寸精度不僅在于節約15CrMo合金管，更重要的是用戶可以在高度自動化的機床上進行加工，減少停工次數，提高刀具、模具壽命，有的用戶買來直接就能使用。
2.產品深加工
特鋼深加工產品是高附加值、高技術含量產品，是特鋼高端產品發展的趨勢之一。如：特鋼板帶的深加工、特鋼棒線材的深加工、特15CrMo合金管材深加工、工模具鋼、高速鋼深加工等。
二、國內特殊鋼高端市場需求特點
機械、汽車、石化、航空航天、能源、海洋工程、船舶、電子、電力、核電、軍工、環保以及西氣東輸、西電東送、三峽工程、奧運工程等現代裝備制造及重大工程項目建設是國內特殊鋼最主要的高端市場。其需求特點是：1.高品質；2.多品種小批量；3.專業化；4.市場輻射面窄。
三、國內特殊鋼高端市場需求分析
1.電站用鋼
“十一五”期間，我國發電設備新增2.3-2.5億千瓦，其中火電設備約1.6億千瓦，年均3200萬千瓦，單機容量，70%以上為60萬千瓦及以上超臨界和超超臨界機組。
目前國內制造超臨界機組、超超臨界機組過熱器、再熱器所需要S30432等15CrMo合金管，完全依賴進口，國內鍋爐行業迫切希望此類材料國產化。
電站鍛件(主要是汽輪機的高中壓轉子和汽輪發電機的主軸、護環)每年需100余套，因國產轉子的品種、質量、數量及供貨期都不能滿足主機廠需要，目前，國內超臨界和超超臨界機組的轉子依靠進口。
2.船用鍛件
船用鍛件包括曲軸、尾軸、連桿、船舵等。
2005年我國造船產量600，萬噸，占世界份額 13%；預計2010年全國造船產量要突破1000萬噸，占世界份額30%，將形成與日、韓抗衡的鼎足格局。按每萬噸船鑄鍛件100-200噸計，造船產量將達到600萬噸，鑄鍛件需求量6萬至12萬噸。
目前，國內五萬噸以上的大型船用鍛件曲軸幾乎100%依賴進口。
3.船板和平臺鋼
預計到2010年，我國建造的主力船舶將達到 1700萬載重噸。超大型油輪(VLCC船)本體結構用高強度鋼板，20-30萬噸級礦石和原油運輸船用鋼板，大型集裝箱貨船本體結構和甲板用360-390MPa級熱處理鋼板，運輸溫度-40--45~C的液化石油氣運輸船 (LPG船)用鋼板，海洋平臺及海洋石油工程裝備用鋼板(至2010年，中海油將建造76座石油平臺，1400公里海底管線)等。
4.機械制造用鋼
國內急需70kg、80kg、100kg級的煤礦液壓支架用調質高強鋼板，60kg-110kg級的大量依賴進口的工程機械用調質高強鋼板，如綜合采煤采礦用超大電鏟、挖掘機、全斷面巖石掘進機、過江跨海隧道盾構機等， 80kg級的港口機械用調質高強鋼板和調質船板。
5.經濟型雙相不銹鋼
石油化工、海洋石油、運輸工具、儲存設備、紙漿和造紙工業，年需管材5000噸、板材6000噸。
6.核電蒸發器用傳熱管
根據我國核電積極的發展戰略，預計在2020年將建成裝機容量4000萬千瓦的核電機組，在建1800萬千瓦核電機組，核電蒸汽發生器傳熱管在未來15年將有約8000噸的使用量。
7.鐵路貨車軸承用真空脫氣滲碳軸承鋼
提速、重載鐵路貨車用軸承材料，真空脫氣滲碳軸承鋼國內年需求量5-6萬噸。
8.焊絲用不銹鋼H308、H309及21-4N氣閥鋼等國產化
目前，我國每年需進口不銹鋼鋼絲90萬噸，我國不銹鋼絲質量水平與國際還有一定的差距。以H308、 H309為代表的焊絲用鋼，以21-4N為代表的氣閥鋼以及Y3Crl3鋼為代表的易切削不銹鋼等，在國內外市場上需求量很大。
9.高標準軸承鋼：“高碳鉻軸承鋼”、“滲碳軸承鋼”、“高碳鉻不銹軸承鋼”、“高溫軸承鋼”、“高速、精密、重載軸承鋼”
滿足鐵路提速等方面對高品質軸承鋼的需求。隨著裝備制造業的發展，軸承行業的產品已開始向低噪音、無振動、無故障、低成本、高性能和長壽命的方向調整，不僅對軸承鋼的產品質量和成本提出了更加苛刻的要求，同時，也帶動了高品質軸承鋼的市場需求。
汽車、重工業、鐵路、航空、航天、精密設備等用高精度、高可靠性、高附加值和在特殊工況條件下使用的專用軸承的供應尚存在較大的缺口，我國在汽車、鐵路、航空等重要用途的軸承生產比例方面還有明顯的差距，高標準軸承鋼國內需求量相當大。
10.高質量工模具鋼、高性能精品模具鋼
用于高檔模具制造，替代高檔模具鋼和模具進口。2005年進口10萬噸優質模具鋼。國內市場急需的高級玻璃模具鋼、特殊性能耐蝕鏡面塑料模具鋼、超大型高質量預硬化塑模鋼模塊等能夠替代進口的模具鋼新品種、新材料，填補國內新品種的空白，改變目前高檔模具15CrMo合金管料市場大部分被進口產品占領的不合理現象，滿足國內模具行業對國產高檔特殊性能模具材料的急需。
四、特鋼工藝技術提升
1.完善特鋼生產工藝流程
目前國內特殊15CrMo合金管廠家根據產品結構不同，主要有以下三種生產工藝流程：
轉爐流程：高爐冶煉—鐵水預處理—轉爐冶煉_--次精煉—連鑄—(熱送熱裝)—軋制；
電爐流程：電爐冶煉—二次精煉—連鑄—(熱送熱裝)—軋制；
特種流程：特種熔煉(真空感應熔煉、真空自耗熔煉、冷坩堝熔煉、電渣重熔、真空電弧重熔、電子束重熔、等離子熔煉或重熔等)—模鑄—錠子鍛造或軋制、擠壓。
2.提高質量和性能的技術
——高純凈度、高均勻度、高晶粒度技術
——高表面質量技術
3.降低15CrMo合金管生產的成本
——連鑄連軋技術
——控軋控冷技術
4.降低零件加工成本
——易切削技術
——非調質技術
——在線退火技術
5.優特鋼生產工藝高效化
形成電爐煉鋼—爐外精煉，連鑄—連續軋制“四位一體”的緊湊式工藝流程，提高生產效率，縮短電爐冶煉周期，不斷提高超高功率電爐冶煉、二次燃燒、廢鋼預熱、爐外精煉技術水平。
6.重視特種冶煉工藝技術
許多特殊鋼高端品種，需要通過真空感應熔煉、真空自耗熔煉、電渣重熔等特種冶煉。
7.高度重視工藝生產線界面技術
目前國內主要特15CrMo合金管企業業各單體設備，如電爐、精煉爐、連鑄機、連軋機并不落后，關鍵是這些單體設備組成的生產線界面技術與國外相比還有差距，沒有形成整條生產線的水平。同時，探傷、修磨、矯直、熱處理、分析檢測等技術環節都與產品的質量、性能密切相關。
8.重視環境保護與改善技術
綜上所述，我國15CrMo合金管行業已由高速發展期進入了平穩發展期，國家要求15CrMo合金管行業走循環經濟發展道路，因此，品種提升和技術提升是特鋼發展的必由之路。特鋼行業和企業應當按照科學發展觀，從長遠戰略高度，重視國內特鋼高端市場的開發，以滿足國民經濟發展的需求。 (中國機電企業網)
機械、汽車、石化、航空航天、能源、海洋工程、船舶、電子、電力、核電、軍工、環保以及西氣東輸、西電東送、三峽工程、奧運工程等現代裝備制造業及重大工程項目建設是國內特殊鋼最主要的高端市場。
本文通過對特鋼高端市場、高端產品、工藝技術現狀分析，旨在闡明特鋼行業和企業應當按照科學發展觀，從長遠戰略高度，重視國內特鋼高端市場的開發，以滿足國民經濟發展的需求。
一、特殊鋼高端產品特征
1.性能高極化
高清潔度特殊鋼，主要有低氣體含量的特殊鋼、低S、P含量的特殊鋼、低非金屬夾雜物鋼、低熔點金屬夾雜物的鋼、超低間隙原子特殊鋼等。國際上已提出零夾雜概念。
高均勻性特殊鋼，要求特殊鋼的成分、組織、性能非常均勻，充分發揮特殊鋼的潛力，如窄淬透性帶齒輪鋼硬度波動在3HRC之內，大型模具鋼的三向塑性大體相當，縱橫方向塑性比≥0.8-0.9等。
超細組織強化特殊鋼，要求特殊鋼15CrMo合金管在提高強度同時不降低韌性。
超高精度15CrMo合金管，要求特殊鋼15CrMo合金管的精度不僅表現在尺寸公差小，如正負公差<0.1mm，而且要求15CrMo合金管的表面質量好，如光潔度、板型等。目前熱軋特鋼棒材精度已達到±0.10mm；熱軋不銹鋼板厚度公差已達到±0.05mm；冷軋不銹鋼板厚度公差已達到+0.03mm，板形達10-121水平。提高了15CrMo合金管的尺寸精度不僅在于節約15CrMo合金管，更重要的是用戶可以在高度自動化的機床上進行加工，減少停工次數，提高刀具、模具壽命，有的用戶買來直接就能使用。
2.產品深加工
特鋼深加工產品是高附加值、高技術含量產品，是特鋼高端產品發展的趨勢之一。如：特鋼板帶的深加工、特鋼棒線材的深加工、特15CrMo合金管材深加工、工模具鋼、高速鋼深加工等。
二、國內特殊鋼高端市場需求特點
機械、汽車、石化、航空航天、能源、海洋工程、船舶、電子、電力、核電、軍工、環保以及西氣東輸、西電東送、三峽工程、奧運工程等現代裝備制造及重大工程項目建設是國內特殊鋼最主要的高端市場。其需求特點是：1.高品質；2.多品種小批量；3.專業化；4.市場輻射面窄。
三、國內特殊鋼高端市場需求分析
1.電站用鋼
“十一五”期間，我國發電設備新增2.3-2.5億千瓦，其中火電設備約1.6億千瓦，年均3200萬千瓦，單機容量，70%以上為60萬千瓦及以上超臨界和超超臨界機組。
目前國內制造超臨界機組、超超臨界機組過熱器、再熱器所需要S30432等15CrMo合金管，完全依賴進口，國內鍋爐行業迫切希望此類材料國產化。
電站鍛件(主要是汽輪機的高中壓轉子和汽輪發電機的主軸、護環)每年需100余套，因國產轉子的品種、質量、數量及供貨期都不能滿足主機廠需要，目前，國內超臨界和超超臨界機組的轉子依靠進口。
2.船用鍛件
船用鍛件包括曲軸、尾軸、連桿、船舵等。
2005年我國造船產量600，萬噸，占世界份額 13%；預計2010年全國造船產量要突破1000萬噸，占世界份額30%，將形成與日、韓抗衡的鼎足格局。按每萬噸船鑄鍛件100-200噸計，造船產量將達到600萬噸，鑄鍛件需求量6萬至12萬噸。
目前，國內五萬噸以上的大型船用鍛件曲軸幾乎100%依賴進口。
3.船板和平臺鋼
預計到2010年，我國建造的主力船舶將達到 1700萬載重噸。超大型油輪(VLCC船)本體結構用高強度鋼板，20-30萬噸級礦石和原油運輸船用鋼板，大型集裝箱貨船本體結構和甲板用360-390MPa級熱處理鋼板，運輸溫度-40--45~C的液化石油氣運輸船 (LPG船)用鋼板，海洋平臺及海洋石油工程裝備用鋼板(至2010年，中海油將建造76座石油平臺，1400公里海底管線)等。
4.機械制造用鋼
國內急需70kg、80kg、100kg級的煤礦液壓支架用調質高強鋼板，60kg-110kg級的大量依賴進口的工程機械用調質高強鋼板，如綜合采煤采礦用超大電鏟、挖掘機、全斷面巖石掘進機、過江跨海隧道盾構機等， 80kg級的港口機械用調質高強鋼板和調質船板。
5.經濟型雙相不銹鋼
石油化工、海洋石油、運輸工具、儲存設備、紙漿和造紙工業，年需管材5000噸、板材6000噸。
6.核電蒸發器用傳熱管
根據我國核電積極的發展戰略，預計在2020年將建成裝機容量4000萬千瓦的核電機組，在建1800萬千瓦核電機組，核電蒸汽發生器傳熱管在未來15年將有約8000噸的使用量。
7.鐵路貨車軸承用真空脫氣滲碳軸承鋼
提速、重載鐵路貨車用軸承材料，真空脫氣滲碳軸承鋼國內年需求量5-6萬噸。
8.焊絲用不銹鋼H308、H309及21-4N氣閥鋼等國產化
目前，我國每年需進口不銹鋼鋼絲90萬噸，我國不銹鋼絲質量水平與國際還有一定的差距。以H308、 H309為代表的焊絲用鋼，以21-4N為代表的氣閥鋼以及Y3Crl3鋼為代表的易切削不銹鋼等，在國內外市場上需求量很大。
9.高標準軸承鋼：“高碳鉻軸承鋼”、“滲碳軸承鋼”、“高碳鉻不銹軸承鋼”、“高溫軸承鋼”、“高速、精密、重載軸承鋼”
滿足鐵路提速等方面對高品質軸承鋼的需求。隨著裝備制造業的發展，軸承行業的產品已開始向低噪音、無振動、無故障、低成本、高性能和長壽命的方向調整，不僅對軸承鋼的產品質量和成本提出了更加苛刻的要求，同時，也帶動了高品質軸承鋼的市場需求。
汽車、重工業、鐵路、航空、航天、精密設備等用高精度、高可靠性、高附加值和在特殊工況條件下使用的專用軸承的供應尚存在較大的缺口，我國在汽車、鐵路、航空等重要用途的軸承生產比例方面還有明顯的差距，高標準軸承鋼國內需求量相當大。
10.高質量工模具鋼、高性能精品模具鋼
用于高檔模具制造，替代高檔模具鋼和模具進口。2005年進口10萬噸優質模具鋼。國內市場急需的高級玻璃模具鋼、特殊性能耐蝕鏡面塑料模具鋼、超大型高質量預硬化塑模鋼模塊等能夠替代進口的模具鋼新品種、新材料，填補國內新品種的空白，改變目前高檔模具15CrMo合金管料市場大部分被進口產品占領的不合理現象，滿足國內模具行業對國產高檔特殊性能模具材料的急需。
四、特鋼工藝技術提升
1.完善特鋼生產工藝流程
目前國內特殊15CrMo合金管廠家根據產品結構不同，主要有以下三種生產工藝流程：
轉爐流程：高爐冶煉—鐵水預處理—轉爐冶煉_--次精煉—連鑄—(熱送熱裝)—軋制；
電爐流程：電爐冶煉—二次精煉—連鑄—(熱送熱裝)—軋制；
特種流程：特種熔煉(真空感應熔煉、真空自耗熔煉、冷坩堝熔煉、電渣重熔、真空電弧重熔、電子束重熔、等離子熔煉或重熔等)—模鑄—錠子鍛造或軋制、擠壓。
2.提高質量和性能的技術
——高純凈度、高均勻度、高晶粒度技術
——高表面質量技術
3.降低15CrMo合金管生產的成本
——連鑄連軋技術
——控軋控冷技術
4.降低零件加工成本
——易切削技術
——非調質技術
——在線退火技術
5.優特鋼生產工藝高效化
形成電爐煉鋼—爐外精煉，連鑄—連續軋制“四位一體”的緊湊式工藝流程，提高生產效率，縮短電爐冶煉周期，不斷提高超高功率電爐冶煉、二次燃燒、廢鋼預熱、爐外精煉技術水平。
6.重視特種冶煉工藝技術
許多特殊鋼高端品種，需要通過真空感應熔煉、真空自耗熔煉、電渣重熔等特種冶煉。
7.高度重視工藝生產線界面技術
目前國內主要特15CrMo合金管企業業各單體設備，如電爐、精煉爐、連鑄機、連軋機并不落后，關鍵是這些單體設備組成的生產線界面技術與國外相比還有差距，沒有形成整條生產線的水平。同時，探傷、修磨、矯直、熱處理、分析檢測等技術環節都與產品的質量、性能密切相關。
8.重視環境保護與改善技術
綜上所述，我國15CrMo合金管行業已由高速發展期進入了平穩發展期，國家要求15CrMo合金管行業走循環經濟發展道路，因此，品種提升和技術提升是特鋼發展的必由之路。特鋼行業和企業應當按照科學發展觀，從長遠戰略高度，重視國內特鋼高端市場的開發，以滿足國民經濟發展的需求。 (中國機電企業網)
