第期唐荻等我国特殊钢行业发展成就与特点 ' 特殊钢技术发展影响特殊钢产品特别是高端特殊钢产品质量的因素很多虽然特殊钢产品的牌号多钢种复杂对于不同的钢种技术要求并不完全相同但其基本要求是三高一无高纯净度高均匀性高精度无缺陷生产高质量特殊钢的关键是精料精炼无缺陷连铸

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1 第卷第期年月!"" #$%" 我国特殊钢行业发展成就与特点唐荻米振莉吴华杰李志超党宁北京科技大学高效轧制国家工程研究中心北京摘要概述了我国特殊钢发展的历程和各个时期的特征通过对比分析国内外特钢发展尤其是技术发展的趋势及特点总结出我国特殊钢发展的成就与不足并提出现阶段我国应该加大力度发展特殊钢在政策上资金上和技术上予以重点的扶持将优化特殊钢质量规范特殊钢生产工艺和规模以及提高资源能源的利用效率作为特殊钢今后发展的重要目标和方向关键词特殊钢行业发展中图分类号, " 文献标识码文章编号 - &'- & &. # % %% $ % ) &%* $# %,#+ $!+ A0 1:+$ +% 1 #, ! + $$ + $8$1 % $ 2$ %$6!+ $%! $+:+ + 1 $ % 1 1%2$ +82+% 52 $8 $%+1!82$$!6$7$! ;$ 2+ % $ 7+$ $ $ $1% +$7$;$ $ 58 $%+1!82$$!+ % ;;1 + $6 )4%; $+ % %!$ 8$ $8 $%+1!82$$!8!6 )$6$7$! $6 % +$5!4+ % 2 4 A$8! $8 $%+1!82$$!+!+% $%! 4 $21 $ ;+ $2 $ 1! $%+1!82$$! 6 %2 2$821)!+8 2 $ %$88 $%+5+ % $%+1!82$$!1 6 2+; 7$ 2+! $8 %$1 6 $ $ 4 8 $%+1!82$$! $7$! ;$ 2 前言特殊钢是国民经济各部门不可缺少的重要基础材料发展特殊钢对国民经济的支柱产业和现代国防建设具有重要的意义在国防军工和航空航天等关键领域也需要大量的特殊钢材在世界上工业发达国家特殊钢占钢材总产量的比例很大一般为.( ( 其中瑞典特钢比最高占其钢材总产量的.(.( 可以认为特殊钢是钢铁材料中的高端产品我国特殊钢生产是从上世纪. 年代学习苏联开始的经过 - 年的发展从无到有不断发展壮大大致经历了以下几个阶段第阶段新中国建立初期通过向苏联学习建立了一些特钢企业主要满足国防和重点建设项目的需要当时重点特钢企业有大连特钢本溪特钢抚顺特钢重特太钢大跃进时期改建和新建的重点特钢收稿日期 & & 通信作者唐荻男 '.. 年生博士教授博士生导师企业有大冶北满上钢五厂首钢特钢公司三线建设时期迁建的重点特钢企业有长城特钢西宁特钢陕西特钢贵阳钢厂等第阶段改革开放年来特殊钢企业的建设和改造取得了令人瞩目的成就我国主要特殊钢企业产量由改革开放之初 ' 年的 -. 万 2 增加到年的.- 万 2 包括碳素结构钢合金钢由 ' 年的. 万 2 增加到年的 - 万 2 不锈钢粗钢产量在改革开放之初长期徘徊在万 2 水平到年产量超过万 2 占全球产量的? 居世界第位第阶段世纪以来我国特殊钢行业经过结构优化兼并重组在集团化专业化产业延伸等方面都取得了很大进展逐步形成了太钢集团武钢集团宝钢股份中信泰富特钢集团东北特殊钢集团公司天津钢管公司等大型特殊钢企业集团和专业化特钢企业同时在全行业逐步建成不锈钢硅钢高速钢合金钢棒材中厚板管材线材精密合金高温合金合金钢丝制品等专业化生产线

2 第期唐荻等我国特殊钢行业发展成就与特点 ' 特殊钢技术发展影响特殊钢产品特别是高端特殊钢产品质量的因素很多虽然特殊钢产品的牌号多钢种复杂对于不同的钢种技术要求并不完全相同但其基本要求是三高一无高纯净度高均匀性高精度无缺陷生产高质量特殊钢的关键是精料精炼无缺陷连铸高精度轧制在线热处理和性能检测先进的精整技术其中精炼与连铸是国外先进特殊钢企业近年来较为关注的方向 " 转炉生产特殊钢的比重增加转炉产特殊钢产量增加对传统电炉生产特殊钢企业形成冲击一些先进钢铁生产国采用转炉大量生产特殊钢如日本尽管转炉生产的特殊钢量仅占转炉钢总产量的 -( ( 但是其绝对量早已超过了电炉生产特殊钢的总量转炉采用金属杂质含量低的铁水作为原料脱碳效果好适于生产低碳及超低碳低氮和低金属杂质钢种随着转炉技术的进步铁水预处理及二次精炼技术的采用以及转炉冶炼的高效率低成本等优势转炉冶炼特殊钢的比例越来越大转炉流程在特殊钢的生产领域已经占据了一定的地位尤其是对用量大适于连铸钢种的生产领域如不锈钢轴承钢弹簧钢等生产中取得了很好的效果 " 炉外精炼无论是采用电弧炉冶炼还是采用转炉冶炼炉外精炼都是生产高质量特殊钢的关键工艺环节不同的特殊钢一般采用不同的精炼技术见表例如合金结构钢一般采用钢包精炼而高性能轴承钢要求高纯净度需要采用钢包精炼加真空循环脱气常用不锈钢一般采用氩氧炉精炼而超低碳不锈钢超纯铁素体不锈钢则采用真空脱气法进行脱碳处理 " 采用连铸技术传统特钢生产大多采用模铸方法随着连铸技术的发展目前国外特殊钢生产企业除了在生产少量特殊用途或者目前连铸还无法生产的个别钢种如超高强度钢工模具钢高速钢等高合金钢时仍采用模铸工艺外其它大部分钢种都采用连铸工艺生产有些国家的特殊钢连铸比已达到 '.( 以上并且随着用户对于质量要求的提高连铸坯断面有越来越大的趋势见表 " 采用连铸连轧技术采用连铸连轧工艺可提高生产率降低能耗及降低表不同类型特殊钢的冶炼和精炼工艺方案选择! &!! " '! &!&"! " 2$$!24 $8 1 ) 82$$! ;$!2+ %$8$8 7$ 2$ )! +!$%2 +%5 1%$? 7$ 2$ * 1 ) 2!82$$!!$%2 +%5 1%$? 7$ 2$ *!4% 82 %2+ 1!82$$!!$%2 +%5 1%$? 7$ 2$ * # 9$1 + 82$$!!$%2 +%5 1%$ * #!$%2 +%5 1%$ #?#!$%2 +%5 1%$ 3* 7$ 2$ *?# 21+!$882$$! * +2 $2 ;$21! 4 $!1 %+ %$8!$%2 +%5 1%$? 7$ 2$ # # 7$ 2$ 9!$%2 +%5 1%$? 7$ 2$ 7$ 2$ # #!$%2 +%5 1%$, + 8 $$6 82$$!!4$6 2!82$$! * +2 +2$8!1 %$8!$%2 +%5 1%$ 6 % %$!$%2 +%5 1%$ * #+$82$$!!$%2 +%5 1%$ * #!$%2 +%5 1%$!$%2 +%8+!+% 82$$! $ 1!4 7$ 2$!$%2 +%5 1%$ 1% ;2 $12;$ 2 > 2$ $!$%2 8!1 $;$!2+ 71% ; + 6 %2+ ;$!2+ 71% ;1 % $;$!2+, 18 4 $ $5+ + >!18;1 $;$!2+ 生产成本提高成品的均匀性和一致性即有优良的力学性能和工艺性能尺寸公差和表面质量减少半成品的装卸缩短供货时间从签订单到成品交货的总费时不到 " 在线热处理技术特殊钢通常要进行热处理以保证性能要求传统的特殊钢生产一般要根据需要进行离线的热处理现代的生产线上已经装备了一些在线的处理设备可以根据需要进行处理节约了能源提高了效率和产品质量 " 高精度轧制技术精密轧制能够使热轧状态下的轧材尺寸精度不经冷加工或需少量冷加工就达到特殊钢市场汽车用钢市场以及机加工行业的要求由于精密轧制的轧材改善了椭圆度尺寸公差从而使冷拉拉模寿命增长冷拉的道次减少工艺流程得到简化通过精密轧制机组能使产品的尺寸偏差达到小于 " ". ;; 椭圆度达小于 " ". ;;

3 第卷表国外特殊钢主要生产厂家的典型生产工艺流程浇注方式及主要品种 "! "! " "! ' ( )!! &&! "! 1 51%2 $ > %$81 6 $ + ;$ % $$!C1 1 ' 2* * $ 2+%1!%182$ ;; ' ;; )! ;!+ #1+6 2$$!C1 1 2* * % 7$6 %182$ ;; ;;? $ 2+%1! 6 %182$ ;;. ;; )! ;!+ +% + 2$$!C1 1 ;+2; 1 C $$! 1 C1 1 2* * ;; ;;?. ;;. ;; )! ;!+ 21 6$;!+ 3 9 * 2#? ;;.- ;; 9 29 *. ;;.- ;; )! ;!+ 9$1 + 82$$! >+ + 82$$!!4% 82 %2+ 1!82$$! + 82$$! * $$% 2+ 82$$! 9$1 + 82$$! + 82$$! 3* $6$ 2* 9 3* " 282$$!+ 2 9$1 + 82$$! 21! * 9 * * ;; ;; 2 %2 1!82$$! >+ + 82$$! + 82$$! A,$ ;1 4 2* 2 * ;; ;;? ;; ;; $122 $12;$ 2,,$ ;1 4. 2# * * # ;; ;; 9$1 + 82$$! + 82$$! * $$ % 2+ 82$$! 9 21!4 2* * # ;; ;; ;;. ;; 3,$ ;1 4 *. 2 * ;;. ;;!4% 82 %2+ 1!82$$! + 82$$!. ;;. ;; -. ;; -. ;; +;@$ ;$ +%1 2* * ;;. ;; )! ; * * # )! ; $1 + 82$$! + 82$$!!4 % 82 %2+ 1!82$$! +6$ 1+ 2* * #.. ;;.. ;; +2 +1!4% 82 %2+ 1!82$$!!82$$! * $$% 2+ 82$$! 9$1 + 82$$! 我国特殊钢发展的成就和不足 " 发展的成就改革开放以后我国特殊钢事业也发生了很大变化取得了很大的进步如前所述我国的特殊钢企业的产量已经达到了很高水平年合金钢产量超过万 2 发达国家仅余万 2 许多的特殊钢的钢种我国的产量都到达世界第一位我国特殊钢的产品也对我国的国民经济建设特别是国防建设发挥了重要的支撑作用我国的两弹一星神舟飞船先进的战斗机新型驱护舰核潜艇新型主战坦克和各种新型兵器都离不开特钢产品近年来我国特殊钢行业的企业结构工艺结构和产品结构不断调整以适应市场发展的需要一些企业特别是大型钢铁企业的一些生产线得到大规模的改造已经具有世界先进水平如太钢宝钢不锈钢建成了世界先进的不锈钢生产流程全国形成了年产万 2 以上不锈钢的产能武钢宝钢太钢建成了较先进的硅钢生产线大连钢厂抚顺特钢和北满组成了大型综合性的东北特殊钢集团产品覆盖几乎所有的特殊钢品种经过目前的大规模改造以后预计形成. 万 2 的生产能力兴澄大冶组成了中信泰富特殊钢集团正在进行大规模改造改造后预计形成钢产量约 ' 万 2?1 的特殊钢集团主要生产优质碳结钢和低合金特殊钢长型材上钢五厂进入宝钢集团成为宝钢特殊钢分公司致力于高附加值特殊钢的生产长城特钢进入鞍钢集团以利资源合理分配首钢石钢等企业采用转炉流程生产优质碳结钢和合金钢由于特殊钢生产的工艺技术复杂对于各种装备的要求更高所以近年国内的特钢企业正在进行相关的技术改造其改造主要集中在以下方面建设高炉转炉以及相关的配套设施一般的高炉容积在. ; 的范围转炉在 2 左右的配套的 * # 和建设大型超高功率电炉和相关配套设施如建设与电炉配套的 * # 等建设大断面的连铸方坯或圆坯连铸机满足生

4 第期唐荻等我国特殊钢行业发展成就与特点产大压缩比型材和管材的需要建设轧制大断面连铸坯需要的大型轧机 - ;; 以上的轧机以及配套的连轧机组对于原有的轧机进行现代化改造增加定减径机组以提高产品的尺寸精度建设新的大型真空熔炼炉电渣重熔真空自耗等设备增加特殊冶金产品的产量和质量水平增加大吨位锻压机精锻机快锻机提高生产大型特殊钢锻件的能力建设重点产品的机械加工设备和热处理设备以利于深加工产品的生产与质量提高这些改造预计年内可以完成届时我国特殊钢行业的装备水平将会有一个比较大的改变 " 存在的问题但我国特殊钢行业的整体发展水平不论工艺技术发展水平品种质量状况还是产业竞争力与先进国家相比都有很大差距具体表现在企业结构特殊钢企业数量多规模小布局分散集中度低据初步统计全国有上千家规模小的特钢企业由于企业过多无序竞争严重品种结构特殊钢品种中低端产品多低端产量过剩高端产品少大量依靠进口造成进出口产品价差巨大据统计年上半年我国累计进口主要特钢产品 ' 万 2 平均进口价格为. '?2 出口价格为 -?2 相差 " 倍其中不锈钢棒线材进口价格为 ''?2 出口价格为 ''?2 价格差为 ''?1 再以模具钢为例每年进口万 2 进口价格比国内产品高几倍到十几倍例如制的压铸模具寿命国产仅. 万次进口的可达万次又如高速钢我国产量是日本的 "- 倍但单件价格只有日本的? 特别是高性能含钴高速钢比例低不足 ( 工艺技术与生产装备工艺技术装备水平参差不齐我国一些特殊钢企业特别是一些长流程钢铁联合企业所属的特殊钢厂经过全线各工序的系列改造和装备更新引进世界一流的特殊钢装备逐步形成了不锈钢电工钢板带等的专业化生产线并且这些企业的装备水平整体属于世界先进水平这些特殊钢生产企业的先进和较先进的装备比例已经超过.( 或达到 '( 比如太钢的不锈钢武钢的硅钢另外部分重点特殊钢企业正在开始进行有针对性的技术改造装备更新预计一两年内可以完成届时将形成工艺装备与产品的特色化的生产线目前这些企业先进装备的比例较低不超过.( 通过这一轮改造有可能达到 ( 以上与发达国家差距与先进国家相比我国特钢产品质量差且性能不稳定除大多数特钢企业装备落后的原因以为特钢的技术含量高生产难度大也造成我国特殊钢质量与发达国家相比差距大特别是稳定性差例如轴承钢含量目前我国最好水平达到 " ( 左右通常是 " ( 而日本瑞典生产的轴承钢的含量都可以稳定的控制在 " ( 以下先进企业可以达到 ".( 以下如日本山阳特钢的轴承钢氧含量 " ( ".( 而含量 ".( 的轴承钢生产的轴承寿命比 " ( 的产品寿命提高倍齿轮钢的含量国外通常稳定控制在 " ( 以下我国通常是 " ( " ( 比国外先进水平高 " ( " ( 再如模具钢方面国外 ( 的模具钢采用真空精炼和电渣重熔的工艺生产而国内采用电渣重熔生产的模具钢的份额很少仅占 ( 左右成材率国外达到.( '( 而我国仅为 ( 钢材利用率国外为 (.( 我国仅为.( 我国模具钢横向冲击韧性只有纵向性能的 " " 现阶段我国特殊钢发展的几个特点当前我国特殊钢行业在发展中有几个特点值得高度关注废钢利用不足废钢不足质次价高征收废钢税使电炉废钢生产模式难于生存电炉大量采用铁水生铁作为原料据初步了解目前国内电炉特钢企业全部以废钢作原料的比较少初步估计在 ( 以下 '( 以上的企业部分使用铁水作为原料从现在的情况看电炉使用铁水的比例一般占原料的 (.( 左右就是没有高炉铁水的企业也尽量采用部分化铁炼钢生铁块或海绵铁作为原料造成这一现象的原因是国内废钢的回收处理与市场体系非常不健全废钢质量很差不能满足特殊钢生产需要的精料的要求使用国内收集的废钢生产特殊钢往往残余合金元素过多控制非常困难特别是一些难于在冶炼中去除的合金元素造成最终产品质量无法保证国内废钢供应量少进口废钢由于税收制度不合理造成废钢价格过高采用废钢作原料电炉冶炼本来是一种环保的生产方法对于这种方法国家应当鼓励但是我国对于废钢经营者征收 ( 的税使废钢价格高居不下在废钢供应少价格高质量差的情况下特钢企业只能采用添加铁水生铁或海绵铁的办法解决原料短缺的问题这样做也可以稀释过高的残余合金量同时降低生产成本据调查现在国内采用电炉添加.( 铁水的生产方法可以比全废钢电炉生产降低成本?2

5 第卷所以企业纷纷采用这种技术短流程向长流程发展特钢厂在大量建设高炉和转炉特钢的短流程在向长流程发展由于我国经济发展的特殊阶段现在相当多的特钢企业正在建设高炉转炉流程生产特殊钢之所以采用这种生产方法除上述的原因以外电费过高造成企业成本增加以及采用优质铁水和转炉钢水精炼工艺可以保证钢水有高的洁净度也是重要原因据调查如果采用长流程高炉转炉精炼的方法生产特殊钢一般要比采用废钢电炉流程生产特殊钢成本低.?2 钢有的企业反映如果生产特优产品使用高清洁废钢成本相差有?2 而且质量更容易保证从技术层面看长流程与短流程相比也确有一些特色原材料铁水的纯净度和质量稳定性均优于废钢采用铁水做原料避免了废钢中的残余元素难以去除的问题铁水预处理采用预处理工艺进一步提高了铁水纯净度的质量分数 ".( > 的质量分数 "( 转炉的终点控制水平高渣钢反应比电炉更接近平衡转炉钢水的气体体积分数低冶炼过程中没有电炉冶炼过程中电弧区钢液吸问题 &- &- 少渣冶炼 ". &- 顶底复合吹炼工艺不仅使钢水成分和温度更均匀吹炼更平稳而且终点残余含量提高吹炼时间氧气消耗量及炉渣中的 *$ 含量均有所降低因此 *$ 等金属收得率提高炉外精炼技术的进步使转炉冶炼特殊钢的能力增强炉外精炼连铸的装备和工艺水平基本与电炉相当生产效率高消耗低目前国内转炉钢比电炉钢的生产成本低.?2 要特别指出的是采用长流程生产特殊钢需要耗费大量矿石但是现在估计矿石价格完全被西方国家垄断价格不断上涨给企业的成本压力也越来越大并且据测算与使用铁矿石相比用废钢炼钢可节约能源 -( 节水 ( 减少排放废水 -( 废气 -( 废渣 ( 每多用 2 废钢可少用 " 2 精矿粉减少 " 2 原生铁矿石的开采足可见废钢铁的综合利用在节能减排绿色环保中的作用所以从节能环保的角度讲采用废钢生产特殊钢是有利的结语相对于普钢我国特殊钢行业现实与发达国家的差距更大一些因此为得到钢铁强国需要做的努力更多特殊钢技术复杂工序多装备种类多生产难度大同时特殊钢对于国防新兴工业领域的发展有关键作用需要国家重视加大投入特殊钢企业通常产量低利润低赢利能力不强但是特殊钢一些产品的研发和生产投入相对大技术含量高单单依靠个别企业公关有一定难度国家应当组织一定的产学研研发平台利用社会力量形成合力尽快改变特钢行业技术研发的面貌国家出台一些政策鼓励企业联合重组鼓励企业更多的采用节能减排的工艺技术如多利用废钢使企业在生产产品对社会经济有贡献的同时对社会环境有所贡献参考文献 1+/+$1 蔡燮鳌 $ C+1 承江特殊钢的连铸 C /"!! 特殊钢. - & A1 4+ 王忠英 + $ :+ 李振京对国内特殊钢冶炼及连铸技术的分析和探讨 C $!%& 中国冶金 &. E> 8!2+ 尚普咨询 " &. $ /"!! 0 &0 +!& /" " -/ &. 中国特钢行业投资分析及前景预测报告 9$+:+

行业市场研究属于企业战略研究范畴, 作为当前应用最为广泛的咨询服务, 其研究报告形式呈现, 通常包含以下内容 : 一份专业的行业研究报告, 注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济况, 旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考一份有价值的行业研究报告, 可以完成对行业系统完整的调研分析工

2014-2019 年中国特钢行业发展契与投资风险预警报告中国市场调研在线 www.cninfo360.com 行业市场研究属于企业战略研究范畴, 作为当前应用最为广泛的咨询服务, 其研究报告形式呈现, 通常包含以下内容 : 一份专业的行业研究报告, 注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济况, 旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考一份有价值的行业研究报告, 可以完成对行业系统完整的调研分析工作,