中国合金钢材生产现状及展望庞澄茹(中国特殊钢企业协会,北京100007)摘要叙述了我国合 金钢的生产现状;从合金钢生产工艺、产品的品种、质量等方面与国外先进水平进行了对比;对2 000年我国合金钢市场需求进行了预测并对我国合金钢生产发展提出了建议。关键词合金钢,工 艺,钢种,中国PresentSituationandProspectofAlloySt eelProductioninChina¥PangChengru(ChineseSpe cialSteelProducerAssociation,Beijing100007) Abstract:Thepresentsituationofalloysteelpro ductioninChinaisdescribedinthispaper.Inrati ontoprocessforalloysteel,gradesandqualityof products,theauthorcontraststheadvancedlever indevelopedcountrieswiththedomesticlever.Th eproductionforChinesemarketofalloysteelanda suggestfordevelopmentofalloysteelinChinaare alsopresented.Keywords:AlloySteel;Process;G rade;China新中国成立以来,我国生产特殊钢、合金钢从无到有,发展很快,1994 年合金钢产量达到565.92万t,合金钢材达到370.89万t,合金比为6.11%,合 金钢材比为4.4%(表1)。特钢企业为国防军工、航天航空以及国民经济各部门的发展做出过 重要的贡献。1合全钢材的现状我国关键的合金钢品种全在重点特钢企业中生产。除少数企业建了 几套较先进的钢管轧机并引进了70~80年代的几套单体设备外,多数特钢企业仍然用50~6 0年代的陈旧工艺和设备生产表11983~1994年我国合全钢材生产情况,万tT巴hie lAnnualoutPutofallorsteeloroductsinchinafro m1983to1994,且0000t合金钢,个别企业40年代设备还在运转,其产品满足不 了国民经济迅猛发展的需求。例如我国巳引进10多条小轿车整车生产线,100多条彩电显像管 和集成电路生产线,使用国产的合金钢材很少。又如石油化工、化肥、食品加工等设备,主要用不 锈钢材制造,但这些设备大部分成套引进。民间装饰用的镜面不锈钢板100%的进口。通过对进 口钢材分析(表2),我国近几年每年用8~9亿美元讲曰会金钢材.其中不锈析国纽约占50% 。1993年进口合金钢材72.7万t,其中不锈钢板、带为39.5万t,不锈钢管1.1万 t,
不锈钢丝1.1万t,合金钢管4.1万t,
合金钢丝1.3万t。1994年进口合金钢材 71.93万t,其中不锈钢板、带38.96万t,不锈钢管1.35万t,不锈钢丝1,1万 t,合金钢管2.16万t,合金钢丝1.62万t。1995年进口合金钢材53.27万t, 其中不锈钢板、带21.77万t,不锈钢管0.沮万t,合金钢管4.93万t,不锈钢丝1. 19万t,合金钢丝1.06万t。表21993~1995年合全钢材进口情况,万!Tabl e2Importsofalloysteelproducts,from1993to199 5,10000t注:合金钢材中应扣除硅钢板,则1993年进口量为72.70万t,199 4年71.93万t,1995年53.27万t。2我国合金钢材质量和生产消耗2.1我国合 金钢材质量(1)轴承钢我国轴承钢材最为严重的问题是表面缺陷。按我国现行标准,不合格钢材 中80%左右是表面质量问题,20%左右是内部组织不合格,夹杂物多。与国外轴承钢相比差距 很大。国外轴承钢一般氧含量7~8X10‘%,先进水平达5X10-‘%,硫含量在0.00 5%以下。产品精度达到士0.l~10.2mm。而我国大冶特殊钢股份有限公司和上海沪昌钢 铁有限公司是生产轴承钢材质量较好的厂家,氧含量达到9~13X10-‘%,波动范围较大, 硫含量在0.015%,碳化物不均匀。我国钢材成品精度波动也很大,在土0.3~土0.6m m。(2)齿轮钢我国引进的国外小轿车生产线要求齿轮钢淬透带最高为4HRC,一般在6~S HRC,晶粒度在5~8级,而且要求性能稳定、均匀。由于淬透带窄,齿轮钢的成分波动特别窄 ,如碳含量波动在0.02%~0.03%之间。要求杂质少,氧含量<20X10-‘%,AI 含量0.02%~0.055%,Ti<0.01%,Cti<0.3%,硫含量有限制范围0. 02%~0.035%。易切削齿轮钢要求硫含量0.08%~0.12%,另有铅易切钢。尺寸 精度:直径M20mm者士0.2mm,直径>20mm者土直径1%。高质量的齿轮钢要求用连 铸机生产。大冶特殊钢股份有限公司多年来对齿轮钢进行试验攻关,采用电子计算机控制冶炼成分 ,淬透带曾经达到过6~SHRC,但不稳定,热处理后变形很大。当前我国生产的齿轮使用时磨 损不均,噪音大,寿命低。用国外材料制造的齿轮可运行30万公里以上,国内的则运行20多万 公里左右。目前我国小轿车所用的高质量齿轮除上海沪昌钢铁有限公司供桑塔纳轿车部分齿轮钢外 ,其他主要靠进口。(3)模具钢世界上模具行业近几年来发展较快。机械工业从切削加工为主过 渡到以模压为主,机械零件的60%,电子工业的80%,轻工业产品的85%~90%都以模压 成型。美、日、德各国模具工业的产值巳超过金属加工设备制造的产值。模具技术成了国家工业水 平的主要构成标志之一,其主要用户是汽车工业和家电工业。国外要求模具钢等向性能好、钢质超 纯化,硫含量<0.005%,磷含量<0.012%,要求模具钢尺寸精度接近用户用材尺寸。 中国模具钢生产只供粗料,用户要求扁钢,而工厂提供的90%是圆棒,用户再改锻,大量切削, 成材率比国外低20%以上。钢类不合理,如塑料模具国外大量用P20,而我国用45号钢代用 。钢材等向性能差,P、S含量高。我国模具寿命是国外的l/5~1/10,供货周期长达2~ 6个月,而国外只有1周~1个月。(4)不锈钢不锈钢以不锈薄板、带矛盾最突出(国外不锈薄 板、带占不锈钢材的70%~80%,中国当前只有45%~50%)。存在数量不足和质量差两 大问题。世界上不锈钢材增长速度很快,日本1991年不锈钢材生产了283.9万t,占钢材 总量的2.7%,是1981年的1.78倍,其他比较先进的国家也是如此,甚至在钢总产量下 降的情况下,不锈钢材却大量增加。我国2000年不锈钢材占钢材总量最少应在1%以上。预测 不锈钢材消耗量约为100~110万t。2000年还要进口不锈薄板、带至少40~50万t 。我国不锈薄板质量差、品种少、成本高。50%不锈薄板是用极端落后生产工艺生产(小电炉、 模铸、单张轧制等),成材率比国外低15%~20%。(5)弹簧钢国外钢材表面质量好,脱碳 层不超过直径的1%,我国生产的坯料断面小,轧制延伸小、压缩比不够,表面质量差,脱碳层一 般为1.5%~2%,性能不均匀,弹簧使用寿命低。2.2产品成本竞争能力1990年抚钢、 大连、齐钢、上五、大冶、重特。长城7个厂的吨钢电耗在520~648kwh,平均为578 kwh八钢。而国外吨钢电耗大约在370~480kwh,国外电耗最高的厂与7个厂平均值比 较也相差近100kwh八钢。这7个厂则1年内多耗电2.45亿kwh,上述7个厂吨钢电极 消耗在4.45~6.89kg,国外吨钢电极消耗在1.8~2.8kg。由于主体设备数量多 、单产小、生产率低;钢材成材率低,因而钢材成本高、企业效益差。3我国生产合金钢的工艺设 备现状和差距3.1原料我国废钢是各厂自己收购,废钢质量差,品种杂、乱、脏、数量少、供不 应求。大部分废钢不经加工、分选,直接入炉,电炉加料次数达7~8次,甚至10多次,电耗高 ,冶炼时间长。国外强调吃精料,非常重视废钢的分选、加工、净化。所有废钢由专业化废钢加工 厂按标准提供。3.2冶炼我国重点特钢厂有3座超高功率电炉和5座高功率电炉,占重点特钢厂 总炉数的7%,其余93%的电炉全是30~40年代水平的装备,装入量为30t以下。操作工 艺仍是30~40年代老三段冶炼工艺(电炉中熔化、精炼、还原)。电炉容量小、难与炉外精炼 和连铸相配合。共建了精炼炉30多台,作业率低,并未全做为精炼手段,有的只用做调温、脱气 、吹氛等辅助功能。1995年通过精炼炉的钢水不到20%。我国冶炼电耗一般在520~65 0kwh八钢(不含精炼炉),电极消耗一般为4.5~6.8kg/t钢(不含精炼炉),耐火 材料消耗45~60kg/t钢。生产特钢的冶金炉,欧洲以电炉为主(也有转炉),日本电炉、 转炉(顶底复合吹炼)并用。不管是电炉还是转炉都做为化钢炉,精炼炉是主要设备,100%钢 水经过精炼炉。国外各特钢厂均配有完善的精炼设备,每台能力与电炉(转炉)相匹配或稍大些。 根据生产的钢种及用户的要求选择精炼的型式,有LF。AOD、VOD、RH、VD等,一般一 个车间有2~3种。精炼后的钢水,几乎全部进行真空脱气。3.3连铸连铸比模铸可提高成材率 8%~10%。连铸坯质量也优于模铸坯,成分均匀,表面质量好。有特殊用途的钢材要求必须连 铸。我国特钢厂连铸比不到10%,重点特钢厂共有9尸连铸机,有的投产已5~6年,至今没有全部达产。原因很多,电炉小,精炼炉不在线,相关材料的质量和数量没有保证等。国外特钢厂普遍建了连铸机。日本全国特钢连铸比1991年达81.6%。世界巳建了几个特钢全连铸车间,不锈钢(除马氏体钢外)可以100%的连铸。目前莱氏体合金工具钢、高速工具钢、马氏体不锈
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