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Date: 2013-07-17 00:07:00Written By

翁宇庆:重视品种钢质量的提高

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  近年来,我国钢铁产品的品种质量有了明显进步,但是一些关键品种钢材仍依赖进口,高强度、耐腐蚀、长寿命、减量化等高性能产品研发和生产技术水平仍有待提高,先进设备生产不出优质产品的问题还没有解决,产品质量不稳定,为下游用户服务的水平有待提升等。近日,本报记者专访了中国金属学会名誉理事长、中国工程院院士翁宇庆,请他谈谈我国钢铁行业目前由规模效益向品种质量效益的转变过程中,如何进一步提高品种钢质量,推动行业可持续发展。

  我国钢铁产品供需状况已进入转变期

  翁宇庆认为,当前我国钢铁产品供需状况已进入转变期,这主要体现在以下三个方面。

  首先是钢材产品转向供大于求。从1999-2012年我国国内生产总值和钢材表观消费量的变化关系可以看出,1990-2001年,我国钢材表观消费的增长与GDP增长基本一致;2002-2008年,随着房地产、基础设施建设的加速,钢材消费增长大于GDP增长;受金融危机影响,从2008年至2012年,钢材消费增长低于GDP增长,钢材消费增长与GDP增长的相关性减弱。特别是2012年,我国钢材表观消费量同比为负增长。整体来说,我国钢材消费从对国民经济建设的基本适应,到过度增长,再到现在转为国民经济的总增长高于钢材消费增长。再从GDP的增长速度来看,今年一季度我国GDP增速为7.7%,我国已经由高速增长向中速增长转变,预计未来我国钢材消费量不会总是增加。

  其次,从资源、能源消耗的角度来看,钢材消费过度引起了资源、能源的过度消耗,成本上升的同时也带来环境约束。从能耗的角度来看,根据国家统计局数据,我国黑色金属冶炼及压延业能耗占全国总能耗的比例较高,2010年已经达到17.83%。另外,从碳排放的角度来看,钢铁行业也是高碳排放的行业。如果吨钢二氧化碳排放量为2t,按照我国7亿t粗钢的产量计算,我国钢铁行业二氧化碳排放量一年就达到14亿t,如果今后征收碳税,对目前微利的钢铁行业将是雪上加霜。从排放废弃物来看,我国钢铁行业废弃物排放量占全国工业的比例也很大。近年来,钢铁行业做了大量工作,水和渣的排放所占比重呈下降趋势,但是二氧化硫、烟尘、粉尘的排放所占比重是明显增加的。这一情况如果不改变,钢铁工业是不可持续的。

  第三,从人均钢材消费量来看,2011年我国人均钢材消费量为459.8kg,世界平均水平为214.7kg,而2011年世界人均GDP为8985美元,我国人均GDP为4283美元,这说明我国人均用钢材太多,因此要走减量化道路,把钢材消费强度降下来。

  翁宇庆认为,钢材减量化的主要技术途径:一是提高钢材强韧性(强塑性)。以汽车用钢为例,既要满足轻量化要求,又要保障安全性,这就要求钢材既具有高强度又具有高塑性/高韧性,汽车用钢就从软钢发展到高强度钢板,再到超高强度钢板;二是发展品种钢。发展品种钢的实质就是高效安全地使用钢材,走减量化道路。但目前品种钢的基础——具有高性能、低成本、服役高安全性的高品质钢并未引起足够重视。

  我国钢铁产品质量现状和发展趋势

  对于我国钢铁产品质量现状和发展趋势,翁宇庆根据中国钢铁工业协会统计数据,对2004-2012年钢协会员企业粗钢按质量分类比例的变化进行了分析,认为2008年金融危机之后,我国普通质量钢产量和比例是增加的,而优质钢和特殊质量钢占比是下降的。造成这一现象的主要原因是企业为了降低生产成本,而忽视了产品质量。

  翁宇庆指出,优质钢对钢中S、P含量有严格限制,对冶金质量有明确要求。特殊质量钢对钢中杂质及气体含量比优质钢有更严格的限制,按使用条件对应用和服役性能均有明确的较高要求。目前影响我国钢铁产品质量的原因,既有质量标准的问题,也有企业管理和认识的问题。而用户对高档产品的质量要求越来越高,在要求质量、性能的同时,又要求产品的稳定性。而产品稳定性差也是目前我国钢铁产品质量存在的主要问题,导致我国部分先进装备(整机)依赖进口。比如,大型、650℃以上超超临界发电机组,所有核电机组(AP-1000MW、CAP-400MW),所有民用和商业飞机,全部高速铁路用轴承、车轮等钢材。希望“十二五”期间,我国钢铁产品能在以上领域实现“零”的突破。

  目前影响质量提升的几点原因

  在对影响质量提升的原因进行分析时,翁宇庆认为,目前影响我国钢铁产品质量提升的因素主要包括以下几点:

  1)质量检查标准单一,并且要求水平还不高

  以轴承钢为例,高碳铬轴承钢占轴承钢总量的95%以上,但我国仅有单一质量要求的材料标准,该标准相当于国外先进国家20世纪80年代的水平。GB/T18254-2002与SKF D33-1标准相比,差距在于有害元素含量未作限制;宏观夹杂物未列为必检项目,微观夹杂物氮化钛及碳氮化钛不评级;热轧钢材不要求检查网状;表面缺陷不用无损探伤检查而用目视检查;微观夹杂、脱碳、尺寸允许偏差、弯曲度、不圆度等指标均控制较松。

  2)标准中检测指标缺乏系统性

  以模具钢检测为例,通过将国内外检测指标对比,发现我国钢铁产品标准检测指标缺乏系统性。我国检测指标仅包括化学成分、交货硬度、断口或低倍、脱碳等,而没有包括在北美、德国和法国都检测的纯净度、退火组织和冲击韧性。

  再以高速工具钢为例,通过国内外检测项目及选材的比较,发现我国仅检测化学成分、交货硬度、脱碳、碳化物不均度,以及选材方面的热处理及硬度。而法国Erasteel 公司的检测项目及选材参考包括了化学成分、交货硬度、纯净度、超声波探伤、脱碳、碳化物不均度、热处理及硬度、耐磨性、韧性以及可磨削性。这说明我国在检验标准方面过宽,因为在高质量钢方面,纯净度等指标是非常重要的。

  3)我国产品质量门槛太低

  翁宇庆认为,我国钢铁产品生产过程中,经过精炼的钢应该占绝大多数。目前,我国重点统计企业粗钢精炼比在70%左右。在精炼比普遍提高基础上,除包装材料以外,建议提高对S、P的控制标准,要求所有受力结构或低温用钢,S、P含量都应达到优质钢标准,缩小“普通钢”的生产和供应量。

  4)严格控制冶金质量

  钢铁企业本身应该严格控制冶金质量。以汽车用齿轮钢为例,我国与国外还存在很大差距,主要问题还是性能波动大,不稳定,部分关键成分也未严格控制。

  5)生产的严格控制与管理

  生产的严格控制和管理的影响也很大。目前,江阴兴澄特钢轴承钢质量非常好,原因就是除技术控制外,关键是原材料控制。兴澄特钢对入炉铁水、铁合金、耐材都有严格要求。

  6)产品质量控制技术攻关急待引起全行业重视

  产品质量控制关键还是在炼钢连铸环节夹杂物的控制,炼钢就是炼渣,控制好渣,洁净度自然提高。发展洁净钢是炼钢技术的主要目标,提高超高周疲劳强度(Nf≥108次)的核心是夹杂物尺寸细化。

  7)在质量提高基础上,发展有企业特点的品种

  企业如果把质量做好了,就能在品种开发方面取得成绩。翁宇庆主要以太钢冶炼不锈钢,石横特钢主要生产建材的企业特色产品为例,说明了企业开发有特点的品种钢带来良好经济效益的实例。

  提升钢铁产品品种质量的途径

  对于如何提高品种钢质量,翁宇庆总结如下:

  1)从普通质量钢向优等质量钢发展,提升普通质量用钢的标准门槛,目的是发展精炼钢和洁净钢,减少和淘汰高硫和磷含量普通钢生产和使用比例;

  2)提升特殊质量用钢标准水平,提高技术门槛,形成高品质的特钢;

  3)重视质量的管理和技术攻关,形成品牌效应。

  最后,翁宇庆提出,品种是钢厂主力销售点,质量是一个体系,是品种的基础,品种和质量为钢厂创造品牌,而品牌才能取得效益。

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