国内外特殊钢产业的现状与未来发展

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国内外特殊钢产业的现状与未来发展特殊钢是具有特殊的化学成分(合金化)、采用特殊的工艺生产、具备特殊组织和性能、能够满足特殊需要的钢类。与普通钢相比,特殊钢具有更高的强韧性、物理性能、化学性能、生物相容性和工艺性能。在特殊钢中,除了优质碳素结构钢、碳素弹簧钢和碳素工具钢外,其余均为合金钢。一般合金钢约占特殊钢生产量的70%。目前世界上有近2000个特殊钢牌号、约50000个品种规格、数百个特殊钢材料、品种规格和检验标准。

与普通钢相比,特殊钢具有高纯净度、高均匀性、超细组织和高精度等特点。特殊钢因性能多样化和服役性能优良,故其在能源开发、交通运输、石油化工、机电制造、轻工纺织、食品饮料、医药卫生、信息技术、日常生活、国防军工等诸多领域得到应用。

从世界范围看,特殊钢产量占钢铁总产量比例基本稳定,除瑞典的特殊钢比达到40%~50%外,多年来其余国家的特殊钢比均在15%~20% 之间。目前,特殊钢生产全球化的进程加速,集约化、专业化生产程度不断提高,世界先进国家不断采用新工艺、新技术以提高钢的综合性能,并与汽车工业等下游产业加强联系,又推动了特殊钢行业的新产品开发和技术进步。

工业发达国家在钢产量达到最高点后,其继续发展的共同点是:以特殊钢国际市场为目标,尤其瞄准各类高技术含量、高附加值的特殊钢产品,加强研究开发,抢占全球市场份额。国外特殊钢企业,从上个世纪80年代起(特别近10多年来),大多进行了一定的专业化改组(改造)。特殊钢产业向生产专业化、规模效益化、质量高级化以及产品的深加工方向迈出了一大步。

我国特殊钢生产是从上世纪50年代学习苏联开始的,经过60年的发展,从无到有,不断发展壮大,当然也存在一些问题。本文将就国内外特殊钢产业的现状与未来发展分别作出论述。

一,国外特殊钢产业的现状与未来发展

1.国外特殊钢发展的历史大概分成如下4个阶段:

第1阶段:发展前期。大约在19世纪中叶以前,是现代钢铁业发展的萌芽阶段,技术装备、材料品种都非常落后,只有铸铁、熟铁和坩锅炉钢,还没有形成特殊钢的概念。

第2阶段:技术积聚期。从19世纪中叶到20世纪初,由于战争的原因,需要大量性

能更加优良的钢材制造军械、弹药,人们开始在铁中添加合金元素,如铬、镍、钒等,使

钢的性能得到改善。同时这一阶段生产技术装备也在进步,平炉、电炉、转炉相继出现,

适应了规模化生产优质钢材的需求。但是总体上,这一阶段的工艺技术、装备水平、材料

性能都是不高的。

第3阶段:技术发展期。从20世纪初到六七十年代,是特殊钢发展最快的时期,奠定了特殊钢发展的一些基本理论、成分体系、生产方法和技术装备等。第2次世界大战是促

进特殊钢快速发展的重要原因,一战时期为军工需要而出现了镍钼钢、铬钼钢、镍铬钼钢;二战中研发的镍铬钼复合钢替代昂贵的镍钢和镍铬钢;20世纪50年代研发出具有优良淬

透性的硼钢等。汽车、飞机的发明和普遍应用,进一步促进了特殊钢生产技术的进步和成熟。

第4阶段:技术成熟期。20世纪六七十年代以后,人类经济社会科学技术突飞猛进,

促进了特殊钢的全面发展。在这个时期中航空航天、核电、电子信息技术、现代制造技术、生命技术与生物技术、海洋工程等对材料性能提出了更高的要求,使特殊钢面临着巨大的

机遇和挑战。同时一系列先进装备的发展,对高端特殊钢生产提供了支撑和保证。

2.国外特殊钢发展的现状

特殊钢消费量与国家发达水平、工业化程度、技术进步水平和高端工业产品的出口量

密切相关,主要集中在工业化程度高和经济比较发达的国家和地区。长期以来,国外特殊

钢消费需求基本呈稳定并略有不同程度增长的状态,消费量约8500万t,其中结构钢类约

占70%,不锈钢约占24%,轴承钢占3.8%,工模具钢占1.6%,其他合金钢(含高合金钢)占0.6%。

日本因其强大的汽车工业,成为当前世界上最大的特钢生产和消费国,其近年特殊钢

的表观消费量保持在2000万t左右。美国的汽车、航空、电子、石油等行业在世界上具有重要的地位,而且拥有世界最强大的军事工业,其特殊钢表观消费量自1995年以来一直保持在1300万t左右(其中进口400多万t);欧盟国家中,德国的特殊钢表观消费量名列

前茅,达到近1100万t(比1993年的533万t翻了一番);意大利、法国、瑞典等欧盟发达国家以及东亚地区新兴工业化国家(如韩国)等,特钢消费量均保持较高水平,近年来

随着经济发展也有不同程度的增长。

长期以来特殊钢的生产主要集中在极少数发达国家,近年国外特殊钢(不含电工钢)

产量约8800万t(另有报道,国外电工钢产量2009年约800万t),产量和所占钢产量比例也相对稳定并略有增加。主要生产国日本、美国、德国、法国、英国、意大利、韩国和

瑞典的特殊钢产量合计约5300万t(约占世界特殊钢产量的60%)。

工业发达国家的特殊钢产品主要面对的是国际市场,目前各国特殊钢材年出口量合计

约3000多万t,国际高端特殊钢市场长期被少数发达国家垄断,其中日本出口量最大,居

世界第1位,其2011年出口量为771万t,是日本特殊钢产量的31%;德国、法国、瑞典(瑞典的轴承钢80%用于出口)、意大利、英国等都以占领国际市场为目标,上述国家在

国际市场共计占有约90%以上份额,图1显示,日本占30%,德国占20%、法国占12%、瑞典占11%、意大利占9%、英国占8%。

图1 世界特殊钢市场份额

国外特殊钢企业具有如下特点:1)生产专业化:根据专业化的需要进行了工艺、技术、装备的优化,建立专业化的技术队伍和营销网络,创造出了国际品牌。2)形成合理规模:特殊钢厂生产规模的确定是为了实现效益最大化,提高国际竞争力和市场占有率。国外典

型企业的规模是:不锈钢薄板≥50万t/a,特殊钢棒材≥30万t/a(爱知特钢),特钢中厚

板≥20万t/a(SSAB),特钢无缝管≥10万t/a(Tenaris)等。3)产品高端化:国外著名

特殊钢企业,都把生产高端、高附加值产品作为主要目标,不断增加这些产品的比例,避

免同质化、低水平的竞争。4)产品深加工:特殊钢产品的个性化服务和深加工延伸是重要的发展趋势,发达国家的特殊钢企业都非常重视,比如蒂森克虏伯公司的汽车零部件和电

梯事业部就是典型的成功案例。

国外特殊钢生产模式大致有以下3种类型:1)以“全连铸为中心”的“连铸—连轧”生产

模式。其特点为:实现高效(节能)、规模为特征的专业化生产;流程布局“紧凑化”;通

常用于生产批量较大的中、低合金钢以及奥氏体类不锈钢等棒线材。2)“连铸—连轧”加“部分模铸—锻造开坯”或“部分模铸—初轧/锻造开坯”相结合的生产模式。其特点为:具有

上述“全连铸为中心”生产模式的优点,保留部分模铸,以生产部分尚不能连铸的产品,可

以生产大批量产品,又可以生产多品种、小批量、难变形的高合金钢,还可生产锻材及锻件;对于采用初轧、锻造开坯生产模式的特钢企业,目的是利用原有初轧机生产部分暂时

难以连铸的钢种。3)“模铸—锻造开坯”生产模式。其特点为:规模小,一般在20万t以下;

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