国内工程机械用钢发展现状和市场预测_李灿明

表 8 100 kg 工程机械用钢力学和工艺性能
企业 钢种 板厚/mm 屈服强度/MPa 抗拉强度/MPa 延伸率/% 试验温度/℃ 纵向冲击功 AKV/J
鞍钢 HQ100 8～50
≥880
≥950
≥10
-25 -40
≥27 ≥20
宝钢 HQ100 10～20
≥980
1080～1370 ≥10
-20
武钢 800 MPa 级焊接高强度结构用钢板 HG80， 变形率＞15%，未再结晶区采用低温大压下，终轧温
通过 LF 和 RH 真空处理降低钢中 P、S 含量及夹杂 度控制在 800～880 ℃，随后进行控冷，冷速控制在
物，净化钢水；采用控轧控冷、弛豫控制析出原理以 3～8 ℃/min，对较厚的钢板最后还要进行回火工艺
表 3、表 4 列出了武钢和舞钢 70 kg 工程机械用 钢的化学成分、力学和工艺性能指标。 1.3 80 kg 工程机械用钢
80 kg 工程机械用钢主要应用于大型电铲、钻 9
2008 年 10 月
山东冶金
Fra Baidu bibliotek
第 30 卷
表 3 70 kg 工程机械用钢化学成分
企业 钢种 板厚/mm
C
Si
化学成分/%
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国内工程机械用钢发展现状和市场预测
李灿明，王建景，闫志华
（莱芜钢铁集团有限公司 技术研发中心，山东 莱芜 271104）
摘 要：介绍了国内生产 60 kg、70 kg、80 kg、100 kg 工程机械用钢的主要成分和力学性能，以及国内工程机械和工程机械用
及微合金析出强化等工艺手段细化晶粒，提高钢板 强度。其工艺流程如下：铁水脱硫—LD 复吹—RH 真空处理—连铸—精整—粗轧清坯—加热—2 800
处理。其工艺流程如下：高炉铁水预处理—铁水热 装（或分装）—转炉冶炼—钢包精炼—板坯保护浇 注—精整、检验、入库—加热炉加热—高压水除鳞
mm 轧板—热处理—检验入库。
表 6 80 kg 工程机械用钢力学和工艺性能
企业 钢种 板厚/mm 屈服强度/MPa 抗拉强度/MPa 延伸率/% 试验温度/℃ 纵向冲击功 AKV/J 180°冷弯
济钢 JG785DB 16～30
≥690
770～940
≥14
0
≥40
d=3a 完好
武钢 HG80 12～50
≥685
≥785
15
-20 -40
企业 钢种
C
Si
Mn
P
S
Mo
Ni
Cr
V
Cu
鞍钢 HQ100 0.10～0.18 0.15～0.55 0.8～1.4 ≤0.030 ≤0.030 0.30～0.60 0.70～1.50 0.4～0.8 0.03～0.08 0.15～0.50
宝钢 HQ100 0.10～0.20 0.20～0.70 1.0～1.7 ≤0.025 ≤0.020 ≤0.50 ≤0.50 ≤1.0
坯加热—粗轧—精轧—层流冷却—卷取。 表 1、表 2 列出了济钢和鞍钢 60 kg 工程机械用
60 kg 工程机械用钢主要用于工程结构、煤机制 钢的化学成分、力学和工艺性能指标。
表 1 60 kg 工程机械用钢化学成分 %
企业 钢种
C
Si
Mn
济钢 JG590 0.10～0.18 0.15～0.55 1.20～1.60
鞍钢 HQ590DB 0.05～0.07 0.26～0.35 1.39～1.49
P ≤0.03 ≤0.02
S ≤0.030 ≤0.015
Cu ≤0.30 ≤0.15
B
Nb
适量 适量
≤0.001 ≤0.055
V 适量
Ti 适量 ≤0.02
表 2 60 kg 工程机械用钢力学和工艺性能
企业 钢种 厚度/mm 屈服强度/MPa 抗拉强度/MPa 延伸率/% 纵向冲击功 AKV/J
械是投资拉动行业，受国家宏观经济政策，尤其是 机容量，到 2005 年发电量达到 18 140 亿 kW，“十五”
基础建设投资影响较大；目前，我国仍处于基础设 期间共需装机 5 300 万 kW，发电设备总需求量将达
施投资高速增长阶段，未来 3 年工程机械企业将广 7 800 万 kW。则电站、水利专用工程机械和电站、水
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第 30 卷 第 5 期 2008 年 10 月
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专论与综述
山东冶金
Shandong Metallurgy
Vol.30，No.5 October 2008
10
李灿明等
国内工程机械用钢发展现状和市场预测
2008 年第 5 期
万 t，低合金钢约占 30%，600 MPa 级高强度钢约占 工、冶金、机械、电子等行业的技术升级以及国家政
40%，700～800 MPa 级高强度钢约占 30%。“十一五” 策对设备国产化的支持，预计 2008 主要机床产品耗
期间，重型机械行业用钢量将增加到 650 万 t 左右， 钢在 1 220 万 t 左右，2010 年主要机床产品耗钢在
钢的发展趋势和市场前景。
关键词：工程机械用钢；工程机械；发展趋势；市场预测
中图分类号：TG142.41
文献标识码：A
文章编号：1004-4620（2008）04-0009-03
工程机械行业是机械工业的重要组成部分，也 造行业，如大型推土机底板、汽车起重机的液压支
是机械工业中最年轻的、发展迅速的行业。工程机 架、挖掘机底板、液压支架等。
舞钢 WH70
≤0.05 0.20～0.45 1.50～1.60 ≤0.006 ≤0.006 ≤0.70 ≤0.08 ≤0.50 ≤0.40 ≤0.002 ≤0.006 ≤0.02
表 4 70 kg 工程机械用钢力学和工艺性能
企业 钢种 板厚/mm 屈服强度/MPa 抗拉强度/MPa 延伸率/% 试验温度/℃
舞钢采用 Mn-Nb-Cu-B 系合金设计，研发出超 低碳贝氏体钢 WH70。为了能够在 40 mm 以上规格 的厚板中获得更多的贝氏体组织，将钢中 C 含量控 制在 0.05％以下，Mo 含量控制在 0.35％左右；并通 过 LF、VD 和控轧控冷以及ε-Cu 时效工艺提高钢水 的纯净度和钢板强度。
泛受益，具体原因表现在以下几个方面。
利专用工程机械用钢量增加（见表 9）。
1）由于国家积极财政政策推动钢铁行业装备 和技术改造，国营和民营钢铁企业迅猛发展，对炼 钢、连铸和轧制设备需求量快速增长。2004～2007 年重型矿山机械用钢量分别为 421 万、560 万、556
表 9 火电和水电新增装机容量及专用工程机械用钢量
≤16
≥450
≥590
18
≥47(-5 ℃)
济钢 JG590 ＞16～35
≥430
≥570
16
≥27(-5 ℃)
＞35～40
410
≥410
16
≥27(-5 ℃)
鞍钢 HQ590DB
≥450
≥590
≥20
≥60(-40 ℃)
180°冷弯
d=3a d=2a
1.2 70 kg 工程机械用钢 70 kg 工程机械用钢主要应用于工程机械、煤矿
械主要包括挖掘机械、铲土运输机械、工程起重机
目前，可以大批量生产 60 kg 工程机械用钢的主
械、叉车及工业车辆等零部件。这些机械的制造所 要有舞钢、鞍钢、济钢、武钢等 6 家企业；其生产工艺
需的焊接结构部件用材通常称为工程机械用钢。
根据不同的厚度规格和不同的组织形态各有不
1 国内工程机械用钢发展
同。如济钢的 JG590 厚度在 30 mm 以下，通过 TMCP 工艺热轧交货；鞍钢的 HQ590DB 通过层流冷却以贝
净增用钢量 157 万 t，增幅为 31.8%。6～14 mm 高强 1 500 万 t 以上。
机械用钢年需求总量为 50～60 万 t，而目前只有 20
3）“十五”期间，三峡水电站于 2003～2009 年陆
万 t 的生产能力，缺口较大。
续安装、发电。另外，根据电力工业发展状况及需
另外，从工程机械行业发展预测来看：工程机 求情况分析，今后几年我国电力系统将不断加大装
年份 2004 2005 2006 2007 2009（预测）2010（预测）
火电/万 kW 2 630 3 170 2 700 2 630 2 960
3～18（卷） ≥590
670～830
≥17
-40
武钢 DB685 10～25（板） ≥590
≥685
≥16
-20
25～50（板） ≥590
≥670
≥16
-20
舞钢 WH70 12～50
595～775
705～830
19～45
-20
纵向冲击功 AKV/J
≥47 ≥47 ≥47 ≥50
180°冷弯
d=2a 完好 d=2a 完好 d=2a 完好 d=2a 完好
≥47 ≥30
d=3a 完好
1.4 100 kg 工程机械用钢
二家，且产品合格率都不高。表 7、表 8 列出了鞍钢
目前，济钢、宝钢、鞍钢都已经研发出 100 kg 工 和宝钢 100 kg 工程机械用钢的化学成分、力学和工
程机械用钢，但具有批量生产能力只有宝钢、鞍钢 艺性能指标。
表 7 100 kg 工程机械用钢化学成分 %
收稿日期：2008-05-22 作者简介：李灿明，男，1979 年生，2006 年毕业于武汉科技大学材料 成型与控制工程专业。现为莱钢技术中心工程师，从事钢铁轧制 工艺技术和新产品开发工作。
制 技 术 ，实 现 高 焊 接 性 能 和 高 韧 性 。 在 生 产 过 程 中，结合武钢实际生产工艺和设备条件，生产出了 3～18 mm 的热连轧卷板和 10～50 mm 的中厚钢板。
液压支架、军用舟桥、起重机吊臂等。目前，国内可 以生产 70 kg 工程机械用钢有舞钢、武钢、鞍钢、安 钢、济钢等厂家。
武钢从 1998 年开始研制 700 MPa 级高强度低 碳贝氏体钢 DB685，通过 Nb、B 等的微合金化和控轧 控冷，以及 Cu、Mo 的析出强化，采用弛豫控制析出 原理，实现含有高密度位错的低碳贝氏体的组织， 达到高强度；采用超低碳和低 P、S 含量及夹杂物控
机、推土机的铲斗、起重机吊臂和转台、煤机结构件 等。目前，国内可以生产 80 kg 工程机械用钢有宝
淀 强 化 和 微 合 金 析 出 强 化 效 果 ，控 制 加 热 温 度 在 1 180～1 220 ℃，使 Nb（CN）相颗粒充分固溶到奥氏
钢、济钢、武钢、鞍钢等厂家。
体中；为获得轧后较细的晶粒，高温再结晶区道次
≥25
180°冷弯 硬度（HB）
d=4a 完好 R=500 mm 360～420
注：R 为冷弯半径。
2 工程机械用钢市场发展
发展阶段，2005 年重型机械行业实际用钢量约为 563 万 t，比 2002 年的 422 万 t 增加 140 万 t，增幅达
从 1999 年开始，工程机械行业进入了一个快速 33%以上。就煤机行业而言，高强度用钢约 40～50
表 5 80 kg 工程机械用钢化学成分 %
企业 钢种
C
Si
Mn
P
S
Mo
B
Cr
V Ti
济钢 JG785DB ≤0.12 ≤0.55
≤1.80 ≤0.025 ≤0.020 适量 适量
适量 适量 适量
武钢 HG80 ≤0.12 0.15～0.35 0.80～1.50 ≤0.030 ≤0.015 0.2～0.6 ≤0.5 0.02～0.06
Mn
P
S
Cu
Nb
Ni
Mo
B
V
Ti
武钢
DB685
3～18(卷) 10～50(板）
≤0.08 ≤0.08
≤0.50 1.30～1.80 ≤0.030 ≤0.025 ≤0.70 ≤0.10 ≤0.50 ≤0.35 ≤0.003 ≤0.50 1.30～1.80 ≤0.030 ≤0.025 ≤0.70 ≤0.10 ≤0.50 ≤0.40 ≤0.003
我国工程机械用钢的开发起步较晚，近 20 a 陆 氏体组织形态交货。
续引进工程机械制造技术后，工程机械用钢才打破
其生产工艺流程为：
了 A3 和 16Mn 钢的低级别状态，其升级换代才提上
铁水预脱硫—转炉冶炼—RH 处理—连铸—板
日程。目前，根据不同强度级别开发出了 4 个钢级。 1.1 60 kg 工程机械用钢
—控轧控冷—矫直—（热处理）—冷床冷却—精整
济钢 80 kg 低碳贝氏体钢 JG785DB。通过铁水 —入库。
脱硫，减少硫化物夹杂；采用 Al 终脱和 Ca 处理 Al2O3
表 5、表 6 列出了武钢和济钢 80 kg 工程机械用
夹杂，提高钢水纯净度。同时为获得轧后充分的沉 钢的化学成分、力学和工艺性能指标。