浅说中国特殊钢发展
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5/29/2016 4
二、我国特殊钢企业的发展概况
2、我国特殊钢现状
当前特钢产能超过1亿，产量连续几年保持世界第一.特钢行业管理、装备、技 术水平和产品质量均有很大提高，个别企业的装备和质量水平已达到世界先进 行列，具备参与全球竞争的能力。 产能严重过剩，企业集中度不足，供求失衡，市场混乱，行业大面积亏损。企 业之间质量水平、技术水平参差不齐，质量稳定性差。 高端产品，我国与国外相比差距还很大。
浅说中国特殊钢发展
蔡燮鳌
江阴兴澄特种钢铁有限公司
2015年07月
目录
一、特殊钢含义 二、我国特殊钢企业发展概况
三、我国特殊钢标准
四、特殊钢的质量要求
五、特殊钢未来发展方向
5/29/2016 2
特殊钢是钢铁材料的主要组成部分，世界上没
有一个统一的含义，各个国家都有自己的解释。我
国沿用前苏联的概念，与日本相近似，和美国有差 异，相对普钢而言，特殊钢一般指有特殊化学成分、 特殊组织性能、满足特殊需要的钢种。它广泛应用 于航天航空、军工、石化、电力、机械制造、汽车、 轻工、食品、医疗卫生等覆盖国民经济各部门，主 要为合金钢。其中包括：优质碳结、碳工、合结、 合工（含模具）、不锈（耐热、耐酸）、高工、轴 承、弹簧等（简称八大类特钢）。
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5/29/2016
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四、 特殊钢的质量要求
3、良好的表面质量
钢材的表面质量是我们冶金产品的常见病，多发病，约占特钢质量异议的70% 左右，我们特钢后步工序所占的面积要比普钢多得多，约占厂房面积的50%以上。 表面质量有钢材的也有铸坯的
铸坯、初轧坯钢材有擦伤，矫直螺旋纹，还 有皮下气泡，皮下夹杂，皮下裂纹等。 碳在0.3%以下的钢晶界氮化物析出等尚未彻 底解决。 结晶器钢液面的波动，柔性引锭杆拉矫初期 造成的液面波动，大包不能自开等还时有发生。
5/29/2016 11
四、 特殊钢的质量要求
5、理想的金相组织
5/29/2016
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五、未来特殊钢发展方向
与用户技术人员共同解决技术短板，为用户降 低加工成本，简化工艺，不断提高用户满意度 。 企业由生产型转为服务型
重视特钢的深加工，发展延伸产品 • SKF、TMK轴承 • 瑞典特钢产品60%以深加工产品出口 • 德国特钢供五大洲，50%是深加工后供货 • 延伸企业产业链，增加盈利手段，为用户 服务的延伸
高铁用钢：依赖进口。 高强度切割丝用钢：强度最高达4000兆帕。要求深冷拔断丝率不超过千分之一，捻股不开裂，每年进口5万多吨。 轿车齿轮：国内产品寿命16万公里，国外达60万公里，最高可达150万公里。国内还在大量用20CrMnTi做齿轮。 风电材料：要求15年内不维修（轴承、增速机齿轮等）。风电塔高50米，云梯车每次出车40万元左右。
无论是针对国内市场还是进军国际市场，我国的特殊钢企业都具有以下的发展趋势。
1. 提升产业集中 度，打造强势 特殊钢集团。 2. 质量提升与 性能发展。
3. 加强产品的 深加工。 4. 高端品种开发 与标准健全。
建议
5/29/2016
从市场经济角度，综观市场需求，综观行业发展趋势，结合本企业实际， 优化生产流程结构，适当引进成熟的适用的先进技术和装备。开发创新自主 知识产权的工艺和装备，创一二个世界品牌产品，着眼未来走向世界，争取 在短时期内使我们的特钢事业走向世界前列。
一、特殊钢含义
二、我国特殊钢企业的发展概况
1、特殊钢企业发展历程
1）抗战胜利后，从日本人手中接收（抚顺钢厂、本溪特钢厂、大连钢厂）。 2）建国初期，从国民党手中接管（太原钢厂、重庆特钢-国民党军工102厂）。 3）建国后，改建、新建的（大冶、北京钢厂、北满特钢），以上号称中国八大
特钢，各有不同特色产品。 4）1958年大办钢铁，有些省市建自己的电炉钢厂（上钢五厂、北京首特、江 苏锡钢等）。 5）1964年政治局会议通过毛泽东提出：“要准备打仗”，陆续迁建、新建 贵阳、陕西、西宁、 长城、舞阳—〔大三线〕。 6）1965年2月，毛泽东又说：“每个省要搞个小钢厂、一个省没有钢总有点 不放心，没有钢不行。”随后各省市纷纷改建、新建小特钢厂—〔小三线〕。 7）改革开放以后，经济的快速发展，随着制造业的发展，带动对特钢的 需求，因此行业内、外民企资本介入，特钢有了很大的发展。
没有自己的特殊 钢生产标准体系； 建国初期
5/29/2016
制定我国自己的 特钢标准体系； 1957年
拨乱反正，恢复、起 草、颁布特钢标准体 系； 打倒四人帮后
引进新的技术， 带进新的钢种和 标准。
改革开放后
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四、 特殊钢的质量要求
1、窄的化学成分
窄的化学成分为保证性能稳定，波动小，再现性好创造了条件，同时为用户的加工性能和热处 理提供了良好的条件，可以说窄的化学成分是特钢保证良好质量的基础之一。
主要改善措施 连铸工艺
特钢连铸绝对不能高拉速、高过热度，二 冷段、强冷、高效连铸机是对普钢而言， 每流产钢多少吨，结晶搅拌必须有。
保护渣
连铸圆坯特别是大规格的由于形状特性表 面易形成纵向凹陷和纵向裂纹，所以一定 要选好保护渣，拉速要慢，连铸圆坯拉速 过快会造成其他低倍缺陷，所以圆坯要比 方坯、矩形坯难浇。
无法保证窄的化学成分
• 八十年代没有好 的微调手段；
• 具备炉前快速 分析；
• 不具备炉前快速 分析；
• 炉中没有强搅拌， 取样仅靠人工搅拌。 5/29/2016
八 十 年 代 前
现 在
• 采用气体搅拌和 微调手段；
• 员工经验交流，规 范化、标准化操作。
可以保证窄的Hale Waihona Puke Baidu学成分
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四、 特殊钢的质量要求
5/29/2016
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二、我国特殊钢企业的发展概况
航空轴承 美国F16 700小时
SKF 800小时
俄罗斯苏27 500小时
中国歼10 350小时
5/29/2016
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三、特殊钢的标准
技术标准是保护企业最好的技术壁垒。
从YB4-59优质碳结 构钢到YB12-59高速工具 钢，9个标准8大钢系，优 质碳结构钢、碳工具钢、 合金结构钢、合金工具钢、 建国初期我们没有自 弹簧钢、滚珠轴承钢、不 己的特殊钢生产标准体系， 锈钢、耐热钢和高速工具 完全向苏联老大哥学习， 钢。质量分为优质和高级 把当时苏联的ГOCT-47 优质，基本上没有跳出 标准翻译过来变成我们的 ГOCT的标准体系框框。 “重-52”标准。 恢复YB-59标准，七 十年代末开始起草国标 GB，82年后陆续颁布， 例如：GB699（优碳结） 、GB1222（弹簧）， GB3077（合结）。 我国特钢行业标准是 八国联军，标准杂，钢种 多，不利于质量稳定，不 利于低成本、高效益的高 水平生产。
加强工艺与产品开发，提倡产品适用纯洁度 • 开发特钢高效、紧凑、低成本生产工艺。 • 开发控轧、控冷、在线热处理等工序技术。 • 开发高产品（质量、性能、寿命、精度）。
• 开发专用钢种，追求成分简单组织复杂 。
加大环保投入，建可持续发展绿色企业 开发不污染，少排放，产品易回收，节约资源
五、未来特殊钢发展方向
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感谢大家！
蔡燮鳌
2015年7月
轧钢的火焰清理成为恶劣表面的罪魁祸首等。
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四、 特殊钢的质量要求
4、致密均匀的低倍组织
特殊钢的成分组织性能非常均匀，可以更充分发挥特殊钢潜力，这个问题需要 炼钢、轧钢通力合作。
•炼钢
•轧钢
现在轧钢理念是：不仅得到最终产品的外形尺寸、精度和平直度，而且要通过轧 钢破碎、压实铸态组织，尤其是中心部位，经过轧制后变成细小均匀的再结晶组织。
2、高的洁净度
高的纯洁度，即低的夹杂（气体、夹杂、有害元素、重金属元素）含量， 可以提高钢的疲劳寿命、强度，细化钢的凝固组织，细化γ →α 相变组织。
[H]高可产生白 点，延迟断裂等， 随着钢强度的不断 提高，氢脆的敏感 性越来越突出，材 料专家们也在不断 地研究对策； 在固体钢中， [O]含量的溶解度 几乎为零，可代表 固体钢中氧化物夹 杂的氧含量，含氧 量低，氧化物夹杂 总量低，故氧含量 对特钢很重要； [N]与金属元素 形成氮化物和碳氮 化物，细小的析出 物可细化晶粒，提 高强度，粗大的析 出物即是夹杂物， 对疲劳寿命有害； 夹杂物总量要少， 颗粒度要小， Ds≤2.0级，SKF标 准Ds≤27 μ m，轴 承钢、高级齿轮钢 Ds≤0.5级，且0级要 达到90%。
二、我国特殊钢企业的发展概况
2、我国特殊钢现状
当前特钢产能超过1亿，产量连续几年保持世界第一.特钢行业管理、装备、技 术水平和产品质量均有很大提高，个别企业的装备和质量水平已达到世界先进 行列，具备参与全球竞争的能力。 产能严重过剩，企业集中度不足，供求失衡，市场混乱，行业大面积亏损。企 业之间质量水平、技术水平参差不齐，质量稳定性差。 高端产品，我国与国外相比差距还很大。
浅说中国特殊钢发展
蔡燮鳌
江阴兴澄特种钢铁有限公司
2015年07月
目录
一、特殊钢含义 二、我国特殊钢企业发展概况
三、我国特殊钢标准
四、特殊钢的质量要求
五、特殊钢未来发展方向
5/29/2016 2
特殊钢是钢铁材料的主要组成部分，世界上没
有一个统一的含义，各个国家都有自己的解释。我
国沿用前苏联的概念，与日本相近似，和美国有差 异，相对普钢而言，特殊钢一般指有特殊化学成分、 特殊组织性能、满足特殊需要的钢种。它广泛应用 于航天航空、军工、石化、电力、机械制造、汽车、 轻工、食品、医疗卫生等覆盖国民经济各部门，主 要为合金钢。其中包括：优质碳结、碳工、合结、 合工（含模具）、不锈（耐热、耐酸）、高工、轴 承、弹簧等（简称八大类特钢）。
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四、 特殊钢的质量要求
3、良好的表面质量
钢材的表面质量是我们冶金产品的常见病，多发病，约占特钢质量异议的70% 左右，我们特钢后步工序所占的面积要比普钢多得多，约占厂房面积的50%以上。 表面质量有钢材的也有铸坯的
铸坯、初轧坯钢材有擦伤，矫直螺旋纹，还 有皮下气泡，皮下夹杂，皮下裂纹等。 碳在0.3%以下的钢晶界氮化物析出等尚未彻 底解决。 结晶器钢液面的波动，柔性引锭杆拉矫初期 造成的液面波动，大包不能自开等还时有发生。
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四、 特殊钢的质量要求
5、理想的金相组织
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五、未来特殊钢发展方向
与用户技术人员共同解决技术短板，为用户降 低加工成本，简化工艺，不断提高用户满意度 。 企业由生产型转为服务型
重视特钢的深加工，发展延伸产品 • SKF、TMK轴承 • 瑞典特钢产品60%以深加工产品出口 • 德国特钢供五大洲，50%是深加工后供货 • 延伸企业产业链，增加盈利手段，为用户 服务的延伸
高铁用钢：依赖进口。 高强度切割丝用钢：强度最高达4000兆帕。要求深冷拔断丝率不超过千分之一，捻股不开裂，每年进口5万多吨。 轿车齿轮：国内产品寿命16万公里，国外达60万公里，最高可达150万公里。国内还在大量用20CrMnTi做齿轮。 风电材料：要求15年内不维修（轴承、增速机齿轮等）。风电塔高50米，云梯车每次出车40万元左右。
无论是针对国内市场还是进军国际市场，我国的特殊钢企业都具有以下的发展趋势。
1. 提升产业集中 度，打造强势 特殊钢集团。 2. 质量提升与 性能发展。
3. 加强产品的 深加工。 4. 高端品种开发 与标准健全。
建议
5/29/2016
从市场经济角度，综观市场需求，综观行业发展趋势，结合本企业实际， 优化生产流程结构，适当引进成熟的适用的先进技术和装备。开发创新自主 知识产权的工艺和装备，创一二个世界品牌产品，着眼未来走向世界，争取 在短时期内使我们的特钢事业走向世界前列。
一、特殊钢含义
二、我国特殊钢企业的发展概况
1、特殊钢企业发展历程
1）抗战胜利后，从日本人手中接收（抚顺钢厂、本溪特钢厂、大连钢厂）。 2）建国初期，从国民党手中接管（太原钢厂、重庆特钢-国民党军工102厂）。 3）建国后，改建、新建的（大冶、北京钢厂、北满特钢），以上号称中国八大
特钢，各有不同特色产品。 4）1958年大办钢铁，有些省市建自己的电炉钢厂（上钢五厂、北京首特、江 苏锡钢等）。 5）1964年政治局会议通过毛泽东提出：“要准备打仗”，陆续迁建、新建 贵阳、陕西、西宁、 长城、舞阳—〔大三线〕。 6）1965年2月，毛泽东又说：“每个省要搞个小钢厂、一个省没有钢总有点 不放心，没有钢不行。”随后各省市纷纷改建、新建小特钢厂—〔小三线〕。 7）改革开放以后，经济的快速发展，随着制造业的发展，带动对特钢的 需求，因此行业内、外民企资本介入，特钢有了很大的发展。
没有自己的特殊 钢生产标准体系； 建国初期
5/29/2016
制定我国自己的 特钢标准体系； 1957年
拨乱反正，恢复、起 草、颁布特钢标准体 系； 打倒四人帮后
引进新的技术， 带进新的钢种和 标准。
改革开放后
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四、 特殊钢的质量要求
1、窄的化学成分
窄的化学成分为保证性能稳定，波动小，再现性好创造了条件，同时为用户的加工性能和热处 理提供了良好的条件，可以说窄的化学成分是特钢保证良好质量的基础之一。
主要改善措施 连铸工艺
特钢连铸绝对不能高拉速、高过热度，二 冷段、强冷、高效连铸机是对普钢而言， 每流产钢多少吨，结晶搅拌必须有。
保护渣
连铸圆坯特别是大规格的由于形状特性表 面易形成纵向凹陷和纵向裂纹，所以一定 要选好保护渣，拉速要慢，连铸圆坯拉速 过快会造成其他低倍缺陷，所以圆坯要比 方坯、矩形坯难浇。
无法保证窄的化学成分
• 八十年代没有好 的微调手段；
• 具备炉前快速 分析；
• 不具备炉前快速 分析；
• 炉中没有强搅拌， 取样仅靠人工搅拌。 5/29/2016
八 十 年 代 前
现 在
• 采用气体搅拌和 微调手段；
• 员工经验交流，规 范化、标准化操作。
可以保证窄的Hale Waihona Puke Baidu学成分
8
四、 特殊钢的质量要求
5/29/2016
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二、我国特殊钢企业的发展概况
航空轴承 美国F16 700小时
SKF 800小时
俄罗斯苏27 500小时
中国歼10 350小时
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三、特殊钢的标准
技术标准是保护企业最好的技术壁垒。
从YB4-59优质碳结 构钢到YB12-59高速工具 钢，9个标准8大钢系，优 质碳结构钢、碳工具钢、 合金结构钢、合金工具钢、 建国初期我们没有自 弹簧钢、滚珠轴承钢、不 己的特殊钢生产标准体系， 锈钢、耐热钢和高速工具 完全向苏联老大哥学习， 钢。质量分为优质和高级 把当时苏联的ГOCT-47 优质，基本上没有跳出 标准翻译过来变成我们的 ГOCT的标准体系框框。 “重-52”标准。 恢复YB-59标准，七 十年代末开始起草国标 GB，82年后陆续颁布， 例如：GB699（优碳结） 、GB1222（弹簧）， GB3077（合结）。 我国特钢行业标准是 八国联军，标准杂，钢种 多，不利于质量稳定，不 利于低成本、高效益的高 水平生产。
加强工艺与产品开发，提倡产品适用纯洁度 • 开发特钢高效、紧凑、低成本生产工艺。 • 开发控轧、控冷、在线热处理等工序技术。 • 开发高产品（质量、性能、寿命、精度）。
• 开发专用钢种，追求成分简单组织复杂 。
加大环保投入，建可持续发展绿色企业 开发不污染，少排放，产品易回收，节约资源
五、未来特殊钢发展方向
14
感谢大家！
蔡燮鳌
2015年7月
轧钢的火焰清理成为恶劣表面的罪魁祸首等。
5/29/2016
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四、 特殊钢的质量要求
4、致密均匀的低倍组织
特殊钢的成分组织性能非常均匀，可以更充分发挥特殊钢潜力，这个问题需要 炼钢、轧钢通力合作。
•炼钢
•轧钢
现在轧钢理念是：不仅得到最终产品的外形尺寸、精度和平直度，而且要通过轧 钢破碎、压实铸态组织，尤其是中心部位，经过轧制后变成细小均匀的再结晶组织。
2、高的洁净度
高的纯洁度，即低的夹杂（气体、夹杂、有害元素、重金属元素）含量， 可以提高钢的疲劳寿命、强度，细化钢的凝固组织，细化γ →α 相变组织。
[H]高可产生白 点，延迟断裂等， 随着钢强度的不断 提高，氢脆的敏感 性越来越突出，材 料专家们也在不断 地研究对策； 在固体钢中， [O]含量的溶解度 几乎为零，可代表 固体钢中氧化物夹 杂的氧含量，含氧 量低，氧化物夹杂 总量低，故氧含量 对特钢很重要； [N]与金属元素 形成氮化物和碳氮 化物，细小的析出 物可细化晶粒，提 高强度，粗大的析 出物即是夹杂物， 对疲劳寿命有害； 夹杂物总量要少， 颗粒度要小， Ds≤2.0级，SKF标 准Ds≤27 μ m，轴 承钢、高级齿轮钢 Ds≤0.5级，且0级要 达到90%。