中国特殊钢行业与汽车另部件用钢

中国特钢企业协会胡名洋2006.11.上海中国特殊钢行业与汽车另部件用钢提要：„中国特钢市场运行格局与特征„中国特钢行业进入新一轮调整期„中国汽车另部件用特殊钢生产技术及品种质量关注中国特钢行业“十一五”发展市场拉动强劲:机械、汽车、高新技术制约条件突出:能源、资源、环保升级目标明确:品种、质量、技术“十一五”中国特钢三大变化结构调整技术提升陶汰落后国外特钢比15-20%，国内约8-10%国外合金钢比10-15%，国内约5-7%“十一五”中国特钢处於良性发展期如Nb,V复合微合金技术微合金化非调制钢特钢市场格局特殊钢是制造业用钢最主要的钢类„汽车35%„机械24%„铁路„船舶„土木建筑„高技术„环境保护„日常生活„军工配套专业化强、市场辐射面窄、市场对特钢的需求是多品种、小批量。特钢市场特点特钢市场潜力大特钢产品升值空间大„特钢市场潜力大.特钢产品升值空间大:今年1-8月机械行业销售收入和完成工业总产值实际增长29.23%和29.35%，汽车增长29.46%。机械行业出口交货值增长23.69%。从耗钢较多的机械产品增长看，增幅最大的是炼油化工专用设备，增长177.28%，轿车增长43.0%。我国特钢产品技术附加值与进口产品相差大,进出口特钢产品单价相差很大。今年1-8月出口合金钢棒线材出口量63.16万吨，平均单价只有639.97美元/吨，进口11.78万吨，平均单价高达1344.29美元/吨，是出口价格的2.1倍。特钢市场需求正向高技术含量、高附加值方向发展。特钢企业正在加快技术升级，产品升级，技术附加值低的，效益差的产品，供大于求，价格上不去。特钢市场运营特征„作为钢铁高附加值产业的特殊钢行业仍处於快速发展期，但废钢、生铁、铁合金等原材料资源吃紧的状况将长期存在，有需求、高成本、稳价位、能利润，是特钢企业2006年运营特征。中国特殊钢生产工艺技术装备水平提高300万吨级不锈钢生产线太钢集团高精度合金钢棒线材连轧生产线银亮材、精整热处理生产线东特集团电炉热装铁水短流程优特钢生产线转炉-精炼-连铸-连轧特钢生产线江阴兴澄不锈钢长型材、特种冶金加工、高合金钢棒材、银亮材加工生产线宝钢上五已建成具有世界先进水平的生产线重点特钢企业国内特殊钢三种基本生产流程¾转炉流程：高炉冶炼—铁水预处理—转炉冶炼—二次精炼—连铸—（热送热装）—轧制；¾电炉流程：电炉冶炼—二次精炼—连铸—（热送热装）—轧制；¾特种熔炼：特种熔炼（真空感应熔炼、冷坩埚熔炼、电渣重熔、真空电弧重熔、电子束重熔、等离子熔炼或重熔等）—锭子锻造或轧制、挤压。„各特钢厂不同程度地对各自的生产线进行了改造和完善，但与国外先进流程相比，仍缺乏完整性，系统工艺技术及工序界面技术尚需提升，致使新上生产线先进装备未充分发挥效益。即使基本上建成了“四位一体”的生产线，也存在生产成本高，产品难以达到专业化生产，限制了效益的提高。“十一五”发展内容技术提升、结构调整、品种优化、质量提高、陶汰落后；企业重组、产业集中、产品优化;特钢规模扩张力度将明显小于实力增强力度；钢材价值量的增长将明显高于数量增长；产品将向特、精、高的方向发展，向深加工、高附加值发展，企业向低成本、高效率、生态型发展；部份不符合市场需求的产品和中小型特钢企业将出现亏损并最终退出市场。“十一五”发展趋势—提升产业集中度和专业化生产„在政府导向和市场配置下，逐步形成三大特钢企业集团和三大专业化特钢企业：„东北地区：东北特殊钢集团公司„华东地区：宝钢股份特殊钢分公司„华东-中南地区：中信泰富特钢集团„不锈钢专业化企业：太原钢铁（集团）公司„合金钢中厚板专业化企业：舞阳钢铁公司„合金钢管专业化企业：天津无缝钢管公司“十一五”发展趋势—提升专业化水平„高速钢专业化„合金钢线材专业化„不锈钢专业化„精密合金专业化„高温合金、钛合金专业化„大棒材专业化„合金钢中厚板专业化„合金钢管材专业化„合金钢丝(制品)专业化“十一五”发展趋势—高性能特殊钢–高强度–高韧度–易加工–长寿命„提高质量和性能–高纯净度、高均匀度、高晶粒度技术–高表面质量技术„降低钢材生产成本–连铸连轧技术–控轧控冷技术„降低零件加工成本–易切削技术–非调质技术–在线退火技术“十一五”发展趋势—工艺技术创新洁净钢：钢中夹杂物的状态（种类、大小、分布）不影响钢厂后部工序的正常生产，也不影响使用性能和使用要求的正常发挥所应有的洁净度。在“冶炼-精炼-连铸”炼钢工艺流程要满足：提高钢水的洁净度，发展洁净钢的要求。高品质洁净钢，应满足高性能品种的需求；特钢厂（含连铸）应做到洁净钢的生产，连铸应做到“无缺陷铸坯”生产。我国汽车另部件用钢生产技术进步及品种质量提升特殊钢-汽车另部件产业链特殊钢长型材汽车另部件整车制造5%改装车制造23%加速品种开发提高国产化率技术、品牌各异信息交流了解双方提出的新要求车用发动机2%摩托车制造6%汽车、摩托车另配件64%工艺、材料不同热轧、扒皮、银亮材国内汽车工业企业构成汽车行业对另部件用钢的主要要求汽车行业的发展：对另部件用钢的要求主要是：„汽车高性能化、轻型化①高强度、高韧性、„高级部件成本的低廉化高抗疲劳性﹔„要求缩短交货期②振动和噪音小﹔③价格便宜。车身重量减轻25%车身强度提高80%新一代高强汽车汽车另部件用特殊钢长型材齿轮连杆曲轴弹簧特殊钢凸轮轴和汽门用材汽车齿轮用钢„齿轮钢是汽车用优型材比例最高品种，也是各项质量要求最高品种。国内轿车年消特钢材约12万吨，主体规格为Ø20-100mm。主要用於捷达、富康等国产车型，引进轿车车型依靠进口。„齿轮钢的主要用途是车辆用，其量约占齿轮钢总量的70%。由于20CrMnTi的主要合金元素Cr和Mn为我国富有元素，价格低廉，晶粒长大倾向性小，从生产到应用，工艺熟悉，该钢种在我国齿轮行业中仍处於主导地位。国内己开发并生产的新型齿轮用钢„近年，我国引进许多汽车齿轮生产线，分别从德、日、美、意、法等国家引进了相应的齿轮用钢，我国已开发并能批量生产的新型齿轮钢:„碳素结构钢主要有德国大众企标生产的钢号，分别用于轿车变速箱的凸轮材料和1-4档齿固定齿。„Cr-Mo钢主要有仿日本JIS标准的钢号，用于五十铃中巴、摩托车、中型卡车及轿车等。„Mn-Cr钢钢种为16MnCr5、20MnCr5、25MnCr5和28MnCr5，全部按德国大众企业标准生产，是目前引进钢号中技术要求最高，生产难度最大的一组系列钢，主要用于桑塔纳、奥迪、捷达轿车，其中部分钢号还可用于富康、IVECO及大马力船用齿轮箱等。„Mn-Cr-B钢代表钢种为ZF6(16CrMnBH)、ZF7(20CrMnBH)，主要用于斯太尔重型卡车，用硼来处理的这种Mn-Cr钢关键是要解决硼的加入方法以解决淬透性及弯冲的质量问题。„Cr-Ni-Mn钢代表钢种为19CN5，按意达利FIAT企标生产。该钢的强度和末端淬透性比20CrMnTi高，而冲击韧性两者相近。该钢主要用于IVECO轻型车，也可应用于FIAT大马力拖拉机。„Cr-Ni-Mo钢代表钢种为SAE8620H、SAE8720H、SAE4320H、21NiCrMo5H及20CrNi2MoAH等，这些钢主要用做美国伊顿公司、德国ZF公司的变速齿轮箱以及IVECO轻型车和桑塔纳轿车的后轿齿轮五档变速箱齿轮等。„Cr钢代表钢种为SCr420H(20CrH)和37CrS4。前者是一种比20CrH淬透性稍高的仿日本牌号，用于夏利轿车及载重卡车变速箱，后者是含硫为0.025-0.040%的中碳含Cr钢，按德国ZF企业标准验收，它要求末端淬透性全带考核，主要用于轿车转向器齿条。汽车齿轮用钢质量国内外齿轮钢质量对比30万公里以上Ø＜20mm±0.2Ø＞20mm1%以内≤0.03%≤0.01%0.02-0.055%0.02-0.035%[O]＜15PPm窄：[C]0.02-0.03%ΔC＜0.05稳定、均匀5-8级最高4HRC一般6-8HRC稳定国外水平约20万公里10-20PPm成份波动大5-8级较宽较好6-8HRC不稳定国内水平运行寿命尺寸精度CuTi[Al][S][O]成份波动性能晶粒度淬透性带对比项目1110987654321序国内齿轮用钢质量„末端淬透性末端淬透性的稳定是评价齿轮钢质量的重要指标。淬透性和淬透性带宽的控制，主要取决于化学成分的精确控制和化学成分的均匀性。我国一些特钢企业已开始将20CrMnTiH钢种按淬透性带的上、中、下限分为子钢号，供用户选择订货。„洁净度氧含量对齿轮疲劳寿命的影响已越来越受到人们的关注。当氧含量从25PPm降到11PPm时，其接触疲劳强度可提高四倍。我国对SCM420H，20MnCr5等引进齿轮钢进行脱气与不脱气的对比试验结果，证实其疲劳寿命可提高40%左右。因此对齿轮钢进行脱气精炼是必须的工艺环节。当前国内有部分特钢企业能控制氧含量小于15ppm，但与国外先进水平尚有一定差距。„晶粒度奥氏体晶粒尺寸是衡量齿轮钢质量的又一项重要指标。细小均匀的奥氏体晶粒度对稳定钢材的末端淬透性，减少齿轮热处理后的变形量，提高渗碳钢的脆断抗力具有重要意义。我国齿轮钢的晶粒度级别一般要求5～8级，而日本特别强调渗碳齿轮钢的晶粒度应不粗于6级，这是值得我们注意的。国内外齿轮用钢生产工艺„目前，我国齿轮钢生产工艺路线，基本上有两种类型：„zEF(或BOF)+LFV(或VAD或RH)精炼→模注成锭→初轧开坯(或锻材)→横列式轧机或半连轧轧机轧材→精整→检验入库。„zUHP(EBT)+LF+VD精炼→合金钢方坯连铸→(半)连轧轧机成材→精整→检验入库。„工业发达国家的齿轮钢生产工艺也有两种类型：一是以日本为代表的双精炼、连铸工艺，即超纯工艺路线，用此工艺生产的低碳钢氧含量可在12×10-6以下，是目前世界上最先进的工艺路线；二是西欧、美国和日本部分厂家采用单精炼、连铸工艺路线，该工艺生产的钢的氧含量一般≤20×10-6。弹簧钢„弹簧钢60%以上用于汽车工业，弹簧是汽重要基础零件。汽车和发动机是弹簧的最大用户，其产值占弹簧总产值的50%。汽车法规的限制和高性能化要求弹簧轻量化，导致弹簧钢必须向高强度方面发展，与汽车大国相比，目前我国的轿车工业由国外引进多种车型起步，对悬架弹簧钢材和阀门弹簧钢丝的要求表现出多样化。„近年，国内轿车生产和维修年消费弹簧钢棒材约7-8万吨，线材约4-5万吨。合金弹簧钢„我国合金弹簧钢的生产主要集中在供汽车行业的60Si2Mn弹簧扁钢上，仅这一钢种的弹簧扁钢即占各类弹簧钢材总量的50%。附加值较高的合金弹簧钢丝、钢带和银亮材所占比例偏低。尤其是供轿车悬架弹簧用的50CrVA银亮材（棒材）等高档次弹簧钢的产量较少，甚至还需从国外进口。因此，我国弹簧钢产品结构总体上不尽合理，需进一步优化产品结构，提高棒材和丝带产量，增加生产高性能弹簧钢品种，开发轿车用弹簧圆钢产品。项目国内水平国外先进水平炼钢工艺电炉单炼或加精炼为主，精炼比80%，部分企业真空脱气处理精炼比100%，较多采取真空脱气处理连铸工艺连铸比约占80%100%连铸轧制工艺横列式两火成材为主，成材率84%，一般没有探伤检查连轧成材率95%成品大多探伤检查纯净度通常不检验夹杂物，不要求控制氧含量检验非金属夹杂物，要求[O]≤20ppm轧材尺寸精度圆钢GB702–86Ⅱ组精度扁钢GB1222–84圆钢相当于GB702–86Ⅰ组精度,扁钢较国标公差带窄50%表面质量表面裂纹较多，脱碳严重表面无缺馅国内外合金弹簧钢的生产和质量水平对照弹簧钢生产线„我国已新建或改造完善了几条先进的弹簧钢生产线，采用“电炉初炼→LF精炼炉→VD真空脱气→连铸→连轧”的工艺生产合金弹簧钢，生产技术水平有了较大的进展。从质量上分析，我国汽车用弹簧扁钢生产水平较高，有的企业弹簧扁钢质量达到美国通用标准，弹扁出口量成为特钢品种中最大一类。但我国轿车圆簧等高性能要求的弹簧钢的实物质量水平还较低，主要反映在钢的纯净度、表面质量、外形尺寸等方面。现在多数厂生产的弹簧钢不检验夹杂物，不控制氧含量，将合金弹簧钢视做特钢产品中的低档产品，因此实物质量水平难以提高，