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中國特殊鋼鐵發展的思考

来源:银易投资      發布時間:13-07-02 01:04    次浏覽   大小:   16px  14px  12px

   鋼可以分为普鋼和特鋼兩大類,特鋼即特殊鋼包括優質合金鋼與合金,合金可以不以鐵为基,例如可以是鎳基、鐵鎳基。特殊鋼包括合金結構鋼、合金网上配资鋼、合金工具鋼、軸承鋼、不鏽鋼、高溫合金、精密合金等。      我國幾十年来,把電爐廠稱为特殊鋼廠,把轉爐廠或鋼鐵聯合企业歸屬为普鋼廠。中國特鋼企业協會已开過8屆會員大會,特鋼協會的成員企业主要为電爐廠家。      一、特鋼生産流程與鋼廠類型      随着20世紀後半葉以来連鑄及爐外處理(包括鐵水預處理與鋼的二次精煉)技術的發展,鋼的制備技術發生了根本的變化,現代鋼生産流程主要是:      轉爐流程:高爐冶煉——鐵水預處理——轉爐治煉——二次精煉——連鑄——(熱送熱裝)軋制;      電爐流程:電爐冶煉——二次精煉——連鑄——(熱送熱裝)軋制;      特種熔煉:特種熔煉(真空感應熔煉、冷坩埚熔煉、電渣重熔、真空電弧重熔、電子束重熔、等離子熔煉或重熔等)——錠子鍛造或軋制、擠壓。      現代煉鋼流程主要是轉爐流程和電爐流程。2004年世界粗鋼産量达10.548億t,其中轉爐鋼66452萬t,占63%,電爐鋼35652萬t,占33.8%。特種熔煉産量小,但對國防、前沿技術、重要國民经濟部門發展具有重要意義。      鋼廠類型也發生了很大變化,國外(例如美國)主要有:鋼鐵聯合企业(Integrated Iron and Steel Company)、現代電爐鋼廠(Mini Mill)及专門的特鋼廠(例如Cabot公司及Allvac公司等专門的電渣及真空冶金廠)。國内除鋼鐵聯合企业(例如武鋼、鞍鋼、首鋼等)、現代電爐鋼廠(例如珠江鋼鐵)之外,出現了一批新型的帶電爐的鋼鐵聯合企业(例如寶鋼、安鋼、沙鋼、興澄特鋼等)。他們有的是在鋼鐵聯合企业里安裝了現代電爐(寶鋼、安鋼等),有的是在原来隻有電爐流程的企业中建了轉爐流程(沙鋼、興澄特鋼等)。由于我國用特種熔煉方法生産特鋼的規模不大(美國一個专門的特種熔煉廠家年産量可达幾十萬噸),特種熔煉通常是作为現代電爐鋼廠的一個分廠或車間,或是新興鋼鐵聯合企业中現代電爐鋼廠的一個分廠或車間。      轉爐與電爐冶煉具有越来越多的共性,轉爐可以冶煉普通鋼,也可以冶煉特殊鋼;電爐可以冶煉特殊鋼,也可以冶煉普通鋼。繼續将轉爐廠稱作普鋼廠,将電爐廠稱作特鋼廠,已名不符實,影響鋼廠的發展,特别是将電爐廠限于生産特鋼,更會影響其發展。      二、國内外特鋼占整個鋼産量的比例      目前世界上特鋼産量約占整個鋼産量的15%左右(以美國、日本为代表),世界主要産鋼國家特鋼生産及消费情況,列于表1。      中國2003年合金网上配资鋼、合金結構鋼、滾珠軸承鋼、合金工具鋼、高合金工具鋼、不鏽鋼總産量为1098萬t,鋼總産量为22241萬t。2005年特鋼總産量为1132萬t,鋼總産量約为3.5萬t。      由上述數據可見,世界上,美國、日本特鋼比例約为15%,一些歐洲國家例如德國、瑞典、意大利等比例更高,而我國特鋼隻占鋼總量的很小部分,每年進口鋼材主要是特鋼和優質特鋼。特鋼主要是由電爐和轉爐生産出来的,進一步的生産統計會發現,雖然轉爐也能生産特鋼,但我國特鋼目前主要是由電爐廠生産的,不應從個别國家用轉爐生産特鋼的比例高于電爐而過多地宣傳轉爐廠生産特鋼的優勢,發展特鋼有利于我國由鋼鐵大國變为鋼鐵強國。重點應發展電爐流程。      三、及時引導、支持對發展我國現代電爐的第二輪投资      我國現代電爐煉鋼始于1993年原冶金部和上海市在上海召开的“當代電爐流程和電爐工程問題研讨會”(以下簡稱第一次上海會議)。由于各級政府部門引導,支持鋼鐵企业進行了對現代電爐流程的一輪投资,依靠引進國外現代電爐流程先進技術,在我國建成了一批“三位一體”或“四位一體”的先進電爐流程。      正是由于这批先進的現代電爐流程的建成、投産、达産、超産,使得我國電爐鋼比例一度打存了自1993年至2000年逐步下降的局面,走出了低谷,在2000年至2003年間,有所回升,約回升了2個百分點,在这一階段,電爐鋼增長速度高于全國鋼增長速度及轉爐鋼增長速度,見表2。      这一階段電爐鋼为什麼如此飛速增長?國民经濟的高速發展是动力,電爐的發展,受GDP增長的拉动,但是如果沒有投资,國家不建成一批現代電爐流程,電爐鋼的飛速發展是不可能的。當然,單靠引進設備是不夠的,这里有着我國廣大電爐工作者創造性的辛勤勞动,是他們的努力才使得我國目前在電爐冶煉工藝、技術经濟指标、理論研究方面达到國際先進水平,有的居國際領先地位。      然而,我國目前正處于1990年以来電爐鋼比例第二次逐年下降的階段,由于前一階段我國對轉爐流程進行大量投资導致的轉爐鋼生産能力的釋放,使我國轉爐鋼産量大幅度增長,2004年增長速度达到27%,而電爐鋼第一輪投资導致的潛能挖掘、釋放已近飽和,年增長速度大大降低,2004年为6.7%,轉爐鋼增長速度大大高于電爐鋼,從而使電爐鋼一年中下降了2個百分點,估計2005年、2006年還會是这種狀态。      電爐鋼比例的下降,不利于鋼鐵工业的可持續發展,不利于我國從一個鋼鐵大國變为一個鋼鐵強國,值得引起重視。本人認为,國家應及時引導、支持對發展我國現代電爐流程的第二輪投资。      表2 2001~2003年我國及世界電爐鋼的增長速度      鋼增長速度=(當年鋼産量-去年鋼産量)/去年鋼産量*100%      國家早已明文規定淘汰大批落後的小高爐、小轉爐、小電爐、地條鋼等,但目前小高爐、小轉爐、10噸以下的小電爐生産能力仍占有相當大的比例,“十一五”期間将按照“依法、依規關停一批,差别對待擠垮一些,上大壓小淘汰一批,等量置換改造一批”的原則,綜合運用各種手段使落後産能盡快退出市場。相信會收到預期的效果。这里我想進一步談談有關修改鋼的國家标準的問題。      當前發展我國電爐煉鋼、淘汰落後産能,除國家要出台有關的政策法規外,從技術上還要對某些鋼材,例如使用量大面廣的建築鋼材國家标準及時修訂,一要支持有關制定和修訂國家标準的研究工作,二要及時制定和修訂有關國家标準。      根據“新一代鋼材材料的重大基礎研究”973項目的研究結果,鋼的潔淨度對鋼的組織性能具有重要影響,建議修改有關鋼,特别是使用量大面廣的鐵素體+珠光體類型鋼的潔淨度标準,例如硫、磷、非金屬夾雜物的标準,制定有關鋼中氮、氧的标準,由于鋼中流及溶解氧對鋼力学性能具有顯著作用,要生産新开發出来的超級鋼就不能沿用原傳統鋼的标準。對鋼中的總氧量應提出要求。如果要求鋼的總氧量<=50ppm,硫含量<=100ppm,則一些代表落後生産的裝備和工藝因为生産的鋼达不到这一要求,不合格,自然會被淘汰掉,而这些要求對于先進的轉爐流程及電爐流程是容易达到的。“上大壓小淘汰一批”可能會遇到困難,因为落後産能尚可以按傳統标準生産低檔産品,與先進流程進行成本競争。      關于潔淨度,對“極限潔淨度”和“经濟潔淨度”的理解,我認为“極限”是很難量化的,隻能确定目前情況下可达到的水平,但这一水平應不是“極限”,不同時期可能达到的水平是不一樣的,“经濟”也是相對的,發展的。“经濟潔淨度”應是为滿足先進鋼鐵材料性能要求,在現行裝備與工藝條件下能夠达到,达到它不過多增加成本的潔淨度。按照这一理解,上述總氧量<=50ppm、硫含量<=100ppm可以确定为目前條件下400MPa級鐵素體+珠光體的“经濟潔淨度”。“经濟潔淨度”的門檻值也就是标準規定,訂得不恰當,就可能從客觀上延長落後裝備和工藝的壽命,形成落後與先進共存、競争的局面,影響落後産能的淘汰速度和先進鋼鐵材料的推廣應用,特别是在我國還不完全是優質優价的情況下更是如此。用屈服強度为400MPa級先進鋼鐵材料取代200MPa級傳統鋼材乃是“新一代鋼鐵材料的重大基礎研究(973項目)”的初衷。      目前,我國的廢鋼和電力依然緊缺,这是發展現代電爐煉鋼的實際困難,为什麼我仍認为國家應及時引導和支持對發展現代電爐流程進行第二輪設资,主要有兩點考慮:      (1)投资到形成生産能力需要有一定時間      1993年“當代電爐流程和電爐工程問題研讨會”以後,在各級政府的引導和支持下,各鋼鐵企业對發展現代電爐流程進行了第一輪投资,新造了約40座60t以上的現代電爐,这些電爐從考察、申報、審批、立項、談判、簽合同、施工、投産、达産、超産,大概经過了8~10年時間,2003年达到高峰。      (2)2010年至2015年我國廢鋼和電力供應情況會發生較大改變,有利于電爐的發展      首先由于國家抓能源建設,電力緊缺的局面會有所改變,目前一些企业生産用電价格已经有所下降。      在廢鋼方面,我國用于煉鋼的廢鋼量會顯著增加,原因有兩個:一是屆時我國自産廢鋼、加工廢鋼會因鋼總産量大而增加,折舊廢鋼,設回收期为15年,1996年以後生産的鋼材已开始能夠回收供煉鋼用,而这一時間以後,我國産鋼量已超過1億t/年,折舊廢鋼量也會增加;二是國家決定2010年以前淘汰落後的鋼生産能力,被淘汰的小轉爐、小電爐、地條鋼按1億t計算,可以至少有2000萬t以上的廢鋼可供先進的轉爐和電爐流程用,廢鋼多了,价格就會降低。      國内经濟的發展,對鋼鐵材料的需求量不會減少,淘汰1億t落後的鋼生産能力,它們生産的那一部分就沒有了,缺少的鋼材從那里来,一是用轉爐流程生産,例如由以同時淘汰落後生産能力为前提,新建的、先進的鋼鐵聯合企业生産,但它消耗的廢鋼是有限的,因为它本身的産能不會达到1億t,另外廢鋼加入比隻有8%,基于我國的國情及投资強度,不可能建許多試點企业。再一個是已有小轉爐的企业淘汰小轉爐新建同樣容量的大轉爐,我以为從可持續發展的觀點,这一措施欠妥。如果現在就开始考慮對發展我國現代電爐的第二輪投资,在2010年至2015年,第二輪投资新建的現代電爐流程可能正好趕上電爐流程能發揮優勢的大好時機。      四、電爐流程生産優質普鋼是電爐廠走出困境的正确途徑      目前,我國廢鋼及電力仍然緊缺,電爐鋼的成本比同品種的轉爐鋼高,電爐鋼廠生産困難是事實,電爐鋼廠走出困境的道路是什麼?我認为是電爐流程生産優質普鋼是電爐廠走出困境的正确途徑。      企业生存必須講究经濟效益,利潤是企业的生命線,筆者曾经提出過一個簡單的計算企业效益或利益的公式,即效益=(産品售价-成本)/時間,这個時間可以是冶煉周期,这時利潤代表一爐鋼的效益,用其可以對冶煉周期進行理論計算;時間也可以是年,利潤即年效益。從这一公式出發可知,要提高企业的效益,生産售价高的高附加值産品是關鍵,降低成本是有效措施,此外,要有規模,一年中生産的高附加值産品總量過小,效率也不會好。我國興澄特鋼及舞陽鋼廠因为其高附加值産品占的比重大,規模大,经濟效益還是很好的。      對于電爐流程的冶煉工序,高附加值産品因時因地具有不同的含義,筆者曾在《冶金管理》2006年第8期上撰文探讨我國目前能盈利的幾種電爐鋼品種,本文着重進一步讨論一下電爐生産優質普鋼的問題。      從整體上看,特鋼占整個鋼生産的比例,占電爐鋼的比例是小的,世界上特鋼的比例隻占總鋼産量的15%以下,而電爐鋼的比例为1/3左右;我國特鋼比例低于鋼總産量的8%,電爐鋼比例雖然很低,但2005年估計为13%左右,事實上,國内外電爐在生産特鋼的同時,也在生産普鋼,但为優質普鋼,美國等不生産屈服強度为200MPa級螺紋鋼,中國電爐生産的普鋼則多为優質碳素鋼(主要是中高碳鋼)。      用現代化電爐流程来生産400MPa級的鐵素體+珠光體類型鋼材,如果在标準中能指出總氧量<=0.0050%、硫含量<=0.010%的話,它将能夠取代目前隻经吹氩、喂線的同類小轉爐鋼、小電爐鋼、地條鋼(这3類鋼的總量可能過億噸)。實踐表明:現代電爐流程能夠在上述标準條件下成功生産出os为400MPa級的鐵素體+珠光體類型鋼材。      在降低成本的技術措施上,仍然要堅持以縮短電爐冶煉周期为核心發展現代電爐冶煉技術,加部分鐵水冶煉和采用集速束式氧槍強化供氧是兩項重要的技術措施。      電爐加部分鐵水冶煉有一個最佳鐵水比,以冶煉周期最短为目标計算的最佳鐵水比與平均供氧強度有關,當供氧強度提高時,最佳鐵水比提高。      目前,有的企业采用80%以上鐵水,不供電,将電爐當轉爐使用,從企业的角度,是可以理解的,但從资源消耗、環保、可持續發展的角度看欠妥的,因为電爐轉爐化工藝的氧氣耗量、生産率(冶煉周期)、煤氣回收等指标不及轉爐,而與轉爐相比較電爐的固有優勢也沒有了。      五、關于中國金屬学會的設置方法      中國金屬学會設有煉鋼和特鋼兩個分會,下各設若幹個学術委員會(三級学會)。在特鋼分會里,原来設有特鋼冶煉学術委員會,後分为電爐委員會和特種熔煉及爐外精煉学術委員會,一度活动較少。煉鋼分會也建立了電爐学術委員會及爐外精煉学術委員會。由于電爐和轉爐呈現出越来越多的共性,轉爐能生産特鋼,電爐也生産普鋼,故參加特鋼分會電爐委員會和爐外精煉委員會及特鋼電爐委員會和特種熔煉與爐外精煉委員會所組織的活动的企业基本相同,造成一定重複、混亂,建議中國金屬学會調整一下煉鋼分會,下設轉爐、電爐、特種冶煉、爐外精煉学會委員會,與鐵合金分會、連鑄分會、耐火材料分會共同負責普鋼和特鋼的冶煉工作,特鋼分會負責金屬材料。事實上,高溫合金、精密合金等已经或即将從特鋼分會中獨立出去成为二級分會,学會的機構設置正在調整。      六、結論      (1)特鋼生産流程包括電爐流程、特種熔煉與轉爐流程。轉爐流程能夠生産特鋼,但我國特鋼主要是電爐流程、特種熔煉生産的,主要是電爐廠生産。      (2)目前我國正處于1993年以来電爐鋼比例第二次逐年下降階段,國家應及時引導支持對發展我國現代電爐煉鋼的第二輪投资。      (3)为發展我國的電爐鋼生産,在技術上仍然要堅持生産高附加值鋼和降低生産成本的方向,電爐加部分鐵水冶煉是一項重要的技術措施,但綜合考慮應控制最佳鐵水加入比。      (4)電爐鋼廠除生産特鋼外,應生産優質普鋼,修改國際有關400MPa級的鐵素體+珠光體類型鋼的純淨度标準,可能是淘汰落後産能,發展我國電爐鋼生産一個有效措施。 

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