“我國(guó)鋼鐵產(chǎn)品的供需狀況已進(jìn)入轉(zhuǎn)變期。”在10月23日召開的第九屆中國(guó)鋼鐵年會(huì)上，中國(guó)金屬學(xué)會(huì)名譽(yù)理事長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士翁宇慶指出，“鋼鐵工業(yè)正在進(jìn)行‘激烈’的結(jié)構(gòu)調(diào)整，須特別關(guān)注產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，由數(shù)量增長(zhǎng)為主轉(zhuǎn)向品種質(zhì)量提升為主的鋼鐵需求階段已經(jīng)來(lái)臨。”
供需改變要求調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
翁宇慶表示，隨著對(duì)環(huán)境、能源、資源的日益重視，以及經(jīng)濟(jì)形勢(shì)發(fā)生的很大變化，我國(guó)經(jīng)濟(jì)已從高速增長(zhǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹兴僭鲩L(zhǎng)。數(shù)據(jù)顯示，2011年，我國(guó)人均GDP不及世界平均水平的一半，但人均鋼材消費(fèi)量比世界平均水平高1倍。其中，除了大量的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)用鋼外，低檔產(chǎn)品約占鋼鐵總產(chǎn)量的2/3，造成“不應(yīng)有的消費(fèi)”，導(dǎo)致資源、能源與環(huán)境的過(guò)度壓力。
2012年，我國(guó)鋼鐵實(shí)際消費(fèi)量變?yōu)樨?fù)增長(zhǎng)，供需結(jié)構(gòu)已發(fā)生變化。當(dāng)前，鋼鐵新增需求主要集中在出口增加，近3年平均每年增加500萬(wàn)噸~700萬(wàn)噸。此外，出口機(jī)械、五金件、對(duì)外承接工程伴生建筑用鋼的出口也在增加。對(duì)此，翁宇慶表示：“中國(guó)鋼鐵行業(yè)的發(fā)展要走減量化道路，降低鋼材的過(guò)度消費(fèi)，否則鋼鐵工業(yè)不可能持續(xù)發(fā)展。”
翁宇慶指出，市場(chǎng)存在著對(duì)高檔產(chǎn)品和低檔產(chǎn)品的不同需求。高、中、低檔通常指鋼材性能和鋼材質(zhì)量，而質(zhì)量又分為特種、優(yōu)等、普通三大類。目前，我國(guó)市場(chǎng)上約2/3的需求屬于普通質(zhì)量用鋼。盡管在未來(lái)的10年~15年，這一比例仍將維持，但對(duì)特種、優(yōu)等鋼種的需求將不斷提升。“鋼材需求已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)品種、質(zhì)量的需要。”翁宇慶表示，“鋼鐵企業(yè)應(yīng)不斷重視高檔品種的開發(fā)。特種、優(yōu)等鋼材要求產(chǎn)品的質(zhì)量、性能和供貨的穩(wěn)定性，并滿足鋼鐵用戶的特殊需求。”
基礎(chǔ)建設(shè)用鋼要注重高品質(zhì)
“發(fā)展高品質(zhì)鋼材，淘汰約1億噸低檔品種鋼材，這是突破能源、資源、環(huán)境‘瓶頸’的有效措施。”翁宇慶指出。
以螺紋鋼為例。《關(guān)于加快應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋的指導(dǎo)意見(jiàn)》要求，2013年底，淘汰高層建筑工程中的335兆帕級(jí)螺紋鋼筋；2015年底，高強(qiáng)鋼筋的產(chǎn)量占螺紋鋼筋總產(chǎn)量的80%。但實(shí)際情況是，我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域的低強(qiáng)度品種鋼仍占有相當(dāng)大的比例，國(guó)際上已基本不采用的400兆帕級(jí)以下帶肋鋼筋占建筑螺紋鋼總量的59.6%，約為7800萬(wàn)噸；屬于落后產(chǎn)品的熱軋窄帶鋼產(chǎn)量還在增加；鋼結(jié)構(gòu)用Q420~Q460級(jí)高強(qiáng)度中厚板的應(yīng)用量?jī)H有5%，而Q235和Q345的比例達(dá)到88%。這不適合減量化用鋼的要求。
翁宇慶指出，高檔、高強(qiáng)度鋼材將成為綠色建筑的“骨架”。“如果在總長(zhǎng)度約4.45萬(wàn)千米~5.23萬(wàn)千米的特高壓電網(wǎng)中，全部采用高強(qiáng)度鋼材，可減排二氧化碳超過(guò)百萬(wàn)噸。”翁宇慶舉例，“如果采用Q420B型鋼替代現(xiàn)有的Q235~Q345輸電線塔用工角槽鋼，能有效節(jié)約6%~8%的鋼材；如果采用Q460B型鋼替代，可節(jié)約10%的鋼材。”
不過(guò)，高強(qiáng)度鋼種的開發(fā)仍存在問(wèn)題：鋼材強(qiáng)度提高，往往伴隨著韌性的下降。此外，鋼材的焊接性和焊接工藝、低溫韌性和脆斷傾向、抗環(huán)境腐蝕能力和防護(hù)技術(shù)等技術(shù)問(wèn)題，仍制約著鋼材品種的開發(fā)。對(duì)此，翁宇慶表示，基礎(chǔ)建設(shè)用鋼需要在高強(qiáng)度、高韌性、高塑性配合方面進(jìn)行更多的技術(shù)研究與開發(fā)，滿足功能復(fù)合型的用戶需要。
翁宇慶提醒，420兆帕~1000兆帕級(jí)高強(qiáng)韌基礎(chǔ)建設(shè)高端用鋼，將在抗震建筑用鋼、高強(qiáng)度橋梁用鋼、高韌性耐腐蝕工程機(jī)械和建筑用鋼等領(lǐng)域有所需求。該鋼種在技術(shù)研發(fā)方面，將向基于應(yīng)變理論設(shè)計(jì)、發(fā)展低碳貝氏體為基礎(chǔ)的超細(xì)復(fù)合組織和相應(yīng)的TMCP（熱機(jī)械控制工藝）技術(shù)，低偏析、高均質(zhì)的厚板，大截面型材技術(shù)等3個(gè)方向發(fā)展。
高端鋼種期待質(zhì)量穩(wěn)定
據(jù)統(tǒng)計(jì)，基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域和制造業(yè)領(lǐng)域用鋼約占目前用鋼需求的85%。翁宇慶表示，企業(yè)要關(guān)注能源、交通、海洋工程裝備和先進(jìn)裝備業(yè)等領(lǐng)域的高端鋼鐵需求。
在能源領(lǐng)域，他提議，企業(yè)須關(guān)注兩個(gè)新需求：一是700攝氏度高參數(shù)先進(jìn)超超臨界機(jī)組關(guān)鍵品種。為進(jìn)一步提高發(fā)電效率，各國(guó)正安排研發(fā)700攝氏度~760攝氏度高參數(shù)機(jī)組，可提升10%~20%的效率，減少供電煤消耗約50克/千瓦時(shí)。目前，我國(guó)已開始啟動(dòng)此類機(jī)組的研究，并計(jì)劃于2020年開建示范工程。700攝氏度以上機(jī)組所需鋼材將由鐵素體、馬氏體組織向奧氏體和耐熱合金轉(zhuǎn)變，鋼管、汽輪機(jī)構(gòu)件等都會(huì)有相應(yīng)的重大變化。二是X100或X90超高強(qiáng)度油氣輸送管線及配套鉆采用鋼。X100管線鋼在塑性、安全性、強(qiáng)度等方面有著更高的要求，一旦產(chǎn)生裂紋，運(yùn)輸?shù)母邏簹怏w會(huì)很快擴(kuò)散。因此，鋼鐵企業(yè)要對(duì)該鋼種的環(huán)向應(yīng)力和止裂韌性開展進(jìn)一步的研發(fā)。
在交通領(lǐng)域，社會(huì)活動(dòng)、家庭代步工具和現(xiàn)代物流業(yè)的發(fā)展，對(duì)汽車用鋼和軌道交通用鋼提出了新的需求。其中，汽車用鋼將以輕量化和安全性為關(guān)鍵目標(biāo)，開發(fā)第三代汽車用鋼。第三代汽車用鋼在減重的同時(shí)，增加了超輕鋼車身的強(qiáng)度，達(dá)到減輕燃油消耗、提升安全性能的目標(biāo)。翁宇慶提議，應(yīng)構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟促進(jìn)第二代和第三代鋼的工程化和產(chǎn)業(yè)化。而適應(yīng)大軸重、高速、重載發(fā)展的貝氏體輪/軌系將成為新一代軌道交通用鋼的需求。
在海洋工程裝備領(lǐng)域，翁宇慶指出，我國(guó)不具備供東海和南海使用的成熟鋼鐵品種。這些地區(qū)的環(huán)境易造成鋼材嚴(yán)重腐蝕，深水高壓、高溫、低溫等復(fù)雜環(huán)境也會(huì)導(dǎo)致材料和裝備開發(fā)困難，亟須研發(fā)新型合金體系。他表示，我國(guó)海洋工程用鋼與國(guó)外先進(jìn)水平存在較大的差距，特種鋼材基本依賴進(jìn)口，現(xiàn)有品種已不能滿足日益增長(zhǎng)的開發(fā)需要。
“先進(jìn)裝備業(yè)用共性關(guān)鍵材料的關(guān)鍵是質(zhì)量，而不是品種。例如，我國(guó)僅有4個(gè)鋼廠可生產(chǎn)航空軸承鋼，但壽命只有國(guó)外的1/4~1/5，亟須開發(fā)高純凈、高均質(zhì)、高性能的航空軸承鋼。”翁宇慶表示。他同時(shí)提出，“要將軸承設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行與軸承鋼關(guān)鍵系統(tǒng)相集成，進(jìn)行質(zhì)量管理與控制。”
此外，齒輪、模具等方面的差距也不容忽視。現(xiàn)在，我國(guó)大約1/3的高端齒輪都要依靠進(jìn)口，進(jìn)口的高端模具數(shù)量超過(guò)國(guó)內(nèi)模具的總產(chǎn)量，模具鋼的產(chǎn)業(yè)化和工程化遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到國(guó)際水平。未來(lái)，高端齒輪鋼和大型精密模具鋼的需求將不斷增長(zhǎng)，鋼鐵企業(yè)要重視如動(dòng)車組齒輪箱模具和超高速精密模具等鋼種的開發(fā)。翁宇慶呼吁：“對(duì)于這些依賴進(jìn)口的特殊品種鋼材，希望鋼鐵企業(yè)、研究院所給予更多的關(guān)注和研發(fā)。”