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“低碳”压力下的“减量化”用钢将成为趋势

2011-10-09 10:52 来源:[ 我的不锈钢网 ]

国庆前夕,在沪举行的“第十六届上海国际冶金工业展览会技术论坛”及2011亚洲钢铁论坛”上,国内外钢铁专家、学者围绕低碳·创新主题进行深入探讨,对发展绿色、低碳、节能环保型钢材成为共识,认为在“低碳”压力下,用钢标准将会提高,“减量化”用钢将是“十二五”的发展趋势。

中国钢铁工业协会首席分析师李世俊在他的《中国钢铁业发展的新引擎》专题演讲中指出,“十二五”中国钢铁行业面临许多前所未有的新情况、新问题、新挑战,面临一系列严峻考验。下游行业对钢材的品种、质量、数量提出了新的要求,其中用钢“减量化”将是钢材市场的必然趋势。建筑、汽车、家电、集装箱、工程机械等用钢行业都提出了“十二五”节约使用钢材的高强度、耐腐蚀、轻量化、长寿命、可回收性等用钢减量化要求,必将影响钢材数量增加,影响钢材质量提升。

来自钢铁企业的代表也认为,根据十二五要求,发展绿色、低碳、节能环保型钢材已成为下游行业的共同要求,从下海各个行业对钢材需求来看,其中建筑行业:高效节能型钢材成为趋势。汽车行业:轻量化对高强度钢材提出新要求高档齿轮钢,高抛光性能、高耐蚀性能特殊性能要求的工模具钢。船舶行业:绿色环保型高技术船舶,对高强度、耐腐蚀船板用量将增加。压力容器:大型LNG运输船采用低温压力容器将大量使用不锈钢和镍基耐蚀合金等材料。家电行业:绿色环保家电对高牌号电工钢板、高强度薄板材、高性能涂镀板的需求量将增加。交通运输:高速(350公里/小时)、重载(100米长钢轨)铁路用材,不锈钢运煤车轴承钢、车轴钢、弹簧钢,油气开采运输用耐蚀钢。能源电力:超高压(1000千伏)电网用高强钢材,超超临界火电机组用耐热钢,核电机组用特殊钢,核电、石油、汽轮机、能源用高温、耐蚀合金。海洋工程:海洋平台、海洋能源设备、海底油气管线用钢、海洋工程用不锈钢等海洋工程用钢。机械制造:高档数控机床用特殊钢材。农机行业:新型高效农业用特殊钢材。航天航空:航空航天零部件用钢材及国防军工用特殊钢。

在“十二五”期间,随着下游用钢行业的产业升级,在使用钢材的质和量都发生新的变化,诸如船舶行业“十二五”的产业升级对钢材的质量和服务提出新的要求。

2003年,中国造船业所占有的份额超过欧洲,世界造船进入“三国”时代。这一历史时期,中国船舶行业的发展,主要表现在数量扩张上,从世界不起眼的第三,成为第一。钢铁工业支撑了造船的发展。同样,造船钢板的发展,也主要体现在同步完成了数量扩张。中国船舶行业面临升级转型,目前中国造船的产品结构单一,依赖散货船市场的局面没有明显变化,传统价格优势丧失,盈利水平逐步下降。我国船厂所承接的订单价格较韩国和日本仍有明显差距(大致较韩国低5%-10%,较日本低15-20%),未来发展或面临的市场竞争将更加被动。现在造船企业手持订单中低价船所占比例增加,2012年这一比例将超过60%2013年将超过90%。成本和收入的一增一减给船厂形成双重挤压,船舶企业经济利润指标将会恶化。

未来造船业的升级和转型,对造船用钢,特别是造船板的要求更高。1990年以来,国际海事组织(IMO)针对不断出现的海损和污染事件,推出了一系列改善油船结构、提高安全性的强制要求,如单壳改双壳,船舶压载舱、货油舱涂层等。

货油舱腐蚀防护最直接的方法是涂装。对此IMO已经有了强制性标准。日本另辟蹊径,提出应用新型耐蚀船板来代替涂层,降低油船建造成本,缩短建造周期,大幅提高油船安全性。此方案提出后,受到各国船东以及船厂欢迎。2004年,日本基于大量前期研究成果,向国际海事组织(IMO)提案,要求将耐蚀钢作纳入COT用钢强制规范,并提出了相关耐蚀钢标准和要求;2009DE52次会议上,耐蚀钢作为唯一的一种涂层的等效替代方案被纳入船舶用钢体系;20102DE53次会议完成了油船货油仓耐蚀钢性能标准和试验程序的制定;5月将提交MSC87次会议批准,18个月后正式生效。IMO推出一系列新规范、新规则、新规定已经逐步从讨论制订进入实施阶段。日本在研究新规和转型本企业产品上看的远、动作快,他们把自己的研究成果转化为IMO的新规,抢占未来市场制高点。这是当前全球船舶市场的新动向。

据与会的业内专家分析,在船舶的钢材消耗上,海上浮式生产储油船、油船等的钢材消耗基本单位要比一般的商船高,每个GT的钢板消耗投入量,普通商船为0.23吨左右,而海上浮式生产储油船、海底钻油船则接近0.4吨。海上浮式生产储油船和海底钻油船的钢板+形状基本消耗单位各为0.44吨和0.65吨。海洋结构物的钢材消耗绝对量很高,而且高强度钢的使用比重也高。近期订单量增多的液化天然气船FPSO(海上浮式生产储油船),其钢材消耗量高达大型油轮的5倍。尤其是韩国的造船企业,主要以钢铁消耗基本单位交高的海洋结构物和绝对消耗量大的超大型船舶订单为主。

预见未来的船用钢材市场竞争将趋于白热化,国外钢铁业人士分析,考虑到以普通商船为主的中国造船订单以及中国厚钢板的产能增长,出口需求将再度增加。以2010年为标准,中国厚钢板的出口量为4.3百万吨,而韩国的中国产进口量则为1.6百万吨。出口量占生产量30%的日本产厚钢板,由于本国的厚钢板需求量降低,其竞争强度很可能会提高。2010年,日本的厚钢板出口量为3.8百万吨,而韩国的日本产进口量为1.75百万吨。韩国的厚钢板进口需求量正在减少,而中国的厚板产能增长又急需中国扩大出口。因此后期国际市场的船用钢板的竞争不可避免,尤其在控温控轧工艺(TMCP)等高强度钢中,日本与韩国钢铁企业的竞争有可能会变得更加激烈。

同样,管道行业“十二五”升级对钢材质量提出新要求。未来5年,中国的油气管道干线建设投资3500亿元,需要钢管1600万吨;“十二五”期间,平均年需320万吨。其中天然气管道年需250万吨。“十二五”建设项目:西三线(霍尔果斯-韶关)、西四线(吐鲁番-中卫)、中缅油气管线(缅甸西部港口皎漂市-昆明,2380公里,其中中缅天然气管线缅甸境内段长793公里,中缅原油管线缅甸境内段长771公里,总投资约20亿美元)、中卫-重庆-贵阳输气管线(1636公里)、陕京四线等天然气管线将在2015年集中投产。出疆天然气管道需要通过地形狭窄的河西走廊,公路、铁路、电力、通信、管道等众多工程由此通过,河西走廊越发拥挤。为了节省建设时间、减少管道占地和投资,单管输送480亿方/年的管道建设方案成为急需研究的问题。管线管产品的应用拓展态势:地质环境对适用性的要求;海洋环境对适用性的要求;介质及抗冲蚀性的要求;输送介质对耐蚀性的要求;管道输送的经济性的要求。西二线所采用的技术方案既是我国管道建设的一次集成创新,同时也引领世界管道建设的发展趋势。选用X80钢可减少用钢量近40万吨,减少投资约65亿元。X80钢系列产品不仅研发成功,还全部实现国产化,标志我国管道建设实现从追赶到领跑的历史跨越。

在“十二五”期间,我国建筑产业的升级,要求建筑用钢的强度高,重量轻,能抗震。2008年,我国实际消费钢材4.38亿吨,其中消费热轧带肋钢筋1.005亿吨,占国内钢材市场消费比例22.93%2008年中国钢筋产量10093万吨,400MPa及以上强度钢筋仅占28%,HRB400钢筋替代HRB335钢筋的省钢率在12%14%左右。钢筋混凝土建筑需要更高强度级别的钢材。1.3亿吨的建筑钢筋中,2/3是屈服强度小于335Mpa的Ⅰ级钢、Ⅱ级钢筋,推广大于400Mpa的热轧钢筋可减少消费钢筋1000万吨以上。中国确定高强钢筋应用的发展目标是:取消235MPa级钢筋、逐步减少使用335MPa级钢筋、优先使用400MPa级钢筋、积极推广500MPa级钢筋。201171日起实施GB50010-2010《混凝土结构设计规范》,优先使用400MPa级钢筋,积极推广500MPa级钢筋,用HPB300光圆钢筋取代HPB235光圆钢筋(Ⅰ级钢筋),逐步减少使用335MPa级钢筋并最终取消该品种。给出了带“E”抗震钢筋使用要求。

汽车“轻量化”需要更高强度级别的钢材。高强度钢是汽车上最主要的轻量化材料,是汽车轻量化后保证碰撞安全性的最主要材料,高强度钢的用量直接决定着汽车轻量化的水平。

汽车轻量化技术是汽车产业发展的关键共性技术。与国外同类车型相比,目前全国自主品牌轿车自重约比同类轿车平均重8%-10%,商用车平均重10%-15%。汽车用钢中高强钢比例2008年仅仅21%2009年为26%2010年为29%,国外平均40%-50%;欧洲50%-60%

科技部组织:“汽车轻量化联盟”,2010年轻量化目标:在商用车方面,主要通过提高大梁板、板簧和轮辐的强度等措施,进行减重,如引进商用车新车型的大梁板强度级别将达到700MPa,使“轻量化”联盟企业新型货车减重300kg以上。在乘用车方面,通过提高轿车使用各种高强钢强度级别和应用比例,结合采用激光拼焊板、热冲压成型和液压成型等汽车使用新技术的途径,使“轻量化”联盟各企业的新型轿车单车平均减重8%-10%

输电塔需要更高强度级别的型钢材料。目前我国在输电塔使用的角钢型钢,仍主要以Q235Q345低强度钢材为主。钢管产品强度等级也只到Q345强度等级。铁塔中采用高强钢具有很明显的经济效益。晋东南—南阳—荆门特高压线路中,铁塔采用Q420高强度角钢3.3万吨,使工程节约钢材2500吨,节省投资1亿元左右。500千伏练塘至泗泾线路工程中,在双回路钢管塔上试点采用高强钢,直线塔主材采用Q460钢管代替目前常用的Q345钢管,塔身主材节省钢材约12%-18%,整塔减轻约5%-6%;转角塔主材采用Q460钢管代替Q345钢管,塔身主材节省钢材约15%-20%,整塔减轻约6%-9%。与Q345钢管相比,采用Q460高强钢管后工程全线钢材节约1145吨。要提高我国输电塔的技术水平,就需要有更多高强度级别的型钢材料给予支撑,占全部用钢量的33%左右。

煤炭机械需要更高强度级别的钢材。以平朔东、胜利东二号、白音华、朝阳等十个千万吨级大型露天煤矿,酸刺沟等十个深井煤矿,以及大型金属矿建设为依托,大力发展新型采掘、提升、洗选设备,重点实现电牵引采煤机、液压支架、大型矿用电动轮自卸车、大型露天矿用挖掘机等设备的国内制造。综采液压支架。一个工作面150架,年增150个工作面,耗钢45万吨。由于综采设备单重70吨,井下装配运输困难,因而需提高钢板强度。由Q690提高到Q960,可以减重到55吨;钢厂应加大研制高强钢板和排讨焊丝的力度,目前的制约Q960大面积推广是焊接跟不上(焊丝占钢板消耗的7%)。

    随着钢结构建筑的高层化、大跨度化发展,高强度级别的钢材需求量将明显增加。高层化、大跨度化的钢结构建筑采用345MPa钢板,梁与柱将采用100mm以上钢板,断面增大后,增加施工和焊接的难度,并且容易产生焊接缺陷。采用强度更高的钢板,不仅能够降低施焊难度,而且有利于提高构件焊接节点的可靠性。为满足建筑钢结构的发展需要,舞钢开发了强度级别更高的Q390Q460级建筑结构用钢板。(包斯文)


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