浅谈：钢铁产品结构调整方向

　“我国钢铁产品的供需状况已进入转变期。”在10月23日召开的第九届中国钢铁年会上，中国金属学会名誉理事长、中国工程院院士翁宇庆指出，“钢铁工业正在进行‘激烈’的结构调整，须特别关注产品结构调整，由数量增长为主转向品种质量提升为主的钢铁需求阶段已经来临。”

　　供需改变要求调整产品结构

　　翁宇庆表示，随着对环境、能源、资源的日益重视，以及经济形势发生的很大变化，我国经济已从高速增长转变为中速增长。数据显示，2011年，我国人均GDP不及世界平均水平的一半，但人均钢材消费量比世界平均水平高1倍。其中，除了大量的基础设施建设用钢外，低档产品约占钢铁总产量的2/3，造成“不应有的消费”，导致资源、能源与环境的过度压力。

　　2012年，我国钢铁实际消费量变为负增长，供需结构已发生变化。当前，钢铁新增需求主要集中在出口增加，近3年平均每年增加500万吨~700万吨。此外，出口机械、五金件、对外承接工程伴生建筑用钢的出口也在增加。对此，翁宇庆表示：“中国钢铁行业的发展要走减量化道路，降低钢材的过度消费，否则钢铁工业不可能持续发展。”

　　翁宇庆指出，市场存在着对高档产品和低档产品的不同需求。高、中、低档通常指钢材性能和钢材质量，而质量又分为特种、优等、普通三大类。目前，我国市场上约2/3的需求属于普通质量用钢。尽管在未来的10年~15年，这一比例仍将维持，但对特种、优等钢种的需求将不断提升。“钢材需求已经转变为对品种、质量的需要。”翁宇庆表示，“钢铁企业应不断重视高档品种的开发。特种、优等钢材要求产品的质量、性能和供货的稳定性，并满足钢铁用户的特殊需求。”

　　基础建设用钢要注重高品质

　　“发展高品质钢材，淘汰约1亿吨低档品种钢材，这是突破能源、资源、环境‘瓶颈’的有效措施。”翁宇庆指出。

　　以螺纹钢为例。《关于加快应用高强钢筋的指导意见》要求，2013年底，淘汰高层建筑工程中的335兆帕级螺纹钢筋;2015年底，高强钢筋的产量占螺纹钢筋总产量的80%。但实际情况是，我国基础建设领域的低强度品种钢仍占有相当大的比例，国际上已基本不采用的400兆帕级以下带肋钢筋占建筑螺纹钢总量的59.6%，约为7800万吨;属于落后产品的热轧窄带钢产量还在增加;钢结构用Q420~Q460级高强度中厚板的应用量仅有5%，而Q235和Q345的比例达到88%。这不适合减量化用钢的要求。

　　翁宇庆指出，高档、高强度钢材将成为绿色建筑的“骨架”。“如果在总长度约4.45万千米~5.23万千米的特高压电网中，全部采用高强度钢材，可减排二氧化碳超过百万吨。”翁宇庆举例，“如果采用Q420B型钢替代现有的Q235~Q345输电线塔用工角槽钢，能有效节约6%~8%的钢材;如果采用Q460B型钢替代，可节约10%的钢材。”

　　不过，高强度钢种的开发仍存在问题：钢材强度提高，往往伴随着韧性的下降。此外，钢材的焊接性和焊接工艺、低温韧性和脆断倾向、抗环境腐蚀能力和防护技术等技术问题，仍制约着钢材品种的开发。对此，翁宇庆表示，基础建设用钢需要在高强度、高韧性、高塑性配合方面进行更多的技术研究与开发，满足功能复合型的用户需要。

　翁宇庆提醒，420兆帕~1000兆帕级高强韧基础建设高端用钢，将在抗震建筑用钢、高强度桥梁用钢、高韧性耐腐蚀工程机械和建筑用钢等领域有所需求。该钢种在技术研发方面，将向基于应变理论设计、发展低碳贝氏体为基础的超细复合组织和相应的TMCP(热机械控制工艺)技术，低偏析、高均质的厚板，大截面型材技术等3个方向发展。

　　高端钢种期待质量稳定

　　据统计，基础建设领域和制造业领域用钢约占目前用钢需求的85%。翁宇庆表示，企业要关注能源、交通、海洋工程装备和先进装备业等领域的高端钢铁需求。

　　在能源领域，他提议，企业须关注两个新需求：一是700摄氏度高参数先进超超临界机组关键品种。为进一步提高发电效率，各国正安排研发700摄氏度~760摄氏度高参数机组，可提升10%~20%的效率，减少供电煤消耗约50克/千瓦时。目前，我国已开始启动此类机组的研究，并计划于2020年开建示范工程。700摄氏度以上机组所需钢材将由铁素体、马氏体组织向奥氏体和耐热合金转变，钢管、汽轮机构件等都会有相应的重大变化。二是X100或X90超高强度油气输送管线及配套钻采用钢。X100管线钢在塑性、安全性、强度等方面有着更高的要求，一旦产生裂纹，运输的高压气体会很快扩散。因此，钢铁企业要对该钢种的环向应力和止裂韧性开展进一步的研发。

　　在交通领域，社会活动、家庭代步工具和现代物流业的发展，对汽车用钢和轨道交通用钢提出了新的需求。其中，汽车用钢将以轻量化和安全性为关键目标，开发第三代汽车用钢。第三代汽车用钢在减重的同时，增加了超轻钢车身的强度，达到减轻燃油消耗、提升安全性能的目标。翁宇庆提议，应构建产学研联盟促进第二代和第三代钢的工程化和产业化。而适应大轴重、高速、重载发展的贝氏体轮/轨系将成为新一代轨道交通用钢的需求。

　　在海洋工程装备领域，翁宇庆指出，我国不具备供东海和南海使用的成熟钢铁品种。这些地区的环境易造成钢材严重腐蚀，深水高压、高温、低温等复杂环境也会导致材料和装备开发困难，亟须研发新型合金体系。他表示，我国海洋工程用钢与国外先进水平存在较大的差距，特种钢材基本依赖进口，现有品种已不能满足日益增长的开发需要。

　　“先进装备业用共性关键材料的关键是质量，而不是品种。例如，我国仅有4个钢厂可生产航空轴承钢，但寿命只有国外的1/4~1/5，亟须开发高纯净、高均质、高性能的航空轴承钢。”翁宇庆表示。他同时提出，“要将轴承设计、制造、运行与轴承钢关键系统相集成，进行质量管理与控制。”

　　此外，齿轮、模具等方面的差距也不容忽视。现在，我国大约1/3的高端齿轮都要依靠进口，进口的高端模具数量超过国内模具的总产量，模具钢的产业化和工程化远没有达到国际水平。未来，高端齿轮钢和大型精密模具钢的需求将不断增长，钢铁企业要重视如动车组齿轮箱模具和超高速精密模具等钢种的开发。翁宇庆呼吁：“对于这些依赖进口的特殊品种钢材，希望钢铁企业、研究院所给予更多的关注和研发。”