特鋼企業急需開發新產品

日期:2017年9月22日 11:17

    日前,在以“新材料與裝備制造”為主題的技術創新·企業發展論壇上,來自石化、造船、核電、汽車等制造行業的專家就我國裝備制造業的現狀、發展趨勢,對我國鋼鐵業、尤其是特鋼企業提出了新的要求,企盼國產鋼材進一步滿足工業用鋼行業的發展需求,加速研發鋼材新產品、新材料,破除材料“瓶頸”。

 

  石化行業:國產大型儲罐用高強度鋼板亟待開發

  “中國石油石化工業的發展,離不開鋼鐵工業的支持和幫助。”中國石油化工集團公司科技委顧問、中國工程院工程管理學部主任、中國工程院院士王基銘表示,油氣勘探開發和煉油化工項目建設,需要大量的鋼鐵材料。

  王基銘說,由于我國鋼鐵行業的迅速發展,絕大多數鋼材已能夠從國內采購,只有少數工況條件苛刻的鋼材品種仍須進口,如加氫反應器用特厚鋼板、高鋼級合金爐管、特殊用途石油地質專用管等。

  隨著我國石油化工能源工業的發展,國內材料和裝備制造業所面對的要求也隨之提高。例如裝置規模的大型化,要求鋼管、閥門的規格口徑增大;原料劣質化、產品質量升級、結構調整,要求鋼管的壁厚、閥門壓力等級和材料質量不斷提高;酸性天然氣的開發利用,要求鋼管和閥門材料具有耐酸性氣體腐蝕性能;煤化工能源的發展,要求鋼管、閥門的耐磨損和結焦等能力相應提高。

  目前,石油石化行業大型儲罐用高強度鋼板仍長期依賴進口。對此,王基銘表示,石化行業與鋼鐵企業應共同研發國產大型儲罐用高強度鋼板,打破國外壟斷。他特別強調,加氫CrMo鋼板亟待開發。據介紹,加氫反應器是加氫裝備中的關鍵設備之一,其操作條件苛刻,材料長期暴露在高溫、高壓及臨氫工況下,國外僅有少數鋼廠能夠生產加氫設備用鋼。隨著我國對油品質量的要求越來越高,加氫裝置建設增長迅速,加氫用鋼需求量急劇增加。此外,裝置規模的大型化也使得容器壁厚大幅增加,若材料全部依靠進口,一方面鋼材的采購周期長,延長了產品制造周期;另一方面,采購成本也將急劇增加,制約石化工業的發展。

 

  核電行業:高端產品國產化問題有待解決

  專家指出,核電建設需求的鋼材都是優鋼特鋼、高端鋼材,如AP1000關鍵設備所選用的主要材料種類有鍛件、棒材、板材、管材、絲材、鑄件。隨著核電建設的快速發展,新一代核電站的建設給新材料帶來了需求。

  比如,相比“二代加”核電站,AP1000核電站關鍵設備新增的主要材料有:鋼安全殼用SA-738B鋼板,模塊用ASTM A-240 S32101雙相不銹鋼板,非能動余熱排出熱交換器用SB-163 690 C形管,驅動機構用AMS 5387 Co29Cr4.5W(Stellite 6)鑄件,堆內構件、穩壓器、堆芯補水箱等用SA-240 304SA-240 304H鋼板及304304H鍛件,安注箱用SA-533 B+SA-240 304L復合鋼板,堆內構件壓緊彈性環用改良型403(N-4-11)鍛件等。

  其中,AP1000反應堆壓力容器主螺栓材料SA-540 B23 Cl.3AP1000堆內構件緊固件用SA-479 316(N-60-5)SA-193 Gr.B8M Cl.2(N-60-5)棒材,AP1000蒸汽發生器管子支撐板用SA-405鋼板,AP1000蒸汽發生器水室隔板、堆內構件用SA-168 690板,AP1000堆內構件采用的SA-240 304304H板,AP1000蒸汽發生器傳熱管用690U形管,AP1000驅動機構驅動桿零件用棒材等產品,國內企業尚不能生產或還沒有供貨商。且由于材料使用環境復雜,對產品質量要求高,給其國產化帶來一定難度。AP1000反應堆壓力容器接管段、頂蓋用整體鍛件,AP1000蒸汽發生器水室封頭用鍛件,AP1000蒸汽發生器上封頭鍛件,AP1000蒸汽發生器管板等產品,國內有部分企業可以生產,但合格率都不高,分別存在斷裂韌性不合格、無損檢測不合格、質量不穩定等問題。而CAP1400反應堆所需材料的尺寸更大,生產難度也更高,亟待鋼鐵企業進行攻克和研發。

 

  造船行業:需大規格、高強度、新技術船舶用鋼

  在世界造船業供求矛盾突出、新船訂單不斷減少、履約交船風險加大、新船價格持續下滑、造船成本日益高漲的環境下,中國船舶行業面臨的形勢也不樂觀。

  但目前,國內鋼鐵企業還不能滿足造船業需求的全部鋼種,只是在普通船板方面實現了自給自足,超高強度船板、異形船板、超寬超長超薄船板以及大型型材和高質量的鋼管供應等方面還遠不能滿足國內造船廠的需求。未來船舶行業的發展對鋼鐵行業提出了“大、高、新”的要求,即大規格、高強度、新技術,需要在品種和規格、低溫用鋼、集裝箱止裂板、油艙用耐腐蝕鋼、海洋工程裝備用鋼、船用配套設備用鋼、高效焊接技術等方面取得更大突破。

  由于船舶的大型化、專業化提出了減重、增加有效載重量的要求,使得對低合金高強度鋼的需求量將大幅增加,如DE級別中32千克、36千克、45千克甚至60千克級別船板等。特殊性能的鋼材需求也在大幅增加,如大型LNG(液化天然氣)運輸船采用的低溫壓力容器板及其內膽大量使用的205雙相不銹鋼等,目前只有日本新日鐵和國內極少數鋼廠形成了正常生產和整船配套供貨的能力。在型材方面,船廠對大規格的球扁鋼、大型不等邊不等厚角鋼的需求量也將加大,對無縫管的壁厚均勻性和圓度準確性的要求都大為提高。

  除對品種的要求之外,專家還指出,我國鋼企生產的船用鋼板規格尚需要完善。由于建一艘船舶所涉及的鋼板品種規格有上千個,目前,為了滿足大噸位船舶的設計要求,船廠不得不同時在幾個鋼廠為一艘船舶定貨,而且往往產品在寬度上不能滿足要求,只能通過焊接完成,既降低了鋼材利用率,又增加了建船的勞動強度。從提高造船效率的角度看,船板使用規格也呈現大型化趨勢。

  專家還指出,船舶結構大型化使得對厚板止裂性能評價技術需求更為迫切,鋼鐵行業亟須開展大型集裝箱用鋼板止裂性評價研究。為保證船體結構強度,超大型集裝箱船大量應用高強度鋼板,萬箱級集裝箱船的高強度鋼用量在60%以上;同時,為保證安全可靠,大量采用板厚規格超過50毫米的具有止裂功能的超厚板。據悉,日本已提出“超大型集裝箱船用高強度超厚板止裂性能指標及其測試方法”指南,而我國尚未開展厚板止裂性能評價技術研究,也未建立起相應的測試方法。

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