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�(chǎn)品服� 冶金信息

前瞻:“十三五”鋼鐵產(chǎn)品研�(fā)重點在哪里?

2015-12-08 17:00    來源�

  2015年是“十二�”收官之年。而根�(jù)國際鋼協(xié)2020年課題和中國工程院課題預�,中國鋼鐵行�(yè)表觀消費量正是在2015年左右達到頂�,進入行業(yè)投資負增長的時代。站�2015年末展望未來,進入需求峰值平臺區(qū)的鋼鐵行�(yè),其技�(shù)�(chuàng)新的方向是什�?即將到來的“十三�”,鋼鐵行�(yè)應該把產(chǎn)品研�(fā)重點放在哪里�

  “生態(tài)、低成本、高性能鋼鐵�(chǎn)品開�(fā)是互�(lián)�(wǎng)時代鋼鐵�(yè)智能化的主體�”11�10�,在由中國冶金報社主辦的2015(首屆)中國鋼鐵�(chǎn)�(yè)鏈電商高峰論壇上,中國工程院原副院長、中國金屬學會理事長、中國稀土行�(yè)�(xié)會會長干勇在主旨演講中給出了這樣的答案。生�(tài)�(chǎn)品需要滿足在生產(chǎn)和全生命周期的時間尺度上減少社會的資�、能源與�(huán)境的負荷,并且能提高社會能源的生�(chǎn)和使用效�。鋼鐵企�(yè)應該進行這樣的產(chǎn)品開�(fā),從而獲取新的競爭力�

  在此基礎上,�(jié)�“十三�”國家重點專項的內(nèi)�,他指明了鋼鐵行�(yè)“十三�”技�(shù)�(fā)展的總體任務方向———綠色�、智能化鋼鐵制造流程及品種技�(shù)集成的研�(fā)與應�,并詳細介紹了相關產(chǎn)品的基礎研究及重大關鍵技�(shù)�

 

國家能源�(zhàn)略需要先進能源用鋼支�

  干勇指出,我國在先進能源用鋼的基礎研究和重大關鍵技�(shù)方面已經(jīng)取得了進步�“十三�”時期還要繼續(xù)在這方面開展重點研��

  例如,在火電領域,研�(fā)和建設先進超超臨界火電機組成為優(yōu)化我國能源結(jié)�(gòu)、實�(xiàn)減排目標的重要舉�。而且,我國已攻克600℃超超臨界耐熱鋼技�(shù),產(chǎn)品已占領市場;已建成600℃超超臨界電�122.4GW,占世界�80%;已研制出與目前國外先進水平相�?shù)?噸級鎳基耐熱合金鑄鍛件和各種口徑鍋爐管,�700℃超超臨界汽輪機耐熱合金及其10噸~30噸級部件研制奠定了堅實的技�(shù)基礎�

  在核電領域,國內(nèi)一�、鋼鐵研究總�、二重、上重等單位已初步掌握AP1000鍛件生產(chǎn)技�(shù),并實現(xiàn)了供�,但�(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性尚待提升。此�,一重和鋼鐵研究總院正在開展CAP1400大鍛件研�(fā)工作。國�(nèi)寶鋼股份+寶銀特種鋼管公司、撫�+久立特材等單位圍繞AP1000傳熱管分別開展攻�。目前寶鋼股�+寶銀特種鋼管公司完成了CPR1000傳熱管試制,已供貨一臺份(防城港核電項目�。我國AP1000機組Inconel690傳熱管的國產(chǎn)化攻關正處于關鍵時刻�

  干勇介紹,高/低溫、高壓、復雜介�(zhì)�(huán)境下能源用鋼的失效行為(斷裂、腐�、磨損)與機�,能源用鋼的高強�、長壽命機理與組織精細化�(diào)控,低成本、耐腐蝕雙金屬復合材料全軋制復合機理與�(diào)�,高強高韌鋼低成本合金設計與全流程組織細化TMCP (熱機械控制工藝)技�(shù),提高耐磨性、耐蝕性與高溫性能�(wěn)定性的基體組織與析出相控制技�(shù),雙金屬復合材料全軋制復合工藝與裝備關鍵技�(shù),高品質(zhì)寬厚板和大型鑄鍛件高潔凈、均�(zhì)化制造技�(shù),是“十三�”時期我國先進能源用鋼基礎研究及重大關鍵技�(shù)�

  具體目標�,管線鋼滿足年輸氣量450億立方米及可�-40℃下安全服役的重大需求;“�-�”�“�-耐蝕合金”復合板界面剪切強度達�200兆帕以上;LNG (液化天然氣)儲罐用鋼合金成本比傳統(tǒng)9%鎳鋼降低20%以上,綜合性能達到9%鎳鋼水平;二氧化碳驅(qū)油氣開采用耐蝕鋼使用壽命延長兩�;煤機用耐磨鋼耐磨性提高到相同硬度的傳�(tǒng)耐磨鋼的1.5倍以上,機加工與焊接性能不低于傳�(tǒng)耐磨�;耐熱合金與核能用鋼滿�700℃火電機組示范工程建設和新一代核電站應用要求�

 

補齊“工業(yè)強基”短板有賴特殊鋼開�(fā)

  “工業(yè)強基”是我國實�(xiàn)�“制造大�”�“制造強�”跨越式發(fā)展的基礎,其中基礎件量大面廣,但我國高端裝備關鍵基礎件仍需要從國外進口。以高端模具為例,高端模具用材料僅有國外幾個先進模具鋼企業(yè)能生�(chǎn),國�(nèi)不能生產(chǎn),幾乎全部依賴進口。因�,我國在特殊鋼研�(fā)方面還有很多工作需要做�

  “十三�”特殊鋼基礎研究及重大關鍵技�(shù)的主要研�(fā)�(nèi)容包括:特殊鋼新型強韌化機制與高可靠長壽命機�,制備及服役過程微觀組織演化,耐高溫、應�、腐蝕等服役�(huán)境適應性的材料設計技�(shù),特殊鋼高潔凈度冶煉、夾雜物精確控制、均�(zhì)化與組織精細化控�、精確成型與加工等產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定控制技�(shù),低成本制造及簡化流程技�(shù),規(guī)律及其定量化描述,特種軟磁合金性能�(diào)控機理等�

  具體目標是,大幅提高特殊鋼及其制品的性能、質(zhì)量穩(wěn)定性和可靠性,關鍵�(chǎn)品質(zhì)量達到進口�(chǎn)品水�,典型特殊鋼品種的國�(nèi)市場自給率達�80%以上,使用壽命在目前基礎上延�50%;高性能超級模具鋼可使用10萬次以上,超高強度鋼及高強度不銹鋼制造成本降�40%。實�(xiàn)高服役安全性耐熱�、高可靠性真空脫氣軸承鋼、高效率低損耗及特殊用途電工鋼、取向硅鋼以及特種電機用電磁功能材料的規(guī)?;a(chǎn)和應用�

 

極端�(huán)境用� 強壯海工裝備�“心臟”

  開采海洋資源是國家重大戰(zhàn)�,我國海洋油氣資源豐�,但油氣資源對外依存度超�50%。這主要是因為我國90%以上的海洋油氣資源儲藏于500米以上深水水�,深海裝備是開發(fā)這些資源的重要支�;而我國海工裝備的“心臟”———水下鉆、采、集、輸系統(tǒng)關鍵部件全部依賴進口。對�,干勇表�,我國亟須開�(fā)高強度、大�(guī)�、易焊接的船舶與海洋工程用鋼�

  就海工特種合金而言,國外研�(fā)歷史悠久,材料形成系�,更�?lián)Q代頻率高。而國�(nèi)卻呈�(xiàn)高端空白、低端不能用的特征。其表現(xiàn)為:先進材料品種空�,如7Mo超級不銹�、耐蝕合金等;特種合金制造關鍵共性技�(shù)缺乏,如超純冶煉、無缺陷連鑄、無裂紋熱加工等技�(shù);現(xiàn)有產(chǎn)品等級低、質(zhì)量差、壽命短,使用不安全;鈦資源豐富,但海洋用鈦尚在起步階段�

  因此�“十三�”期間,我國深海油氣開�(fā)用鋼技�(shù)主要研發(fā)�(nèi)容包括:大尺�、極寒環(huán)境用低溫鋼強韌化機理,海洋用鋼低成本、高耐蝕設計原理,不同海洋服役環(huán)境下海洋用鋼腐蝕機理與影響規(guī)�,可大線能量易焊接鋼成分設計、生�(chǎn)工藝、生�(chǎn)裝備關鍵技�(shù),船舶及海工用鋼�(chǎn)品差異化評價技�(shù),高耐蝕海工特種部件粉末冶金工藝技�(shù),超低溫用鋼成分、工�、應用評價及建造關鍵技�(shù)�

  干勇明確�“十三�”期間,應顯著提升我國船舶及海工用鋼的研發(fā)及應用水�,典型材料的性能分別達到最大強�785兆帕�,最大規(guī)�180毫米以上,最大焊接熱輸入200焦�/厘米,最大壽命延�50%以上,實�(xiàn)焊材、型材配�,示范應用總量達到千噸以�,實�(xiàn)相關高端品種的自給率(按牌號計算)從目前不足40%提高�70%以上。此�,還要完善應用評價體系建�,逐步建立�(chǎn)品評級體系和海工用鋼專用�(guī)范體系�

 

開發(fā)高性能交通與建筑用鋼滿足品質(zhì)需�

  隨著人們生活水平的提高,對高性能交通與建筑用鋼的需求也日益增長。以第三代汽車用鋼板為例,其應用可在原減�23%的基礎上,繼�(xù)減重10%~20%,整車減�3%~6%,燃耗可降低4%。在世界先進發(fā)動機研制和生�(chǎn)�,高溫合金材料用量已占到�(fā)動機總量�40%~60%。而這些應用部位都關乎發(fā)動機的可靠性和安全�,對材料綜合性能水平和相關基礎工�(yè)水平要求甚高�

  為了滿足這些新需�,我國需要在高性能交通與建筑用鋼方面加大基礎研究及重大關鍵技�(shù)的研�(fā),其主要�(nèi)容包括:高性能交通用鋼多相與動態(tài)相變強韌化機�、抗沖擊、耐腐�、耐疲勞設計原�、成形回�、延遲開裂機理,建筑用鋼的耐海洋大氣腐�、抗�、耐火機理,第三代先進汽車用鋼的多相組織設計與調(diào)�、生�(chǎn)工藝與裝備及制造關鍵技�(shù),高強度鋼成形關鍵工藝與控制技�(shù),第三代汽車用鋼應用及輕量化評價技�(shù),高速重載鐵路用鋼的窄成分冶�、超低氧控制技�(shù)、高耐磨抗沖擊重軌組織調(diào)控技�(shù),建筑用鋼組織穩(wěn)定性控制技�(shù)、低屈強比控制技�(shù)、表面預處理技�(shù)�

  具體目標是:大幅度、大�(guī)模地推動車身輕量化和節(jié)能減�,實�(xiàn)1000兆帕~1500兆帕的高強塑積第三代汽車用鋼的制備與應用,整車減�8%~20%以上;實�(xiàn)時�300千米以上高鐵用材基本國產(chǎn)化,重載鋼軌滿足5億噸運量�50年使用壽命要�;高耐蝕貨車車體用鋼滿足25 年服役壽命要�;典型建筑及橋梁用鋼使用壽命可延長到50年~100�,且滿足耐火、耐�、耐蝕等功能復合化要求�

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