中國(guó)鈮微合金化鋼發(fā)展方向

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1、中國(guó)鈮微合金化鋼發(fā)展方向東濤曹鐵柱(CITICMicroalloyingTechnologyCenter)二十世紀(jì)科學(xué)技術(shù)取得了突破性進(jìn)展，其間，鋼的微合金化是世紀(jì)之交形成的一門(mén)嶄新的學(xué)科，是冶金領(lǐng)域的高新技術(shù)之一。借助經(jīng)濟(jì)全球化的推動(dòng)，微合金化技術(shù)亦已趨向全球化。故且把在中國(guó)的微合金化技術(shù)發(fā)展視作全球化進(jìn)程的小小一部分，不論從何種角度來(lái)考察，也是中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的內(nèi)在要求，有著深刻的必然性，這項(xiàng)技術(shù)的擁有為我們帶來(lái)了新發(fā)展的機(jī)會(huì)，同時(shí)也含有風(fēng)險(xiǎn)。就以中國(guó)鈮微合金化鋼的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用為例，還落后于世界的發(fā)展。如果及時(shí)跟上發(fā)展，就

2、可能融入世界冶金技術(shù)發(fā)展主流；跟不上形勢(shì)，將只能被迫在較低的技術(shù)層面中尋找自已的位置，并可能較長(zhǎng)時(shí)間地忍受世界最大鋼材進(jìn)口國(guó)的角色。中國(guó)的“入世”，又使這一形勢(shì)變得更加嚴(yán)峻。本文試圖從這樣的一個(gè)大視角來(lái)討論掌握微合金化技術(shù)的迫切性，努力由模仿開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)向自主創(chuàng)新，并使之適應(yīng)中國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要。1、進(jìn)展的評(píng)價(jià)眾所周知，自1996年中國(guó)粗鋼產(chǎn)量突破1億噸，成為世界最大的鋼鐵生產(chǎn)國(guó)和最大的鋼材消費(fèi)國(guó)，1990年至2001年，粗鋼產(chǎn)量由6535萬(wàn)噸增至14139萬(wàn)噸，近四年的平均增長(zhǎng)率達(dá)15.75%。2001年中國(guó)連鑄比已超過(guò)

3、80%，鋼包吹氬喂絲比已近80%，但爐外精煉比僅在25%左右，其中真空脫氣精煉比還不到10%。在中國(guó)鋼鐵業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和資產(chǎn)重組進(jìn)程中，幾乎所有普鋼企業(yè)都以發(fā)展微合金化技術(shù)為主要內(nèi)容的鋼材品種結(jié)構(gòu)調(diào)整放在第一位，把微合金化鋼品種生產(chǎn)列入產(chǎn)品大綱。目前，在納入統(tǒng)計(jì)的70家鋼鐵企業(yè)中，已有58家企業(yè)生產(chǎn)微合金化鋼，僅以寶鋼、武鋼、鞍鋼、攀鋼、馬鋼、包鋼為例，自1995年至2000年間開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)的微合金化鋼新品種達(dá)82個(gè)。自1978年始，中國(guó)引入微合金化和控制軋制技術(shù)，經(jīng)1/4世紀(jì)的技術(shù)跟蹤和研發(fā)，由1998年至2001年，微合

4、化鋼的產(chǎn)量由346萬(wàn)噸增長(zhǎng)至470萬(wàn)噸，其中鈮微合金化鋼產(chǎn)量由100萬(wàn)噸增長(zhǎng)至250萬(wàn)噸，平均增長(zhǎng)達(dá)50%。我們注意到微合金化鋼只占同期中國(guó)粗鋼總產(chǎn)量的5.5%，低合金高強(qiáng)度鋼產(chǎn)量的59%，鈮鋼又只占微合金化鋼產(chǎn)量的53%。在58家生產(chǎn)微合金化鋼的企業(yè)中，其微合金化技術(shù)的綜合應(yīng)用大致可以劃分四類(lèi)，多數(shù)尚處于微合金化元素的應(yīng)用，既不考慮強(qiáng)韌化的實(shí)際效果，也不追求軋制工藝與微合金化的配合，達(dá)到世界同行先進(jìn)水平的僅在1/6（見(jiàn)圖1）。在新品種開(kāi)發(fā)方面，其開(kāi)發(fā)也分水平較高、有所發(fā)展、成敗并存的三個(gè)不同的層次（圖6），目前發(fā)展較快

5、，水平較高的，從國(guó)際水平角度達(dá)到了可重復(fù)級(jí)和已定義級(jí)，但離定量管理級(jí)和優(yōu)化級(jí)還有相當(dāng)差距。1100%A：微合金化元素的應(yīng)用＋普通軋制75%B：微合金化+控軋控冷技術(shù)56%50%40%C：微合金化+部分潔凈化冶煉+控軋控冷32%D：微合金化+潔凈化冶煉+控軋控冷+新品種開(kāi)發(fā)25%16%0%ABCD圖1微合金化技術(shù)的綜合應(yīng)用預(yù)測(cè)2005年到2010年，中國(guó)的粗鋼產(chǎn)量若分別增長(zhǎng)至1.8億噸和2.2億噸，低合金高強(qiáng)度鋼的產(chǎn)量估計(jì)在1550萬(wàn)噸和2000萬(wàn)噸，其中微合金化鋼產(chǎn)量極限在900萬(wàn)噸和1250萬(wàn)噸，鈮微合金化鋼產(chǎn)量大致在

6、450萬(wàn)噸和600萬(wàn)噸。屆時(shí)Nb-Fe的消費(fèi)量將增至2250噸和3000噸，雖2001年部分企業(yè)Nb-Fe消費(fèi)強(qiáng)度較高，如舞鋼為100g/噸粗鋼、馬鋼為60g/噸粗鋼，寶鋼為30g/噸粗鋼，但全國(guó)平均Nb-Fe的消費(fèi)強(qiáng)度至2010年還只約12.5g/噸粗鋼。進(jìn)展的評(píng)價(jià)：經(jīng)濟(jì)發(fā)展拉動(dòng)，鋼鐵業(yè)技改迅速微合金化鋼生產(chǎn)已越過(guò)啟蒙期，孕育自主創(chuàng)新開(kāi)發(fā)鈮鋼研究開(kāi)發(fā)，以少數(shù)大企業(yè)為核心鈮應(yīng)用增長(zhǎng)大致與粗鋼增長(zhǎng)同步根據(jù)市場(chǎng)需求，把握市場(chǎng)機(jī)遇2、存在問(wèn)題分析2.1Nb-Fe消費(fèi)還限于少數(shù)鋼鐵企業(yè)在58家生產(chǎn)微合金化鋼的企業(yè)中，僅18家企業(yè)

7、采用Nb微合金化，且年消費(fèi)Nb-Fe在10噸以上的企業(yè)9家，2001年共消費(fèi)Nb-Fe1155.6噸，占全國(guó)總消費(fèi)的91%（見(jiàn)表1）。表1消費(fèi)Nb-Fe的主要鋼鐵企業(yè)企業(yè)2001年消費(fèi)量（噸）寶鋼集團(tuán)549武鋼150鞍鋼集團(tuán)148舞鋼70重鋼39.2本鋼30馬鋼65南鋼84天津鋼管公司20.42.2國(guó)內(nèi)Nb-Fe消費(fèi)集中于板帶生產(chǎn)如表2所見(jiàn)，2001年全國(guó)板帶總產(chǎn)量為4537.5萬(wàn)噸，消費(fèi)Nb-Fe986.2噸，板帶材2Nb-Fe消費(fèi)強(qiáng)度21.78克/噸板帶。全國(guó)長(zhǎng)條材總產(chǎn)量為7549.1萬(wàn)噸，消費(fèi)Nb-Fe281.45

8、噸，長(zhǎng)材Nb-Fe消費(fèi)強(qiáng)度0.77克/噸長(zhǎng)材。從這一角度考察，中國(guó)現(xiàn)階段Nb-Fe的消費(fèi)符合中國(guó)以基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為主的國(guó)情，未來(lái)的微合金化鋼的發(fā)展應(yīng)著眼在長(zhǎng)材生產(chǎn)方面的應(yīng)用，鑒于在世界范圍內(nèi)微合金化技術(shù)及熱機(jī)械處理工藝在型材和棒線材生產(chǎn)上效果不及板帶，中國(guó)長(zhǎng)條材生產(chǎn)要擴(kuò)大Nb-Fe應(yīng)用，必須加大基礎(chǔ)研究的力度。表2按材