对发展高品质特殊钢产业的认识

董 瀚

特殊钢广泛地应用于各个工业领域与人民生活，它是目前人们关注的重大装备制造和国家重点工程建设所需的关键材料，是钢铁材料中的高技术含量产品，其生产和应用情况代表了一个国家的工业化发展水平，特殊钢占钢总量的比例、特殊钢产品结构、特殊钢质量和特殊钢应用等是反映一个国家钢铁工业发展的重要标志。高品质特殊钢应该至少包括了以下两个方面的含义：一是工业化过程中先进装备制造所需要的特殊钢品种；二是表现出高质量特征的特殊钢与不断发展的新型特殊钢品种。应该说，高品质特殊钢是特殊钢中的高端产品与升级换代产品。

1 ．特殊钢行业发展的新时期已经到来

建国60多年来，我国特殊钢行业经历的阶段有：从1949年到1978年的30年间。我国形成了适合计划经济体系要求的特殊钢行业体系。全国10多个特殊钢企业，几乎每一个都可以生产8大钢类，形成了品种门类齐全的特殊钢生产企业。当时，生产特殊钢大都是采用废钢电炉流程生产，认为采用电炉流程生产的品种即为特殊钢。应该说特殊钢行业的生产满足了当时国民经济发展和武器装备对特殊钢产品的需求。

从1978年至今，改革开放以来的特殊钢生产企业不断演化，向专业化（如太钢的不锈钢板材、河冶科技 的高速钢、莱特的齿轮钢、淮钢的弹簧钢、大冶的厚壁无缝管、苏钢的合结钢大棒材）、综合化（东特的综合性特钢体系建设、宝特的特冶、锻材、棒线材和板带、兴澄的棒线材与板材）、多样化（企业性质的多样化：国企、民企、地区产业集群—温州地区的不锈钢管产业、兴化地区的不锈钢产业等；生产工艺流程的多样化；废钢电炉流程、高炉转炉流程、特殊冶金流程等）等方向发展，努力满足各种装备制造的需求。这一时期常常是以引进装备的需求作为特殊钢企业的产品发展方向。应该说，多样化是这一时期的主要特征。年产量从数十吨级到百万吨级的特钢企业并存，生产特殊钢的厂家数量难以统计，工艺流程多样化、产品质量参差不齐。虽然基本满足了一些产业发展的需求，如满足了汽车行业发展对特殊钢的一般需求。但是，一些高端的特殊钢材仍然难以满足需求，要从国外进口。

从“十二五”起，是特殊钢行业发展的新时期。钢铁行业发展到这个阶段应该是特殊钢行业发展的又一个转折点，在未来的数十年间，是特殊钢向高品质化发展的阶段。特殊钢行业需要以大力发展高品质特殊钢为出发点，全面提升特殊钢行业的人员、管理、技术、装备、生产和应用等综合水平。

未来的数十年间将是特殊钢行业的又一个新时期。

一是从市场需求牵引看，工业化和装备制造需要高品质特殊钢，如高效率火电机组需要耐更高温度的耐热钢与合金，核电机组需要耐腐蚀的不锈钢与合金，高铁转向架需要安全性和可靠性高的特殊钢，大飞机需要超高强度钢，油气开采需要耐苛刻环境的耐蚀合金，汽车轻量化和安全性需要高性能特殊钢等。各种装备的高效化需要特殊钢的高品质化。

二是从行业发展基础看，我国钢铁行业的结构需要调整，包括企业结构、工艺流程结构、产品结构等。我国从钢铁大国向钢铁强国的转变的一个重要标志就是特殊钢行业的水平。目前，我国特殊钢产量仅占钢产量的5%左右，而工业化国家的特殊钢产量占钢产量的10%-20%，日本特殊钢产量占到钢产量的20%左右。除了产量比之外，我国特殊钢的品种也不能完全满足市场需求。现在，我国主要特钢企业都在进行技改，建立了世界先进的特殊钢生产流程和装备，已经具备了生产高品质特殊钢的物质条件。前不久，东北特钢建设投产的登沙河基地就是一个典型的现代化特殊钢生产范例。

三是目前国家对特殊钢行业非常重视，将高品质特殊钢列为战略性新兴产业中需要大力培养扶植的产业。2015年高品质特殊钢产业的新增产值将达到8%，2020年新增产值达到15% ，到2030年高品质特殊钢产业达到世界先进水平。党中央和国务院将发展战略性新兴产业做为转变发展模式的重要工作。这是特殊钢行业的重要机遇。

什么是特殊钢？能不能将特殊钢与普通钢划分开来呢？首先它是随时间发展而变化的概念；另外世界各国对特殊钢的定义也不尽相同。我们不是仅仅为了探讨特殊钢的定义和概念，而是为了更好地探讨和界定高品质特殊钢的内涵，从而目标明确地发展我们的高品质特殊钢产业。

特殊钢是指与普通钢相比，在生产和应用方面均有特殊要求的钢类。大量生产和应用的普通钢一般在强度、韧性、冷弯性能、焊接性能等性能方面有所要求（如Q235钢、Q345(16Mn)钢、20MnSi钢筋、08Al深冲板等）。如果对钢材进一步在高强度化（42CrMo合结钢）、低温韧性（9Ni低温钢）、腐蚀性能（304不锈钢）、 高温性能（T /P91耐热钢）、疲劳性能（60Si2Mn弹簧钢）、延迟断裂等性能方面提出要求，则进入了特殊钢范畴。特殊钢大多数应用于动力机械、能源装备、化工装备、海洋工程设施、交通运输工具、武器装备等方面,，是一个国家工业化的必不可少的材料。特殊钢行业的发展水平既是衡量一个国家钢铁行业发展水平的标志，同时还是一个国家工业化的重要材料基础。

2 ．特殊钢是工业化的重要材料基础

目前，我国处于城镇化和工业化快速发展时期，对钢材的需求从数量上开始向品质上转变，特别是对主要应用于装备制造的特殊钢的品质要求不断提高。

高品质特殊钢产业的竞争，核心是关键技术的竞争。目前我国特殊钢产业的一些钢类在规模上虽然已经跻身世界前列，但高端品种依然无法满足装备制造行业发展需求，主要依赖进口。如我国高铁运行里程达到了世界前列，但是动车组的高铁轮严重依赖进口。我国目前还无法生产出高铁轮对所需的车轴、车轮、轴承等用特殊钢；我国是无缝钢管的生产大国，每年出口大量的低附加值无缝钢管（经常遭遇反倾销诉讼），但是却无法满足火电、核电、油井、航空、机械等领域对相关"五管"的需求；我国已经是世界第一的汽车制造大国，但是自动变速箱齿轮用高品质齿轮钢需要进口；2010年我国生产了300万吨轴承钢，但是却难以生产风电轴承需要的轴承钢，大量生产的高碳铭轴承钢（GCr15）的品质较低。可以说，作为工业化的重要标志的装备制造水平在很大程度上依靠特殊钢，我国高速铁路、大型飞机、核电、火电、新能源、汽车、船舶、机械等行业发展迫切需要高品质特殊钢。因此，加快培育发展战略性新兴高品质特殊钢产业，必须着眼于突破一批关键核心技术，加强前沿性、战略性产业技术集成创新，提升我国高品质特殊钢产业发展的质量和效益。

3 ．特殊钢是钢铁强国的重要标志

2010年，我国粗钢产量达到了6.26亿吨，占全世界粗钢产量的45%左右。同期，我国特殊钢产量约为 3500万吨，仅占钢产量的6%左右。工业化国家的特殊钢产量一般占10%-20%之间，如日本特殊钢产量占钢产量的20%左右。仅从特殊钢产量与钢产量之比可以看出，我国的特殊钢发展应该还有很大的数量提升空间。

在品种方面，我国现在仍然无法生产一些特殊钢品种，需要进口解决，受制于人。高铁的轮对只有国际上数个厂家可以制造，我国还不能生产高铁车轮、车轴、轴承等，需要进口轮对来发展我们的高铁；核电蒸汽发生器的换热器690合金U型管，国际上原来只有3家特钢企业能够生产（我国宝钢公司已经开始生产），不但价格高，而且供不应求，成为我国发展核电的瓶颈；耐苛刻环境的油井管也是高附加值产品，这也是一个油气开采的瓶颈材料，目前我国正在开发。

在质量方面，我国特殊钢材的内部质量稳定性、均匀性、表面质量、尺寸精度等与钢铁强国的特殊钢材质量尚有一定的差距，直接影响到装备制造的水平。

在技术方面，我们的特殊钢技术研发能力较弱，从品种方面就可以明显地看出这一点。目前我们大量生产和应用的特殊钢品种均源自于国外，如H13热作模具钢、OCr19Ni9（304）奥氏体不锈钢、42CrMo（4140）合结钢等。

4 ．国家重视高品质特殊钢产业的发展

“十二五”规划建议中提出了发展包括新材料在内的7个战略性新型产业，加快形成先导性、支柱性产业，切实提高产业核心竞争力和经济效益。国务院《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》中也明确提出积极发展高品质特殊钢、新型合金材料、工程塑料等先进结构材料，是培育和发展高品质特殊钢产业是落实科学发展观、促进经济发展方式转变和结构调整的重大举措，是提升特殊钢产业核心竞争力，促进钢铁产业结构优化升级的重要组成部分。《决定》明确了战略性新兴产业是以重大技术突破和重大发展需求为基础，对经济社会全局和长远发展具有重大引领带动作用，知识技术密集、物质资源消耗少、成长潜力大、综合效益好的产业。高品质特殊钢产业还是战略性新兴产业发展的重要材料基础，也是长期以来制约我国制造业发展和相关产业节能减排（如火力发电）目标实现的瓶颈。其发展要以发挥我国在钢铁、特殊钢、机械制造、自动控制、分析测试等科学技术研究方面的优势为基础，以满足国家重大装备制造和产业结构升级为目标，巩固已有的特殊钢领域人才和研究优势，大力发展高品质特殊钢生产和加工技术和装备，大力推进高品质特殊钢产业化，大力推进大宗高品质特殊钢规模化生产应用。

5 ．积极发展高晶质特殊钢技术

为了抓住难得发展机遇，特殊钢企业应将注意力转向提高企业竞争力和可持续发展上来。在当前要提高企业竞争力和可持续发展的关键是实施特殊钢结构调整、特殊钢技术创新、特殊钢知识产权战略和特殊钢人才利用战略。为提高市场竞争力，国外和我国特殊钢企业结构和流程结构不断优化。我国特殊钢生产企业结构逐渐与国际接轨，也有符合国情的企业结构发展，大体上可以分为3种类型：

（1）大型综合性特殊钢企业：一般年钢产量为100万-300万吨，生产的钢种数百个到一千多个，品种大多为长形材（棒线材及部分管材）、锻件（包括模锻件）、管材、铸件、丝材和带钢，产品规格范围较大，采用铸键生产的钢材占一定比例。

（2）大型钢铁联合企业所属特殊钢企业（或高转流程的特殊钢企业）：拥有“高炉一转炉一连铸一热轧一冷轧”生产流程的大型普通钢企业所属的长型材厂生产特殊钢棒材和线材，扁平材厂生产不锈钢板带等。

（3）专业性特殊钢企业：钢年产量一般在100万吨以下（从高速钢的1万吨/年产量到合金钢的数十万吨/年产量），具有一条结构合理的生产线，钢类和材形较为集中，产品的附加值高，市场全球化。如特殊钢板带厂、特殊钢锻件厂、特殊钢钢管厂等。

近年来，我国特殊钢行业的企业结构、工艺结构和产品结构不断调整以适应市场发展的需要。“南宝北太”，太钢（产能300万吨/年）和宝钢不锈钢分公司（产能150万吨/年）建成了世界先进的不锈钢生产流程。还有一批不锈钢板带生产企业的兴起，全国形成了年产1000万吨以上不锈钢的产能。东北特殊钢公司是综合性的特殊钢公司，是我国特殊钢企业的典范之一，其产品覆盖了几乎所有的特殊钢品种。中信泰富特殊钢集团的兴澄和大冶也是我国的特殊钢优势企业，形成了钢产量约600万吨/年的中国第一大产量的特殊钢公司，主要生产优碳钢和合结钢长形材。经过技改的宝特致力于高附加值特殊钢品种的生产。攀长钢正在利用灾后重建机会，规划建设一个有特色的特钢企业。石钢等企业采用高炉转炉流程生产优碳 钢和合结钢。淮钢的弹簧钢在国内知名度很大。莱特在齿轮钢生产方面的产量和质量方面具有竞争力。经过调整，逐渐形成了特殊钢的专业生产线，形成了各自的特色产品。

（1）不锈钢板带的生产采用冶炼（BOF/EAF—AOD/VOD-LF）—板坯连铸—热连轧—冷轧—退火专业化生产线；

（2）轴承钢、齿轮钢、弹簧钢、合结钢、优质碳结钢、不锈钢等棒线材生产采用电炉冶炼—精炼—方坯连铸—棒线材连轧—在线热处理—精整热处理专业化生产线；

（3）耐热钢、合结钢、不锈钢等管材生产采用电炉冶炼—精炼—管坯连铸—管材连轧—管材精整热处理—加工专业化生产线；

（4）模具钢、高速钢、高合金钢的生产应用冶炼—特冶—模铸（连铸）—锻造（轧制）开坯—锻造（热轧）成材—制品加工专业化生产线。

近年来，特殊钢生产装备和工艺技术不断提高，特殊钢产量和产品质量持续提高，市场满足程度不断增长。但是，相比我国快速发展的普通钢行业，特殊钢行业技术发展速度还是慢了一些，与国际先进水平的差距也比普通钢行业大。提高我国特殊钢行业的整体技术水平已经迫在肩睫。与国际上先进的特殊钢专业化生产线和技术相比，我国特殊钢行业存在一些需要开展工作：

（1）优化特殊钢生产工艺流程。依托目前我国特殊钢企业正在和即将进行的先进特殊钢生产线建设，通过技术研发工作，优化特殊钢生产工艺流程，形成特殊钢生产和应用的高品质化技术，推动特殊钢行业结构升级。形成数个高品质特殊钢材生产示范线，生产出高品质特殊钢棒线材、扁平材、锻材与锻件、无缝管材等，满足以装备制造业为主的市场需求。到2015年，所依托的生产线所生产的高品质特殊钢材的增加值占相关企业产值比重达到8%，初步形成以高品质特殊钢为特征的战略性新兴产业。

（2）提高特殊钢生产工艺技术水平。我国特殊钢板带材、管材、棒线材、锻材、线材专业化生产线正在逐步形成，具备了较先进的特殊钢生产装备，但生产工艺技术水平急待提高。我国目前特殊钢冶炼、连铸、热轧、 冷轧、锻造、热处理和应用等技术与工业化国家有差距，如先进的特殊钢冶炼和精炼工艺技术可以准确地将化学成分控制在较窄的范围内，特殊钢的凝固工艺技术可以保证钢坯（链）的化学成分和组织的高均匀度，变形工艺技术能够满足钢材精确形状尺寸和组织状态的控制要求，热处理工艺技术可以精确控制钢材和部件的组织和性能。提高生产工艺技术水平，可以改善特殊钢产品的纯净度、化学成分控制精确度、 组织均匀性、性能的稳定性、尺寸精度、表面质量、包装质量等。

（3）生产高品质特殊钢产品。相比普通钢，特殊钢中的合金元素含量高，生产工艺较复杂，并且需要热处理，因此资源和能源消耗相对较大。我们需要继续发展低成本铁素体不锈钢，以节约镍资源；要发展高氮不锈钢，以提高不锈钢的性能；要继续开发满足更高效率火电机组的耐热钢；要关注核电机组用不锈钢与耐蚀合金的开发；要开发高铁轮对用车轴钢、车轮钢、轴承钢等；耐蚀合金生产的油井管是高品质产品，也需要尽快批量应用。日本、韩国和欧洲80%的汽车锻钢件均采用省去了热处理工序的微合金非调质钢，我们需要在年产100万吨的基础上继续扩大非调质钢的应用量，要关注定制锻件技术的发展；工模具是基础，我们要关注这类钢的品种和质量提升问题；超高强度钢是航空航天领域的具有竞争力的材料，是不可替代的材料，因此要研发高韧性的、更高强度的超高强度钢。还有更多的高品质特殊 钢产品需要我们开发。