對發展高品質特殊鋼產業的認識

董 瀚

特殊鋼廣泛地應用于各個工業領域與人民生活，它是目前人們關注的重大裝備制造和國家重點工程建設所需的關鍵材料，是鋼鐵材料中的高技術含量產品，其生產和應用情況代表了一個國家的工業化發展水平，特殊鋼占鋼總量的比例、特殊鋼產品結構、特殊鋼質量和特殊鋼應用等是反映一個國家鋼鐵工業發展的重要標志。高品質特殊鋼應該至少包括了以下兩個方面的含義：一是工業化過程中先進裝備制造所需要的特殊鋼品種；二是表現出高質量特征的特殊鋼與不斷發展的新型特殊鋼品種。應該說，高品質特殊鋼是特殊鋼中的高端產品與升級換代產品。

1 ．特殊鋼行業發展的新時期已經到來

建國60多年來，我國特殊鋼行業經歷的階段有：從1949年到1978年的30年間。我國形成了適合計劃經濟體系要求的特殊鋼行業體系。全國10多個特殊鋼企業，幾乎每一個都可以生產8大鋼類，形成了品種門類齊全的特殊鋼生產企業。當時，生產特殊鋼大都是采用廢鋼電爐流程生產，認為采用電爐流程生產的品種即為特殊鋼。應該說特殊鋼行業的生產滿足了當時國民經濟發展和武器裝備對特殊鋼產品的需求。

從1978年至今，改革開放以來的特殊鋼生產企業不斷演化，向專業化（如太鋼的不銹鋼板材、河冶科技 的高速鋼、萊特的齒輪鋼、淮鋼的彈簧鋼、大冶的厚壁無縫管、蘇鋼的合結鋼大棒材）、綜合化（東特的綜合性特鋼體系建設、寶特的特冶、鍛材、棒線材和板帶、興澄的棒線材與板材）、多樣化（企業性質的多樣化：國企、民企、地區產業集群—溫州地區的不銹鋼管產業、興化地區的不銹鋼產業等；生產工藝流程的多樣化；廢鋼電爐流程、高爐轉爐流程、特殊冶金流程等）等方向發展，努力滿足各種裝備制造的需求。這一時期常常是以引進裝備的需求作為特殊鋼企業的產品發展方向。應該說，多樣化是這一時期的主要特征。年產量從數十噸級到百萬噸級的特鋼企業并存，生產特殊鋼的廠家數量難以統計，工藝流程多樣化、產品質量參差不齊。雖然基本滿足了一些產業發展的需求，如滿足了汽車行業發展對特殊鋼的一般需求。但是，一些高端的特殊鋼材仍然難以滿足需求，要從國外進口。

從“十二五”起，是特殊鋼行業發展的新時期。鋼鐵行業發展到這個階段應該是特殊鋼行業發展的又一個轉折點，在未來的數十年間，是特殊鋼向高品質化發展的階段。特殊鋼行業需要以大力發展高品質特殊鋼為出發點，全面提升特殊鋼行業的人員、管理、技術、裝備、生產和應用等綜合水平。

未來的數十年間將是特殊鋼行業的又一個新時期。

一是從市場需求牽引看，工業化和裝備制造需要高品質特殊鋼，如高效率火電機組需要耐更高溫度的耐熱鋼與合金，核電機組需要耐腐蝕的不銹鋼與合金，高鐵轉向架需要安全性和可靠性高的特殊鋼，大飛機需要超高強度鋼，油氣開采需要耐苛刻環境的耐蝕合金，汽車輕量化和安全性需要高性能特殊鋼等。各種裝備的高效化需要特殊鋼的高品質化。

二是從行業發展基礎看，我國鋼鐵行業的結構需要調整，包括企業結構、工藝流程結構、產品結構等。我國從鋼鐵大國向鋼鐵強國的轉變的一個重要標志就是特殊鋼行業的水平。目前，我國特殊鋼產量僅占鋼產量的5%左右，而工業化國家的特殊鋼產量占鋼產量的10%-20%，日本特殊鋼產量占到鋼產量的20%左右。除了產量比之外，我國特殊鋼的品種也不能完全滿足市場需求。現在，我國主要特鋼企業都在進行技改，建立了世界先進的特殊鋼生產流程和裝備，已經具備了生產高品質特殊鋼的物質條件。前不久，東北特鋼建設投產的登沙河基地就是一個典型的現代化特殊鋼生產范例。

三是目前國家對特殊鋼行業非常重視，將高品質特殊鋼列為戰略性新興產業中需要大力培養扶植的產業。2015年高品質特殊鋼產業的新增產值將達到8%，2020年新增產值達到15% ，到2030年高品質特殊鋼產業達到世界先進水平。黨中央和國務院將發展戰略性新興產業做為轉變發展模式的重要工作。這是特殊鋼行業的重要機遇。

什么是特殊鋼？能不能將特殊鋼與普通鋼劃分開來呢？首先它是隨時間發展而變化的概念；另外世界各國對特殊鋼的定義也不盡相同。我們不是僅僅為了探討特殊鋼的定義和概念，而是為了更好地探討和界定高品質特殊鋼的內涵，從而目標明確地發展我們的高品質特殊鋼產業。

特殊鋼是指與普通鋼相比，在生產和應用方面均有特殊要求的鋼類。大量生產和應用的普通鋼一般在強度、韌性、冷彎性能、焊接性能等性能方面有所要求（如Q235鋼、Q345(16Mn)鋼、20MnSi鋼筋、08Al深沖板等）。如果對鋼材進一步在高強度化（42CrMo合結鋼）、低溫韌性（9Ni低溫鋼）、腐蝕性能（304不銹鋼）、 高溫性能（T /P91耐熱鋼）、疲勞性能（60Si2Mn彈簧鋼）、延遲斷裂等性能方面提出要求，則進入了特殊鋼范疇。特殊鋼大多數應用于動力機械、能源裝備、化工裝備、海洋工程設施、交通運輸工具、武器裝備等方面,，是一個國家工業化的必不可少的材料。特殊鋼行業的發展水平既是衡量一個國家鋼鐵行業發展水平的標志，同時還是一個國家工業化的重要材料基礎。

2 ．特殊鋼是工業化的重要材料基礎

目前，我國處于城鎮化和工業化快速發展時期，對鋼材的需求從數量上開始向品質上轉變，特別是對主要應用于裝備制造的特殊鋼的品質要求不斷提高。

高品質特殊鋼產業的競爭，核心是關鍵技術的競爭。目前我國特殊鋼產業的一些鋼類在規模上雖然已經躋身世界前列，但高端品種依然無法滿足裝備制造行業發展需求，主要依賴進口。如我國高鐵運行里程達到了世界前列，但是動車組的高鐵輪嚴重依賴進口。我國目前還無法生產出高鐵輪對所需的車軸、車輪、軸承等用特殊鋼；我國是無縫鋼管的生產大國，每年出口大量的低附加值無縫鋼管（經常遭遇反傾銷訴訟），但是卻無法滿足火電、核電、油井、航空、機械等領域對相關"五管"的需求；我國已經是世界第一的汽車制造大國，但是自動變速箱齒輪用高品質齒輪鋼需要進口；2010年我國生產了300萬噸軸承鋼，但是卻難以生產風電軸承需要的軸承鋼，大量生產的高碳銘軸承鋼（GCr15）的品質較低。可以說，作為工業化的重要標志的裝備制造水平在很大程度上依靠特殊鋼，我國高速鐵路、大型飛機、核電、火電、新能源、汽車、船舶、機械等行業發展迫切需要高品質特殊鋼。因此，加快培育發展戰略性新興高品質特殊鋼產業，必須著眼于突破一批關鍵核心技術，加強前沿性、戰略性產業技術集成創新，提升我國高品質特殊鋼產業發展的質量和效益。

3 ．特殊鋼是鋼鐵強國的重要標志

2010年，我國粗鋼產量達到了6.26億噸，占全世界粗鋼產量的45%左右。同期，我國特殊鋼產量約為 3500萬噸，僅占鋼產量的6%左右。工業化國家的特殊鋼產量一般占10%-20%之間，如日本特殊鋼產量占鋼產量的20%左右。僅從特殊鋼產量與鋼產量之比可以看出，我國的特殊鋼發展應該還有很大的數量提升空間。

在品種方面，我國現在仍然無法生產一些特殊鋼品種，需要進口解決，受制于人。高鐵的輪對只有國際上數個廠家可以制造，我國還不能生產高鐵車輪、車軸、軸承等，需要進口輪對來發展我們的高鐵；核電蒸汽發生器的換熱器690合金U型管，國際上原來只有3家特鋼企業能夠生產（我國寶鋼公司已經開始生產），不但價格高，而且供不應求，成為我國發展核電的瓶頸；耐苛刻環境的油井管也是高附加值產品，這也是一個油氣開采的瓶頸材料，目前我國正在開發。

在質量方面，我國特殊鋼材的內部質量穩定性、均勻性、表面質量、尺寸精度等與鋼鐵強國的特殊鋼材質量尚有一定的差距，直接影響到裝備制造的水平。

在技術方面，我們的特殊鋼技術研發能力較弱，從品種方面就可以明顯地看出這一點。目前我們大量生產和應用的特殊鋼品種均源自于國外，如H13熱作模具鋼、OCr19Ni9（304）奧氏體不銹鋼、42CrMo（4140）合結鋼等。

4 ．國家重視高品質特殊鋼產業的發展

“十二五”規劃建議中提出了發展包括新材料在內的7個戰略性新型產業，加快形成先導性、支柱性產業，切實提高產業核心競爭力和經濟效益。國務院《關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》中也明確提出積極發展高品質特殊鋼、新型合金材料、工程塑料等先進結構材料，是培育和發展高品質特殊鋼產業是落實科學發展觀、促進經濟發展方式轉變和結構調整的重大舉措，是提升特殊鋼產業核心競爭力，促進鋼鐵產業結構優化升級的重要組成部分。《決定》明確了戰略性新興產業是以重大技術突破和重大發展需求為基礎，對經濟社會全局和長遠發展具有重大引領帶動作用，知識技術密集、物質資源消耗少、成長潛力大、綜合效益好的產業。高品質特殊鋼產業還是戰略性新興產業發展的重要材料基礎，也是長期以來制約我國制造業發展和相關產業節能減排（如火力發電）目標實現的瓶頸。其發展要以發揮我國在鋼鐵、特殊鋼、機械制造、自動控制、分析測試等科學技術研究方面的優勢為基礎，以滿足國家重大裝備制造和產業結構升級為目標，鞏固已有的特殊鋼領域人才和研究優勢，大力發展高品質特殊鋼生產和加工技術和裝備，大力推進高品質特殊鋼產業化，大力推進大宗高品質特殊鋼規模化生產應用。

5 ．積極發展高晶質特殊鋼技術

為了抓住難得發展機遇，特殊鋼企業應將注意力轉向提高企業競爭力和可持續發展上來。在當前要提高企業競爭力和可持續發展的關鍵是實施特殊鋼結構調整、特殊鋼技術創新、特殊鋼知識產權戰略和特殊鋼人才利用戰略。為提高市場競爭力，國外和我國特殊鋼企業結構和流程結構不斷優化。我國特殊鋼生產企業結構逐漸與國際接軌，也有符合國情的企業結構發展，大體上可以分為3種類型：

（1）大型綜合性特殊鋼企業：一般年鋼產量為100萬-300萬噸，生產的鋼種數百個到一千多個，品種大多為長形材（棒線材及部分管材）、鍛件（包括模鍛件）、管材、鑄件、絲材和帶鋼，產品規格范圍較大，采用鑄鍵生產的鋼材占一定比例。

（2）大型鋼鐵聯合企業所屬特殊鋼企業（或高轉流程的特殊鋼企業）：擁有“高爐一轉爐一連鑄一熱軋一冷軋”生產流程的大型普通鋼企業所屬的長型材廠生產特殊鋼棒材和線材，扁平材廠生產不銹鋼板帶等。

（3）專業性特殊鋼企業：鋼年產量一般在100萬噸以下（從高速鋼的1萬噸/年產量到合金鋼的數十萬噸/年產量），具有一條結構合理的生產線，鋼類和材形較為集中，產品的附加值高，市場全球化。如特殊鋼板帶廠、特殊鋼鍛件廠、特殊鋼鋼管廠等。

近年來，我國特殊鋼行業的企業結構、工藝結構和產品結構不斷調整以適應市場發展的需要。“南寶北太”，太鋼（產能300萬噸/年）和寶鋼不銹鋼分公司（產能150萬噸/年）建成了世界先進的不銹鋼生產流程。還有一批不銹鋼板帶生產企業的興起，全國形成了年產1000萬噸以上不銹鋼的產能。東北特殊鋼公司是綜合性的特殊鋼公司，是我國特殊鋼企業的典范之一，其產品覆蓋了幾乎所有的特殊鋼品種。中信泰富特殊鋼集團的興澄和大冶也是我國的特殊鋼優勢企業，形成了鋼產量約600萬噸/年的中國第一大產量的特殊鋼公司，主要生產優碳鋼和合結鋼長形材。經過技改的寶特致力于高附加值特殊鋼品種的生產。攀長鋼正在利用災后重建機會，規劃建設一個有特色的特鋼企業。石鋼等企業采用高爐轉爐流程生產優碳 鋼和合結鋼。淮鋼的彈簧鋼在國內知名度很大。萊特在齒輪鋼生產方面的產量和質量方面具有競爭力。經過調整，逐漸形成了特殊鋼的專業生產線，形成了各自的特色產品。

（1）不銹鋼板帶的生產采用冶煉（BOF/EAF—AOD/VOD-LF）—板坯連鑄—熱連軋—冷軋—退火專業化生產線；

（2）軸承鋼、齒輪鋼、彈簧鋼、合結鋼、優質碳結鋼、不銹鋼等棒線材生產采用電爐冶煉—精煉—方坯連鑄—棒線材連軋—在線熱處理—精整熱處理專業化生產線；

（3）耐熱鋼、合結鋼、不銹鋼等管材生產采用電爐冶煉—精煉—管坯連鑄—管材連軋—管材精整熱處理—加工專業化生產線；

（4）模具鋼、高速鋼、高合金鋼的生產應用冶煉—特冶—模鑄（連鑄）—鍛造（軋制）開坯—鍛造（熱軋）成材—制品加工專業化生產線。

近年來，特殊鋼生產裝備和工藝技術不斷提高，特殊鋼產量和產品質量持續提高，市場滿足程度不斷增長。但是，相比我國快速發展的普通鋼行業，特殊鋼行業技術發展速度還是慢了一些，與國際先進水平的差距也比普通鋼行業大。提高我國特殊鋼行業的整體技術水平已經迫在肩睫。與國際上先進的特殊鋼專業化生產線和技術相比，我國特殊鋼行業存在一些需要開展工作：

（1）優化特殊鋼生產工藝流程。依托目前我國特殊鋼企業正在和即將進行的先進特殊鋼生產線建設，通過技術研發工作，優化特殊鋼生產工藝流程，形成特殊鋼生產和應用的高品質化技術，推動特殊鋼行業結構升級。形成數個高品質特殊鋼材生產示范線，生產出高品質特殊鋼棒線材、扁平材、鍛材與鍛件、無縫管材等，滿足以裝備制造業為主的市場需求。到2015年，所依托的生產線所生產的高品質特殊鋼材的增加值占相關企業產值比重達到8%，初步形成以高品質特殊鋼為特征的戰略性新興產業。

（2）提高特殊鋼生產工藝技術水平。我國特殊鋼板帶材、管材、棒線材、鍛材、線材專業化生產線正在逐步形成，具備了較先進的特殊鋼生產裝備，但生產工藝技術水平急待提高。我國目前特殊鋼冶煉、連鑄、熱軋、 冷軋、鍛造、熱處理和應用等技術與工業化國家有差距，如先進的特殊鋼冶煉和精煉工藝技術可以準確地將化學成分控制在較窄的范圍內，特殊鋼的凝固工藝技術可以保證鋼坯（鏈）的化學成分和組織的高均勻度，變形工藝技術能夠滿足鋼材精確形狀尺寸和組織狀態的控制要求，熱處理工藝技術可以精確控制鋼材和部件的組織和性能。提高生產工藝技術水平，可以改善特殊鋼產品的純凈度、化學成分控制精確度、 組織均勻性、性能的穩定性、尺寸精度、表面質量、包裝質量等。

（3）生產高品質特殊鋼產品。相比普通鋼，特殊鋼中的合金元素含量高，生產工藝較復雜，并且需要熱處理，因此資源和能源消耗相對較大。我們需要繼續發展低成本鐵素體不銹鋼，以節約鎳資源；要發展高氮不銹鋼，以提高不銹鋼的性能；要繼續開發滿足更高效率火電機組的耐熱鋼；要關注核電機組用不銹鋼與耐蝕合金的開發；要開發高鐵輪對用車軸鋼、車輪鋼、軸承鋼等；耐蝕合金生產的油井管是高品質產品，也需要盡快批量應用。日本、韓國和歐洲80%的汽車鍛鋼件均采用省去了熱處理工序的微合金非調質鋼，我們需要在年產100萬噸的基礎上繼續擴大非調質鋼的應用量，要關注定制鍛件技術的發展；工模具是基礎，我們要關注這類鋼的品種和質量提升問題；超高強度鋼是航空航天領域的具有競爭力的材料，是不可替代的材料，因此要研發高韌性的、更高強度的超高強度鋼。還有更多的高品質特殊 鋼產品需要我們開發。