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千亿特鋼

鑄造品質彰顯責任
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瑞典學者眼中的特鋼發展趨勢

特鋼

瑞典鋼鐵行業正呈現一個有趣的現象———75%的用鋼需求需要進口,而自身鋼產量的85%卻用來出口。

“其中很重要的一點就是,瑞典出口的鋼材中,特殊鋼和添加了合金元素的高附加值鋼材占據了很大的比重。另外,從全球來看,今後全球特鋼的增長速度要快於普鋼,其比例也將不斷上升。”來自瑞典SwereaAB公司(瑞典國家冶金研究院)的學者GranCarlsson這樣說道。

目前,瑞典在鐵粉、高速鋼、不鏽鋼板、焊管、軸承鋼、工具鋼、耐熱合金、直接澆鑄線材等領域的研究和開發處於世界領先地位。瑞典的特殊鋼企業非常重視產品質量和高附加值產品的研究與開發,其大部分投資都用於提高產品質量和生產高附加值產品上。

近日,在中國金屬學會舉辦的第六屆國際煉鋼科技大會(ICS2015)上,GranCarlsson詳細介紹了瑞典特殊鋼行業的發展現狀,以及對今後國際特殊鋼行業發展的思考。

科技創新仍是特鋼生產的重要推動力

從2013年全球鋼材的統計數據來看,不鏽鋼、合金工具鋼是產量最大的特殊鋼。1950年~2010年,全球粗鋼產量增加了96%,而從2000年到現在,全球不鏽鋼產量增加了120%,特殊鋼的增速明顯快於粗鋼整體增速。

“那麽,特鋼生產的推動力是什麽?從經濟發展角度來講,獲得利潤是特鋼生產發展的最大驅動力。從生產技術方麵講,就是科學技術的創新和進步。”GranCarlsson說。

近終形連鑄打開特鋼生產新窗口。近幾年,近終型連鑄成為大家熱議的煉鋼技術話題。在北美,美國紐科公司開發的雙輪薄帶連鑄生產線適合生產2毫米厚度的板材。另外,由瑞典、芬蘭和德國的公司及研究機構組成的科研團隊開發了水平單帶連鑄技術,該技術適合於澆鑄高錳鋼,而以傳統的連鑄方式澆鑄高錳鋼會出現不同程度的問題。“這兩個薄帶連鑄創新技術,對於澆鑄特殊鋼都具有極大的實用性和創新性。”GranCarlsson強調。

過程控製和數據分析提供性能支撐。過程控製呈現兩個重要的發展趨勢,一是測量技術,二是計算機模擬。

在線測量是非常關鍵的測量技術,在鋼鐵生產過程中,對於成分變化,尤其是合金元素變化的連續測量十分重要。通過對原材料成分、爐渣成分等在線測量數據的分析,企業就可以知道能否生產高等級的特鋼;結晶器液麵的波動對高質量鋼的內部組織影響很大,所以,對結晶器液麵的連續測量也非常值得研究。此外,耐火材料厚度的測量對於煉鋼生產的過程控製也是十分必要的。

“因此,測量技術的改進對鋼鐵生產工藝和產品質量有著至關重要的影響。”

GranCarlsson舉例說,人類在2003年以前的漫長歲月中積累了大約5×1018比特的數據。而隨著科學技術的發展,5年以後,我們很可能每10分鍾就能夠積累5×1018比特的數據,數據的累積是爆炸性的。

“因此,我們現在已經有條件通過測量數據的積累和分析,生產出更高質量的鋼材,一是通過計算機的模型和模擬開發新技術,二是實驗開發新技術。”

由於鋼鐵生產過程中物質流多種多樣,而且在高溫下作業,生產過程中的物理化學變化難以直觀體現和分析,通過計算機的科學模型和模擬結果,可以省時、省力、高效地指導實際生產。同時,實驗室規模或半工業規模的實驗就是把概念性的東西變成新技術的過程。

“通過計算機模擬手段和實驗手段能夠讓生產流程和產品變得更先進。”

國際特殊鋼行業麵臨五大挑戰

GranCarlsson提出了今後特鋼生產將麵臨的五大挑戰:

一是特鋼如何應對世界人口增長和城鎮化的需求。對於全球幾十億的人口,特鋼行業怎樣應對人口增加和城鎮化進程帶來的需求?目前,現代化鋼鐵廠的生產規模越來越大,大都在年產1000萬噸以上。但是對特鋼來講,這麽大的規模是不是一個最佳規模?這都是值得思考的問題。

二是多品種、小批量的特鋼供應如何滿足全球生產、運輸、配送和及時交貨的要求。眾所周知,目前煉鋼有兩大途徑———高爐轉爐流程和電爐流程。高爐轉爐流程的煉鋼量很大,而電爐流程的煉鋼量在100噸左右。相比之下,電爐流程可能對於小批量、多品種的特鋼生產更加合適。同時,特鋼小批量、多品種的特點也帶來如何運輸、配送和及時交貨的問題。

三是考慮環境因素和可持續發展問題。特鋼企業除了考慮生產規模大小和成本問題,也要考慮環境因素和可持續發展的問題。GranCarlsson認為:“可持續發展與環境汙染、能量消耗、能源成本、氣候變化等問題,是鋼鐵生產者必須麵對的。”

四是鋼鐵工業的兼並重組至關重要。從鋼鐵行業的上下遊產業來看,其產業集中度都很高,如4個鐵礦石生產商控製著幾乎全球鐵礦石的海運,全球汽車行業十大汽車製造商占據了70%的市場份額。而全球十大鋼鐵生產商隻生產出全球30%的鋼鐵。“因此,鋼鐵工業的兼並重組是至關重要的。”

五是人才競爭的挑戰。人才優勢是一個企業競爭的關鍵因素,每個行業、每個企業都在吸引人才,都需要專業人才。“特鋼行業如果想要有大幅度的進步,最重要的一點就是吸引人才,瑞典的特鋼行業就是想方設法吸引專業人才。”

“特鋼生產的增長速度快於全球粗鋼的增長速度,意味著今後特鋼在全球鋼鐵生產的比重將越來越大。同時,用鋼市場對特鋼的性能也將持續不斷地提出新要求。”GranCarlsson總結道。



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