钢铁材料与中国钢业未来

钢铁材料与中国钢业未来引言：钢铁工业是最重要的基础工业，是其他工业发展的物质基础。有了钢铁，就使得国民经济的技术改造成为可能。钢铁材料在经济建设中占有绝对的重要地位，其性能的好坏对其用途和使用寿命有着重要的影响和限制。本文将对钢铁材料和中国钢业的未来进行论述。1．钢铁材料钢铁是铁与C(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、P(磷)、S(硫)以及少量的其他元素所组成的合金。其中除Fe(铁)外，C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，故统称为铁碳合金。它是工程技术中最重要、用量最大的金属材料。按含碳的含量的不同，铁碳合金分为钢与生铁两大类，钢是含碳量为0.03%～2%的铁碳合金。碳钢是最常用的普通钢，冶炼方便、加工容易、价格低廉，而且在多数情况下能满足使用要求，所以应用十分普遍。按含碳量不同，碳钢又分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。随含碳量升高，碳钢的硬度增加、韧性下降。合金钢又叫特种钢，在碳钢的基础上加入一种或多种合金元素，使钢的组织结构和性能发生变化，从而具有一些特殊性能，如高硬度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀性，等等。经常加入钢中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。我国合金钢的资源相当丰富，除Cr、Co不足，Mn品位较低外，W、Mo、V、Ti和稀土金属储量都很高。21世纪初，合金钢在钢的总产量中的比例将有大幅度增长。2．钢的分类2.1按化学成分分(1)碳素钢碳素钢是指钢中除铁、碳外，还含有少量锰、硅、硫、磷等元素的铁碳合金，按其含碳量的不同，可分为：①低碳钢--含碳量wc≤0.25%②中碳钢--含碳量wc0.25%～0.60%③高碳钢--含碳量wc0.60%高碳钢一般在军工业和工业医疗业比较多(2)合金钢为了改善钢的性能，在冶炼碳素钢的基础上，加入一些合金元素而炼成的钢，如铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢等。按其合金元素的总含量，可分为：①低合金钢--合金元素的总含量≤5%②中合金钢--合金元素的总含量5%～10%③高合金钢--合金元素的总含量10%2.2按冶炼设备分(1)转炉钢用转炉吹炼的钢，可分为底吹、侧吹、顶吹和空气吹炼、纯氧吹练等转炉钢；根据炉衬的不同，又分酸性和碱性两种(2)平炉钢用平炉炼制的钢，按炉衬材料的不同分为酸性和碱性两种，一般平炉钢多为碱性(3)电炉钢用电炉炼制的钢，有电弧炉钢、感应炉钢及真空感应炉钢等。工业上大量生产的，是碱性电弧炉钢2.3按浇注前脱氧程度分(1)沸腾钢属脱氧不完全的钢，浇注时在钢锭模里产生沸腾现象。其优点是冶炼损耗少、成本低、表面质量及深冲性能好；缺点是成分和质量不均匀、抗腐蚀性和力学强度较差，一般用于轧制碳索结构钢的型钢和钢板(2)镇静钢属脱氧完全的钢，浇注时在钢锭模里钢液镇静，没有沸腾现象。其优点是成分和质量均匀；缺点是金属的收得率低，成本较高。一般合金钢和优质碳素结构钢都为镇静钢(3)半镇静钢脱氧程度介于镇静钢和沸腾钢之间的钢，因生产较难控制.目前产量较少2.4.按钢的品质分(1)普通钢钢中含杂质元素较多，含硫量ws一般≤O.05%，含磷量wP≤0.045%，如碳素结构钢、低合金结构钢等。(2)优质钢钢中含杂质元素较少，含硫及磷量ws、wp，一般均≤0.04%，如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢和合金工具钢、弹簧钢、轴承钢等。(3)高级优质钢钢中含杂质元素极少，含硫量ws一般≤O.03%，含磷量wP≤0.035%，如合金结构钢和工具钢等。高级优质钢在钢号后面，通常加符号“A”或汉字“高”，以便识别。2.5按钢的用途分(1)结构钢①建筑及工程用结构钢--简称建造用钢，它是指用于建筑、桥梁、船舶、锅炉或其他工程上制作金属结构件的钢。如碳素结构钢、低合金钢、钢筋钢等。②机械制造用结构钢--是指用于制造机械设备上结构零件的钢。这类钢基本上都是优质钢或高级优质钢，主要有优质碳素结构钢、合金结构钢、易切结构钢、弹簧钢、滚动轴承钢等。(2)工具钢一般用于制造各种工具，如碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢等。如按用途又可分为刃具钢、模具钢、量具钢。(3)特殊钢具有特殊性能的钢，如不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、高电阻合金、耐磨钢、磁钢等。(4)专业用钢这是指各个工业部门专业用途的钢，如汽车用钢、农机用钢、航空用钢、化工机械用钢、锅炉用钢、电工用钢、焊条用钢等。2.6按制造加工形式分(1)铸钢铸钢是指采用铸造方法而生产出来的一种钢铸件。铸钢主要用于制造一些形状复杂、难于进行锻造或切削加工成形而又要求较高的强度和塑性的零件。(2)锻钢锻钢是指采用锻造方法而生产出来的各种锻材和锻件。锻钢件的质量比铸钢件高，能承受大的冲击力作用，塑性、韧性和其他方面的力学性能也都比铸钢件高，所以凡是一些重要的机器零件都应当采用锻钢件。(3)热轧钢热轧钢是指用热轧方法而生产出来的各种热轧钢材。大部分钢材都是采用热轧轧成的，热轧常用来生产型钢、钢管、钢板等大型钢材，也用于轧制线材。(4)冷轧钢冷轧钢是指用冷轧方法而生产出来的各种冷轧钢材。与热轧钢相比，冷轧钢的特点是表面光洁、尺寸精确、力学性能好。冷轧常用来轧制薄板、钢带和钢管。(5)冷拔钢冷拔钢是指用冷拔方法而生产出来的各种冷拔钢材。冷拔钢的特点是：精度高、表面质量好。冷拔主要用于生产钢丝，也用于生产直径在50mm以下的圆钢和六角钢，以及直径在76mm以下的钢管。3．中国钢铁行业现状与未来钢铁工业是最重要的基础工业，是其他工业发展的物质基础。有了钢铁，就使得中国国民经济的技术改造成为可能。同时，钢铁工业的发展也有赖于煤炭工业、采掘工业、冶金工业、动力、运输等工业部门的发展。由于钢铁工业与其他工业的关系十分密切，因此许多国家都把发展钢铁工业放在十分重要的地位，并把这种发展与国民经济各部门的发展互相协调起来，保持正常的比例关系。2006年中国钢铁工业快速发展，在总产量达到4亿吨的同时，产品结构和企业组织结构进一步优化，对外贸易不断发展，行业效益明显提高。但落后产能淘汰工作进展缓慢和对国内资源、能源、环境的压力进一步加大等问题值得高度关注。2006年全年产钢41787万吨，同比增加6538万吨，增长18.5%；产生铁40417万吨，增长19.8%；产钢材46685万吨，增长24.5%。分地区看，河北、江苏、辽宁、山东产量增幅最快，四省产量合计占全国近一半。2007年，中国钢铁行业取得了增长较快、结构优化、效益提高、节能减排效果明显、在国际钢铁界的地位和影响提高的显著成绩。生产粗钢48924.08万吨，比上年增加6625.22万吨，增长15.66%；生产生铁46944.63万吨，比上年增加6189.22万吨，增长15.19%，总体呈较快增长态势。2008年第一季度中国钢铁产品出口同比下降了19.3%，但出口金额却同比上升7.6%。中国钢铁业的产量已经连续9年居世界之首，但这绝不表示中国是钢铁强国。产量的辉煌掩盖不了钢铁业的内在危机，其危机的要害表现在两个问题上。一是能耗大，每生产一吨钢所用的矿石、煤炭、电力等资源远远高于发达国家，甚至世界平均水平。而且，随着这些年钢铁业发展，一些地方大炼钢铁，单位钢材消耗资源量在递增。二是产品结构不合理，低附加值的长型钢材占了60%以上，而汽车、机床、家电等行业所需的高档钢材要大量进口。究其深层次的原因则在于钢铁企业规模太小，达不到规模经济所要求的产量水平，也不具备创新能力。所以，钢铁业发展的结果是进口大量矿石，加工成低档钢材之后又大量出口，消耗了宝贵的资源，造成煤电的全面紧张，留下了污染，只赚到了微不足道的利润。钢铁业的这种超常规发展不符合中国实现持续增长，建立节约型经济的总方向。