概述

　　無縫鋼管是一種經(jīng)濟斷面鋼材,在原油開采和加工､管道輸送､機械制造､鍋爐制造以及大型場館建設(shè)等方面應(yīng)用廣泛｡受國際原油價格暴漲和我國國民經(jīng)濟高速發(fā)展的影響,其需求量迅速增加,質(zhì)量要求也越來越高｡為了適應(yīng)市場對無縫鋼管需求數(shù)量不斷增長和對品種質(zhì)量越來越高的變化要求,近年來,我國無縫鋼管生產(chǎn)企業(yè)均加大了技術(shù)改造的力度,引進了多套先進的軋管生產(chǎn)機組,全面實際產(chǎn)能已超過了1200萬t,2005年產(chǎn)量達到1047萬t,成為全球無縫鋼管生產(chǎn)第一大國,接近全球無縫鋼管產(chǎn)量的40%｡

　　隨著產(chǎn)量的增加和質(zhì)量的提高,我國生產(chǎn)的無縫鋼管已成為在國際無縫鋼管市場上具有一定競爭力而為數(shù)不多的鋼鐵品種之一｡2005年實現(xiàn)出口量達139.24萬t,占生產(chǎn)量的13.29%,凈出口量達到了71.41萬t｡

　　在技改力度加大以及機組引進加速的同時,我國無縫鋼管產(chǎn)能過剩的現(xiàn)象已日益顯現(xiàn),且當前國內(nèi)的投資熱情仍然不減,品種結(jié)構(gòu)的矛盾也比較突出,而原始創(chuàng)新和消化､移植后再創(chuàng)新的步伐卻大為滯后｡這些問題全行業(yè)必須加以高度的重視｡

　　1 我國無縫鋼管生產(chǎn)的快速發(fā)展

　　1.1 鋼管產(chǎn)量迅速增加

　　自1953年生產(chǎn)出第1根無縫鋼管以來,我國無縫鋼管行業(yè)開始了從無到有､從小到大的發(fā)展歷程,目前正在向無縫鋼管強國進軍｡

　　1990~1999年,我國無縫鋼管產(chǎn)量處于一個緩慢增長期,年平均增長量為15.9萬t;而從2000~2005年進入了一個快速增長期,年平均增長量為126萬t,其中2002年到2005年是一個高速增長期,年平均增長期達到了147萬t｡預(yù)計2006年產(chǎn)量將可能超過1200萬t｡

　　1.2 出口量持續(xù)增長

　　隨著我國無縫鋼管產(chǎn)能的迅速擴大,在不斷滿足國內(nèi)市場需求的同時,無縫鋼管出口量也在不斷增長｡

　　我國無縫鋼管的出口量呈上升趨勢,從2000年出口32.87萬 t到2005年出口139.24萬t,5年增加了100多萬t,預(yù)計2006年的出口量將達到150萬t;而進口量的增加相對于出口量的增加并不明顯,5年只增加了32.3萬t,近2年還略有減少｡2003年以前我國處于無縫鋼管進口國的地位,從2003年開始,實現(xiàn)了無縫鋼管的凈出口,特別是2005年凈出口量達到了71.44萬t｡

　　1.3 出口管品種得到優(yōu)化

　　油井管是無縫鋼管最主要的品種,也是用量大､生產(chǎn)技術(shù)比較復雜､附加值高的品種之一｡近年來,我國油井管在國產(chǎn)化逐年提高的同時,出口量也大幅度增長｡

　　1995年我國油井管的產(chǎn)量只有27萬t,而進口量卻達到了42萬t,自給率僅為33.13%｡

　　2003年我國實現(xiàn)了油井管出口大于進口的重大突破;到了2005年,油井管產(chǎn)量為226萬t,出口量達到了60.63萬t,進口量只有29.1萬t,自給率達到了85%｡

　　隨著我國無縫鋼管產(chǎn)量的逐年增加,2003年以后油井管出口增量與一般用途無縫鋼管出口增量基本相同｡但由于一般管的產(chǎn)量遠大于油井管的產(chǎn)量,因此一般管出口量的增幅遠遠小于油井管出口量的增幅｡一般管沒有因產(chǎn)量的增長而出現(xiàn)出口量的同步增長,說明我國無縫鋼管出口的品種得到了優(yōu)化｡

　　需要指出的是,鍋爐用管的進口量呈上升趨勢｡據(jù)資料[3]介紹,2005年我國進口鍋爐管達到了30萬t,而鋼管行業(yè)協(xié)會有關(guān)企業(yè)的產(chǎn)量只有50萬t,即使加上行業(yè)協(xié)會外企業(yè)的產(chǎn)量,其國產(chǎn)化率也還不到70%｡

　　1.4 裝備水平顯著提高

　　近10年來,我國引進建成了8套先進的連軋管機組｡目前攀鋼集團成都鋼鐵有限責任公司(以下簡稱天津鋼管)正在籌建φ159mmFQM機組和φ426mmPQF機組｡待這2套機組建成投產(chǎn)后,我國先進的連軋管機組將達到10套,實際產(chǎn)能將超過500萬t.在這些連軋管機組中,天津鋼管的φ273mmMPM機組(包括天津鋼管的φ426mmPQF機組和攀成鋼公司的φ159mmFQM機組)代表了當今世界一流的最先進的連軋管技術(shù)裝備水平｡尤其是PQF(FQM)連軋管機組代表了當前軋管機組工藝和制造的最新發(fā)展水平,它具有設(shè)備布置緊湊､控制系統(tǒng)先進､質(zhì)量在線監(jiān)控系統(tǒng)配套齊全的特點｡在工藝上,由于軋機使用了三輥式結(jié)構(gòu),使軋機孔型頂部與孔型側(cè)壁的線速度差比相同孔型尺寸的二輥式結(jié)構(gòu)要小,減小了金屬的不均勻變形,有利于提高鋼管表面質(zhì)量,使拉凹現(xiàn)象得到有效控制｡同時,采用三輥軋制時,每個軋輥的接觸面積與二輥式結(jié)構(gòu)相比要小很多,從而使軋制力減小,在軋制高形抗力的材料和薄壁鋼管時變得更加容易一些｡由于三輥式結(jié)構(gòu)的可調(diào)性,故使用同一尺寸的芯棒就可以軋制同一外徑規(guī)格相鄰壁厚的鋼管,從而大大減少了所需芯棒的規(guī)格數(shù)量(50%),并且減少了換工具的頻率,提高了機組作業(yè)率｡正是基于以上特點,PQF(FQM)連軋管機可以提高所軋鋼管的壁厚公差,提高其成材率,減少工具消耗,并可軋制壁更薄的鋼管[4]｡

　　尤其值得一提的是,天津鋼管的φ168mmPQF機組為了提高產(chǎn)品產(chǎn)量,在軋制結(jié)束后芯棒停止運動,由脫管機將芯棒從荒管中抽出,不再像MPM軋管機那樣將芯棒回送到軋管機的前臺,而是使其沿軋制線方向繼續(xù)向前運行,待穿過脫管機后拔出軋制線,再從軋制線外回送､冷卻､潤滑后循環(huán)使用｡這就非常巧妙地解決了芯棒在軋制線上因回送到增加軋制輔助時間的問題,有效地提高了生產(chǎn)效率｡這一創(chuàng)新值得借鑒｡

　　攀成鋼公司的φ340mmMPM和衡陽鋼管的φ273mmMPM機組屬于同一暑期建設(shè)､水平相當?shù)臋C組,只是機組的規(guī)格大小不同而已｡攀成鋼公司的φ340mmMPM機組設(shè)計可生產(chǎn)鋼管外徑為365.1mm,預(yù)留了生產(chǎn)φ426mm鋼管的可能性｡而衡陽鋼管的φ273mmMPM機組在設(shè)計上預(yù)留了可生產(chǎn)φ340mm鋼管的可能性｡這2套機組的主變形工藝均為錐形穿孔,5機架限動芯棒連軋,12架定徑機定徑｡該機組的先進之處主要表現(xiàn)在工藝控制技術(shù)方面,配備了在線檢測質(zhì)量保證系統(tǒng)QAS､物料跟蹤系統(tǒng)MTS､穿孔機計算輔助的工藝應(yīng)用系統(tǒng)CARTA—CPM､定徑機計算輔助的工藝應(yīng)用系統(tǒng)CARTA—SM､連軋管機自動輥縫控制系統(tǒng)HCCS和連軋工藝監(jiān)控系統(tǒng)PSS｡這些系統(tǒng)的應(yīng)用,使得該機組的自動化程度和生產(chǎn)效率更高,產(chǎn)品質(zhì)量得到了很好的保證,可以有效地提高成材率和設(shè)備作業(yè)率｡

　　在引進先進連軋管機組的同時,還引進了一些適合于生產(chǎn)特殊品種的機組,如大冶無縫的Φ170mm､天津鋼管的Φ219mm三輥軋管機組和浙江久立的3150kN擠壓管機組等｡這些機組的裝備水平亦較高,在生產(chǎn)特殊的中厚壁無縫鋼管或高合金品種時具有明顯優(yōu)勢,生產(chǎn)也比較靈活｡

　　近年來,在對舊軋管機組進行技術(shù)改造和淘汰落后裝備方面也取得了長足的進步｡包鋼無縫改造了Φ400mm自動軋管機組;攀成鋼公司利用搬遷的機會,將Φ318mm周期軋管機組改造成了Φ508mm周期軋管機組,并增設(shè)了均整機:鞍鋼無縫將Φ140mm自動軋管機組改造成了Φ159mm連軋管機組｡這些機組改造后,裝備水平得到了提高｡與此同時,國內(nèi)還有些廠家淘汰了一批落后的生產(chǎn)機組｡

　　值得一提的是,AccuRoll軋管機組在我國得到了進一步的完善和發(fā)展｡具有中國特色的二次穿孔+冷軋(拔)工藝生產(chǎn)中小規(guī)格的無縫鋼管和二次穿孔+機加工工藝生產(chǎn)大口徑厚壁無縫鋼鋼管在江浙一帶方興未艾,盡管這些工藝的裝備水平較低｡但它們以投資省､見效快､生產(chǎn)靈活而受到人們的青睞｡

　　1.5品種質(zhì)量明顯改善

　　據(jù)統(tǒng)計,我國達到國際先進水平的無縫鋼管機組的生產(chǎn)能力超過700萬t,其中連軋管機組產(chǎn)能超過500萬t,引進的其他先進軋管機組及國內(nèi)自己研制或改造的軋管機組產(chǎn)能超過200萬t｡這些機組生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量均處于較高的水平｡

　　隨著軋管機組水平的提高,我國無縫鋼管產(chǎn)品標準中絕大多數(shù)質(zhì)量技術(shù)指標已與國際接軌｡產(chǎn)品整體質(zhì)量水平與國際水平相當,幾何尺寸精度與國際水平相同,眾多產(chǎn)品已取得國際相關(guān)組織的認證(可)｡出口產(chǎn)品一般按國際標準組織生產(chǎn)｡

　　在品種結(jié)構(gòu)調(diào)整上也取得了可喜的成績｡除鍋爐管需大量進口外,國產(chǎn)的其他產(chǎn)品基本上能滿足國內(nèi)需求,部分技術(shù)難度大､附加值高､質(zhì)量要求高的產(chǎn)品還有相當數(shù)量的出口｡

　　2我國無縫鋼管行業(yè)存在的問題與思考

　　在我國無縫鋼管行業(yè)飛速發(fā)展的同時,也出現(xiàn)了諸如產(chǎn)能過剩､品種結(jié)構(gòu)調(diào)整難度進一步加大以及技術(shù)創(chuàng)新能力不強等問題｡

　　2.1產(chǎn)能過剩日益顯現(xiàn),淘汰落后任重道遠

　　據(jù)估計,未來幾年我國無縫鋼管的表觀消費量應(yīng)在1000萬t/a左右｡而我國無縫鋼管的產(chǎn)能已達到1200萬t/a以上,并且當前投資熱情還相當高｡如不引起高度重視,繼續(xù)盲目擴大產(chǎn)能,勢必造成供求關(guān)系的嚴重失衡,不利于整個行業(yè)的健康發(fā)展｡

　　前已述及,我國先進機組產(chǎn)能在700萬t以上,而采用穿孔+冷拔或采用比較落后的自動軋管機生產(chǎn)無縫鋼管的機組產(chǎn)能在200萬t以上｡依據(jù)國家《鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》的精神,在新機組建設(shè)的同時應(yīng)淘汰落后機組｡盡管有些企業(yè)在這方面做了一些有益的工作,但就全行業(yè)來講,某些地區(qū)或單位受利益的驅(qū)動,一些落后裝備非但沒有淘汰｡低水平的重復建設(shè)相反還相當嚴重｡由此而帶來的是產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,環(huán)境污染嚴重,能源､資源消耗巨大等一系列問題｡

　　從機組規(guī)格來看,我國中大口徑無縫鋼管機組裝備水平比較先進｡雖然當前的供求矛盾不太突出,但中大口徑無縫鋼管生產(chǎn)機組的能力一旦完全釋放,將會出現(xiàn)供大于求的狀況,因此國內(nèi)不能再上新的機組;中小規(guī)格無縫鋼管的需求量占整個無縫鋼管需求量的60%以上;小規(guī)格無縫鋼管的生產(chǎn)機組,除6套中小規(guī)格連軋管機組(實際產(chǎn)能估計250萬t左右)外,其技術(shù)裝備水平要相對落后一些｡如要淘汰這些落后機組,應(yīng)考慮建設(shè)1套直徑較小､產(chǎn)能較高的連軋管機組｡

　　2.2品種結(jié)構(gòu)調(diào)整的難度進入攻堅階段

　　從總體上講,我國無縫鋼管的品種結(jié)構(gòu)調(diào)整取得了很大的成績,出口管的品種也正在不斷優(yōu)化,油井管的國產(chǎn)化率和出口量迅速提高｡但從有關(guān)部門了解到的情況看,我國出口鋼管量大而價低｡進口鋼管量小而價高｡2005年出口無縫鋼管的平均價格為1068美元/t,而進口無縫鋼管的平均價格為2509美元/t｡其中,進口的30萬t高壓鍋爐管平均單價達到了3358美元/t｡由此說明,我國在高端產(chǎn)品上還不得不依賴進口,而這一部分產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)難度最大,質(zhì)量要求更高｡可見品種結(jié)構(gòu)調(diào)整進入了攻堅階段｡

　　我國要成為無縫鋼管生產(chǎn)強國,必須在高鋼級､能滿足特殊介質(zhì)腐蝕環(huán)境下使用的油井管､管線管和高參數(shù)大容量電站鍋爐用管等高等級專用鋼管的研發(fā)上下功夫｡這些品種也是我國主要進口的品種｡應(yīng)積極開展鋼種研究,提高鋼質(zhì)純凈度,開發(fā)或引進特殊絲扣,重視熱處理和精整工序等｡

　　從2005年我國進口無縫鋼管的兩大品種分析可知,就油井管而言,應(yīng)重視研究開發(fā)Q125以上具有足夠高韌性的超高強套管､連續(xù)套管､膨脹套管和抗CO2､H2S､Cl2腐蝕套管以及特殊絲扣套管;而在高壓鍋爐管開發(fā)中應(yīng)重點對60萬kW及其以上超臨界､超超臨界機組所需的T22/P22､T23/P23､T9l/P91､T92/P92､P122､WB36以及不銹鋼管的研發(fā)｡從產(chǎn)品的規(guī)格上看,大口徑厚壁合金管的生產(chǎn)不能滿足需求,將是開發(fā)的重點｡

　　2.3技術(shù)創(chuàng)新能力不強,研發(fā)后勁不足

　　從20世紀80年代初寶鋼引進第1臺連軋管機組以來,我國共引進了10套連軋管機組､2套Assel軋管機組,借助于國外技術(shù)改造了一些落后的機組,由此使我國無縫鋼管機組水平得到了迅速提高:但另一方面也表明我國無縫鋼管生產(chǎn)裝備技術(shù)主要依賴國外,自主原始創(chuàng)新､集成創(chuàng)新和消化､移植后再創(chuàng)新的能力不強｡這一現(xiàn)象與我國處于鋼管產(chǎn)量大國的地位(占世界總產(chǎn)量的40%左右)極不協(xié)調(diào)｡

　　與日本相比,我國在消化､移植和國產(chǎn)化方面存在明顯的差距｡日本自1968年從德國引進了1套連軋管機組之后,積極進行了相關(guān)的研究,隨后在京濱和川崎引進的2套連軋管機組中,其主控設(shè)備均是由日本國內(nèi)制造的｡

　　客觀地講｡我國開展連軋管技術(shù)､裝備研究的時間還是比較早的｡1976年就建設(shè)了1條Φ76mm8機架連軋管機組｡但由于該機組存在一些問題,最終沒有達到預(yù)期效果｡隨后多年我國在連軋管技術(shù)的研究中進展緩慢｡近幾年我國的連軋管機設(shè)計制造水平得到了提高和發(fā)展｡2000年在江蘇省南通市建成了1套Φ159mm連軋管機組,但其水平與國外引進機組相比,還存在一定的差距｡2003～2005年完成了Φ273mm連軋管機組的設(shè)計制造工作,但效果還有待于下一步的生產(chǎn)驗證｡

　　除主軋管機外,連軋管機組的工具國產(chǎn)化工作也較為滯后,軋管機的芯棒主要依靠進口,價格在10000美元/t左右,而國內(nèi)制造的芯棒質(zhì)量還有待于進一步的提高｡

　　與創(chuàng)新能力不強相比.專業(yè)人才和研發(fā)后勁不足的問題顯得更加突出｡有些院校和研究院所已沒有設(shè)置無縫鋼管教學和研究的專業(yè)或部門,造成從事無縫鋼管工藝技術(shù)和裝備研究的專有人才青黃不接,有關(guān)無縫鋼管裝備及技術(shù)研究的重大科研項目寥寥無幾｡

　　因此,為了提高國內(nèi)鋼管技術(shù)創(chuàng)新能力｡應(yīng)將國內(nèi)幾家有實力的鋼管企業(yè)科技力量聯(lián)合起來作為企業(yè)創(chuàng)新主體,結(jié)合大專院校和科研院所成立國家級攻關(guān)隊,重點研究連軋管裝備技術(shù)工具國產(chǎn)化的突出問題,并圍繞市場急需的專用油井管､鍋爐管品種開發(fā)進行技術(shù)攻關(guān)｡

　　2.4管坯質(zhì)量亟待提高.精煉能力尚需加強

　　隨著我國先進軋管機組的建成投產(chǎn),通過這些機組生產(chǎn)的無縫鋼管(大約700萬t/a),其外徑公差､壁厚公差以及表面質(zhì)量均能達到國際一般水平或國際先進水平｡目前,鋼管質(zhì)量的差距主要體現(xiàn)在鋼質(zhì)純凈度以及性能的穩(wěn)定性方面,除幾個生產(chǎn)規(guī)模較大的鋼管生產(chǎn)企業(yè)具有比較完善的供坯條件之外,一些小廠還得從市場購買管坯｡即使是自供管坯的企業(yè),其精煉能力和鋼中有害元素的控制水平也參差不齊,P､S含量與國外高質(zhì)量產(chǎn)品相比幾乎是相差1個數(shù)量級的水平,而夾雜物含量的差距就更大｡那些管坯靠吃“百家飯”的鋼管廠,其鋼質(zhì)問題就更為突出｡因此,必須在提高冶煉的裝備水平以及增強精煉能力,再配合以較高的熱處理裝備技術(shù)條件下來提高鋼管的性能穩(wěn)定性｡就全國而言,很有必要選擇2～3家管坯生產(chǎn)廠,專門為無自供坯能力的鋼管生產(chǎn)企業(yè)提供坯料｡

　　2.5精整工序重視不夠､質(zhì)量控制亟待加強

　　精整工序是保證專用鋼管質(zhì)量的重要工序之一｡多年來,我國鋼管企業(yè)存在重視鋼管成型工序,而輕視鋼管熱處理工序､精整工序以及后續(xù)探傷檢查工序的現(xiàn)象,且問題比較突出｡這些工序不是處理能力不足,就是工序流程不暢或是裝備水平配置較低,難以滿足生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品的要求｡甚至在某些廠所使用的檢測設(shè)備,其水平比用戶驗收所用的探傷機的水平還低很多｡正是這些看起來并不十分重要,似乎對提高產(chǎn)量又沒有什么影響的工序,反而對鋼管產(chǎn)量起著十分重要的作用｡一些高附加值的產(chǎn)品就是因為有了這些高水平配置的工序才生產(chǎn)出來的｡這一現(xiàn)象也反映了我國鋼管生產(chǎn)還處在一個粗放型的生產(chǎn)階段｡

　　2.6強化“可持續(xù)發(fā)展”意識,優(yōu)化技術(shù)經(jīng)濟指標

　　我國無縫鋼管生產(chǎn)企業(yè)因為生產(chǎn)機組水平的不同､管理水平的高低和對環(huán)保認識的差異,造成了對資源､能源利用上的不同效果｡供坯條件不配套而又采用冷軋(拔)生產(chǎn)工藝的企業(yè),常常要經(jīng)過多道次冷加工､退火､酸洗工序,造成了對資源､能源的浪費和對環(huán)境的污染,這類企業(yè)應(yīng)十分重視廢酸的綜合治理｡迄今為止,還沒有一家企業(yè)真正能成規(guī)模地實現(xiàn)連鑄坯熱送工藝｡有些企業(yè)的經(jīng)濟技術(shù)指標也不先進｡其原因主要是由于無縫鋼管是高附加值產(chǎn)品,在當前鋼管市場較好､價格較高的情況下,企業(yè)往往以提高產(chǎn)量擴大生產(chǎn)規(guī)模獲取更大利潤為目標,而提高技術(shù)經(jīng)濟指標､節(jié)能降耗等方面對企業(yè)利潤的影響不如提高產(chǎn)量那樣突出,導致人們對節(jié)能降耗的工作重視程度不夠｡

　　為達到國家提出的可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求,各企業(yè)應(yīng)不斷優(yōu)化生產(chǎn)工藝,采用熱處理方式而不是增加合金用量方式來提高鋼管性能,節(jié)省合金用量;在有些熱處理工藝選擇上,應(yīng)盡可能采用余熱淬火或在線�；�工藝以節(jié)約能源:有條件的企業(yè)還應(yīng)開展連鑄坯熱送工藝的研究與應(yīng)用;由電爐煉鋼供坯的企業(yè)應(yīng)考慮采用廢鋼預(yù)熱工藝,高爐加轉(zhuǎn)爐供坯的企業(yè)應(yīng)作好煤氣回收,并采用蓄熱式加熱爐加熱管坯新技術(shù);對合金含量較高的自產(chǎn)廢鋼應(yīng)進行分選并單獨堆放,以便在冶煉專用鋼時使用:余熱回收工作還應(yīng)進一步加大力度;噪聲污染在無縫鋼管廠十分突出,應(yīng)采取措施降聲防噪,使鋼管生產(chǎn)企業(yè)真正成為節(jié)約型､環(huán)境友好型企業(yè)｡

　　3結(jié)語

　　我國無縫鋼管生產(chǎn)經(jīng)過半個多世紀的努力,取得了舉世矚目的成就,鋼管產(chǎn)量已占全世界總產(chǎn)量的40%左右,出口量迅速增加,品種結(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化,產(chǎn)品質(zhì)量得到了提高,裝備水平大幅度提升｡但是,我國無縫鋼管裝備技術(shù)依賴國外的局面還沒有得到根本改變,自主創(chuàng)新能力不強,供大于求的矛盾日益突出｡盡管鋼管產(chǎn)量巨大,但高端產(chǎn)品仍不能完全滿足國內(nèi)需求,要實現(xiàn)鋼管強國這一目標還有相當長的一段路程｡