新世紀(jì)以來，隨著我國船舶工業(yè)快速發(fā)展，我國船舶材料尤其是以船用鋼材為代表的鋼鐵工業(yè)也得到了快速發(fā)展，鋼鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進一步優(yōu)化、品種質(zhì)量明顯改善、關(guān)鍵鋼材品種開發(fā)取得長足進步、技術(shù)裝備水平大幅度提高，為我國船舶工業(yè)的快速發(fā)展提供了重要的原材料保障。不過，如何更好地順應(yīng)未來船用鋼材的發(fā)展方向，推動高端金屬材料的國產(chǎn)化應(yīng)用，仍然是一個待解的難題。
自主供貨品種超90%
“我國鋼鐵行業(yè)已可以對90%以上的船用鋼材品種實現(xiàn)自主供貨，僅有部分船舶及海洋工程裝備用鋼仍需進口。”在首屆中國海洋材料學(xué)術(shù)會議主題報告中，中國船舶（600150）工業(yè)行業(yè)協(xié)會副秘書長譚乃芬說。
據(jù)介紹，油船貨油艙用鋼量大約占到油船用鋼總量的40%～45%。以建造一艘30萬噸級的超大型油船(VLCC)為例，船體結(jié)構(gòu)總用鋼量為近4萬噸，其中油艙部分用鋼約為1.7萬噸。經(jīng)過各相關(guān)方面近4年的努力，耐蝕鋼及配套焊接材料已經(jīng)突破了材料研發(fā)與檢測核心技術(shù)難題，進入批量試制與評價階段。其材料各項性能滿足國際海事組織(IMO)標(biāo)準(zhǔn)和船板規(guī)范要求，造船工藝性能與傳統(tǒng)船板相當(dāng)，相關(guān)船級社規(guī)范也正在編制中。
在海洋工程裝備用鋼方面，齒條鋼主要用于制造鉆井平臺升降系統(tǒng)的齒條構(gòu)件。制造齒條構(gòu)件所需要厚板的技術(shù)要求非常嚴(yán)格，厚度通常在150毫米以上，具有強度高、抗沖擊韌性強、抗層狀撕裂性好、耐候及耐海水腐蝕等性能。如JU 2000型自升式鉆井平臺，其齒條鋼牌號為ASTM A517 GrQ，具有極高的材料性能和化學(xué)成分要求。
目前，河北鋼鐵集團舞陽鋼鐵公司自主研發(fā)的該鋼種150毫米、180毫米、215毫米等不同厚度規(guī)格的板材已全部獲得成功。上海振華港口機械(集團)股份有限公司開發(fā)的升降系統(tǒng)的齒條鋼由舞陽鋼廠提供，質(zhì)量穩(wěn)定，且價格有競爭力。
跟緊船舶工業(yè)發(fā)展步伐
我國船用鋼材的發(fā)展方向在哪里？譚乃芬分析，鋼鐵行業(yè)還存在一些亟須開發(fā)的造船和海工用鋼品種。長遠(yuǎn)來看，未來船舶工業(yè)轉(zhuǎn)型升級對鋼材的要求是發(fā)展耐腐蝕、超低溫、高強度、超寬超長超薄和異形船板，海洋工程裝備、海洋油氣輸送管線用鋼等特種鋼材。
作為最早研發(fā)高強度鋼的造船國家，日本于2008年成功開發(fā)出一種新型高拉力強化鋼——“HTS47”，并首次在日本船廠使用。這種高強度鋼的屈服強度達(dá)到了47千克力/平方毫米，主要用于超大型集裝箱船的艙口圍板等部位。以國內(nèi)骨干船企研發(fā)的1.3萬TEU集裝箱船為例，艙口圍板厚度為75毫米，“HTS47”用鋼量為1800噸。我國手持大、中型集裝箱船訂單較多，加上集裝箱船大型化的發(fā)展趨勢，未來，這種高強度鋼的應(yīng)用將會越來越廣泛，需求量會顯著增加。
與47公斤級高強度鋼一樣，殷瓦鋼也全部依賴進口。液化天然氣(lng)的擴大應(yīng)用，能滿足國家的環(huán)保要求，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，有力推動我國能源消費朝著綠色環(huán)保的方向發(fā)展。因此，LNG船項目在“十三五”期間將繼續(xù)得到大力支持。以滬東中華造船 (集團)有限公司建造的14.7萬立方米LNG船為例，每艘船殷瓦鋼的用量為450噸左右，其單價約是普通船板的20倍，但目前國內(nèi)沒有企業(yè)生產(chǎn)該型鋼。
另外，新材料的應(yīng)用應(yīng)得到廣泛重視。盡管鈦合金以優(yōu)良的耐腐蝕性能和高比強度成為理想的船體材料，但昂貴的價格使其在現(xiàn)階段實際用量不大。西部鈦業(yè)有限責(zé)任公司副總經(jīng)理楊永福認(rèn)為，船舶與海洋工程產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，將對鈦合金材料提出更高的要求，如產(chǎn)品規(guī)格大型化、低成本化等；應(yīng)盡快突破需解決的關(guān)鍵技術(shù)，滿足船舶和海洋工程產(chǎn)品的生產(chǎn)特點，促進海洋用鈦規(guī)?；瘧?yīng)用。
突破高端品種應(yīng)用難關(guān)
在填補空白的同時，我國已開發(fā)的新品種在船企應(yīng)用受阻的問題，也應(yīng)當(dāng)引起各方的重視。據(jù)介紹，一家鋼企在雙相不銹鋼技術(shù)開發(fā)上一直走在國內(nèi)前列，成功開發(fā)的產(chǎn)品在獲得多國船級社認(rèn)證的基礎(chǔ)上，2011年又新通過了全國鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會、殼牌和PDO認(rèn)證。但據(jù)船企反映，對國內(nèi)批量承接的3萬噸及以上的雙相不銹鋼化學(xué)品船，目前只能從日本采購這種鋼材。
另一個例子，是用于深水半潛式鉆井平臺的甚高強度EQ56鋼板。在深水半潛式鉆井平臺特殊結(jié)構(gòu)區(qū)域，要采用甚高強度EQ56和EQ70鋼板。國內(nèi)數(shù)家鋼企己開發(fā)出EQ56鋼板，但目前還是依賴進口。3000米深水半潛式鉆井平臺的空船鋼結(jié)構(gòu)重量約為2.2萬噸，兩種鋼材品種用量加起來僅為400噸左右，但因采購?fù)緩接邢蓿瑑r格居高不下。
“‘用戶不敢用，鋼材不好用’是影響高端品種應(yīng)用的原因。”武漢科技大學(xué)國際鋼鐵研究院常務(wù)副院長吳開明認(rèn)為，一方面，在鋼企推出的部分高端品種中，很多的實際應(yīng)用性能不能完全滿足船企的要求，同時也存在質(zhì)量穩(wěn)定性不足的問題。其實，一方面，一些品種由于用量較小且規(guī)格較多，難以形成規(guī)模生產(chǎn)；另一方面，相應(yīng)的焊接材料、裝備、工藝研發(fā)滯后，更加讓新品種難以獲得船東認(rèn)可。
吳開明建議，加強標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)是解決這一問題的當(dāng)務(wù)之急。當(dāng)前，我國在船舶及海洋工程裝備用鋼方面尚未形成完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，已有的一些用鋼標(biāo)準(zhǔn)要求偏低，而很多急需的用鋼標(biāo)準(zhǔn)又沒有推出，成為制約發(fā)展的一大瓶頸。因此，我國要以標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范促進應(yīng)用研究的深入開展，帶動高品質(zhì)鋼材品種的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
自主供貨品種超90%
“我國鋼鐵行業(yè)已可以對90%以上的船用鋼材品種實現(xiàn)自主供貨，僅有部分船舶及海洋工程裝備用鋼仍需進口。”在首屆中國海洋材料學(xué)術(shù)會議主題報告中，中國船舶（600150）工業(yè)行業(yè)協(xié)會副秘書長譚乃芬說。
據(jù)介紹，油船貨油艙用鋼量大約占到油船用鋼總量的40%～45%。以建造一艘30萬噸級的超大型油船(VLCC)為例，船體結(jié)構(gòu)總用鋼量為近4萬噸，其中油艙部分用鋼約為1.7萬噸。經(jīng)過各相關(guān)方面近4年的努力，耐蝕鋼及配套焊接材料已經(jīng)突破了材料研發(fā)與檢測核心技術(shù)難題，進入批量試制與評價階段。其材料各項性能滿足國際海事組織(IMO)標(biāo)準(zhǔn)和船板規(guī)范要求，造船工藝性能與傳統(tǒng)船板相當(dāng)，相關(guān)船級社規(guī)范也正在編制中。
在海洋工程裝備用鋼方面，齒條鋼主要用于制造鉆井平臺升降系統(tǒng)的齒條構(gòu)件。制造齒條構(gòu)件所需要厚板的技術(shù)要求非常嚴(yán)格，厚度通常在150毫米以上，具有強度高、抗沖擊韌性強、抗層狀撕裂性好、耐候及耐海水腐蝕等性能。如JU 2000型自升式鉆井平臺，其齒條鋼牌號為ASTM A517 GrQ，具有極高的材料性能和化學(xué)成分要求。
目前，河北鋼鐵集團舞陽鋼鐵公司自主研發(fā)的該鋼種150毫米、180毫米、215毫米等不同厚度規(guī)格的板材已全部獲得成功。上海振華港口機械(集團)股份有限公司開發(fā)的升降系統(tǒng)的齒條鋼由舞陽鋼廠提供，質(zhì)量穩(wěn)定，且價格有競爭力。
跟緊船舶工業(yè)發(fā)展步伐
我國船用鋼材的發(fā)展方向在哪里？譚乃芬分析，鋼鐵行業(yè)還存在一些亟須開發(fā)的造船和海工用鋼品種。長遠(yuǎn)來看，未來船舶工業(yè)轉(zhuǎn)型升級對鋼材的要求是發(fā)展耐腐蝕、超低溫、高強度、超寬超長超薄和異形船板，海洋工程裝備、海洋油氣輸送管線用鋼等特種鋼材。
作為最早研發(fā)高強度鋼的造船國家，日本于2008年成功開發(fā)出一種新型高拉力強化鋼——“HTS47”，并首次在日本船廠使用。這種高強度鋼的屈服強度達(dá)到了47千克力/平方毫米，主要用于超大型集裝箱船的艙口圍板等部位。以國內(nèi)骨干船企研發(fā)的1.3萬TEU集裝箱船為例，艙口圍板厚度為75毫米，“HTS47”用鋼量為1800噸。我國手持大、中型集裝箱船訂單較多，加上集裝箱船大型化的發(fā)展趨勢，未來，這種高強度鋼的應(yīng)用將會越來越廣泛，需求量會顯著增加。
與47公斤級高強度鋼一樣，殷瓦鋼也全部依賴進口。液化天然氣(lng)的擴大應(yīng)用，能滿足國家的環(huán)保要求，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，有力推動我國能源消費朝著綠色環(huán)保的方向發(fā)展。因此，LNG船項目在“十三五”期間將繼續(xù)得到大力支持。以滬東中華造船 (集團)有限公司建造的14.7萬立方米LNG船為例，每艘船殷瓦鋼的用量為450噸左右，其單價約是普通船板的20倍，但目前國內(nèi)沒有企業(yè)生產(chǎn)該型鋼。
另外，新材料的應(yīng)用應(yīng)得到廣泛重視。盡管鈦合金以優(yōu)良的耐腐蝕性能和高比強度成為理想的船體材料，但昂貴的價格使其在現(xiàn)階段實際用量不大。西部鈦業(yè)有限責(zé)任公司副總經(jīng)理楊永福認(rèn)為，船舶與海洋工程產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，將對鈦合金材料提出更高的要求，如產(chǎn)品規(guī)格大型化、低成本化等；應(yīng)盡快突破需解決的關(guān)鍵技術(shù)，滿足船舶和海洋工程產(chǎn)品的生產(chǎn)特點，促進海洋用鈦規(guī)?；瘧?yīng)用。
突破高端品種應(yīng)用難關(guān)
在填補空白的同時，我國已開發(fā)的新品種在船企應(yīng)用受阻的問題，也應(yīng)當(dāng)引起各方的重視。據(jù)介紹，一家鋼企在雙相不銹鋼技術(shù)開發(fā)上一直走在國內(nèi)前列，成功開發(fā)的產(chǎn)品在獲得多國船級社認(rèn)證的基礎(chǔ)上，2011年又新通過了全國鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會、殼牌和PDO認(rèn)證。但據(jù)船企反映，對國內(nèi)批量承接的3萬噸及以上的雙相不銹鋼化學(xué)品船，目前只能從日本采購這種鋼材。
另一個例子，是用于深水半潛式鉆井平臺的甚高強度EQ56鋼板。在深水半潛式鉆井平臺特殊結(jié)構(gòu)區(qū)域，要采用甚高強度EQ56和EQ70鋼板。國內(nèi)數(shù)家鋼企己開發(fā)出EQ56鋼板，但目前還是依賴進口。3000米深水半潛式鉆井平臺的空船鋼結(jié)構(gòu)重量約為2.2萬噸，兩種鋼材品種用量加起來僅為400噸左右，但因采購?fù)緩接邢蓿瑑r格居高不下。
“‘用戶不敢用，鋼材不好用’是影響高端品種應(yīng)用的原因。”武漢科技大學(xué)國際鋼鐵研究院常務(wù)副院長吳開明認(rèn)為，一方面，在鋼企推出的部分高端品種中，很多的實際應(yīng)用性能不能完全滿足船企的要求，同時也存在質(zhì)量穩(wěn)定性不足的問題。其實，一方面，一些品種由于用量較小且規(guī)格較多，難以形成規(guī)模生產(chǎn)；另一方面，相應(yīng)的焊接材料、裝備、工藝研發(fā)滯后，更加讓新品種難以獲得船東認(rèn)可。
吳開明建議，加強標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)是解決這一問題的當(dāng)務(wù)之急。當(dāng)前，我國在船舶及海洋工程裝備用鋼方面尚未形成完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，已有的一些用鋼標(biāo)準(zhǔn)要求偏低，而很多急需的用鋼標(biāo)準(zhǔn)又沒有推出，成為制約發(fā)展的一大瓶頸。因此，我國要以標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范促進應(yīng)用研究的深入開展，帶動高品質(zhì)鋼材品種的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
