機械行業(yè)發(fā)展及鋼材需求分析

1、行業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

  1.1、行業(yè)現(xiàn)狀

  2003-2008年機械行業(yè)總產值及銷售產值增長率保持在22%-32%之間,連續(xù)六年實現(xiàn)了20%以上的增速。即使2009年受經濟危機影響,增長速度仍達到16%。2010年和2011年機械行業(yè)產銷增速再次達到24%以上,2012受國內外經濟下滑影響增速有所回落,2013年機械行業(yè)實現(xiàn)緩慢回升、溫和增長和平穩(wěn)發(fā)展,去年全行業(yè)主營業(yè)務累計收入首次突破20萬億元,收入20.4萬億元,同比增長13.8%。

  1.2、發(fā)展趨勢

  “十三五”期間,機械行業(yè)仍然會是國內經濟增長的重要動力,機械工業(yè)在連續(xù)十幾年的高速增長下,今后增長速度將會進一步逐漸放緩,但總體規(guī)模仍將保持在世界前列,預計“十三五”期間我國機械行業(yè)增長速度在8%左右。

  轉型升級、結構調整將是未來機械行業(yè)發(fā)展的主旋律,綠色制造、智能制造、服務型制造將成為我國機械行業(yè)的主要發(fā)展方向。為此,機械裝備制造將逐漸向大型化、輕量化方向發(fā)展,通過提高機械裝備的作業(yè)效率,降低裝備重量,節(jié)約能耗,滿足機械行業(yè)綠色制造的發(fā)展要求。未來機械裝備還將向提高可靠性和耐久性方向發(fā)展,延長機械裝備的使用壽命,滿足在不同氣候條件下的作業(yè)要求。此外,機械行業(yè)還將在裝備制造、使用和拆解等方面更加注重節(jié)能環(huán)保。

  1.3、機械重點子行業(yè)發(fā)展趨勢

  1.3.1、工程機械行業(yè)

  《工程機械行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》提出將通過輕量化設計技術、可靠性與安全性評價技術的應用研究,爭取在“十二五”期間完成10種以上產品的輕量化設計,并形成示范應用;重點發(fā)展單臺價值在100萬元以上,并已納入重大裝備制造業(yè)大型施工機械19種機型的產品,例如大型輪式起重機、大型履帶吊、國家重大建設工程用的特大型塔式起重機、高鐵建設用的重大成套裝備、鐵路機械化養(yǎng)護成套裝備、大型樁基設備、大型土石方工程機械、河道與湖泊大型疏浚設備、大型商品混凝土機械、全斷面掘進機及電鏟等專用大型工程機械,國產化率要達到65%以上。

  1.3.2、機械通用零部件行業(yè)

  根據(jù)工信部發(fā)布的《機械基礎件、基礎制造工藝和基礎材料產業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,機械基礎件方面,選擇了帶動性強、輻射作用大的高速、精密、重載軸承等11類機械基礎件作為發(fā)展重點,以提高性能、可靠性和壽命為主攻方向,力爭使其達到或接近國際先進水平;基礎制造工藝方面,重點發(fā)展6類先進、綠色制造工藝,降低能源、材料消耗、改善環(huán)境,提高產品質量和效率;基礎材料方面,提出以經濟可承受性為宗旨,重點發(fā)展關鍵基礎零部件所需的高品質結構材料和工藝材料,選擇了高性能軸承鋼、高性能齒輪用鋼、高強度緊固件用鋼、大型耐蝕模具鋼、高應力彈簧鋼等12種標志性基礎材料作為開發(fā)的重點。

  1.3.3、農機行業(yè)

  工信部發(fā)布的《農機工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》提出要突破重點產品核心技術瓶頸,優(yōu)先發(fā)展100馬力以上大型拖拉機、50-70馬力節(jié)能環(huán)保型水田拖拉機、多功能谷物聯(lián)合收割機、玉米收獲機、甘蔗收獲機、棉花收獲機、大中型動力機械配套農機具、保護性耕作機具、適合丘陵山區(qū)使用的小型機械等,實現(xiàn)產品結構的調整?!兑?guī)劃》提出了現(xiàn)代高效大馬力拖拉機、節(jié)能環(huán)保型中小型拖拉機、通用高效自走式谷物聯(lián)合收割機、水稻種植與收獲機械、玉米聯(lián)合收獲機、大型自走式青飼收獲機、自走式采棉機、大型噴灌設備等重點產品及關鍵零部件,以及大馬力拖拉機配套農機具、牧草收獲與壓捆機械、精量低污染施藥機械、甘蔗收獲機械、農業(yè)航空作業(yè)裝備等16個重點建設項目。

  2、鋼材品種消費趨勢分析

  2.1、鋼材消費數(shù)量和品種分析

  機械行業(yè)是鋼材消費大戶,鋼材消費量僅次于建筑行業(yè)。機械行業(yè)用鋼具有品種多、規(guī)格范圍大的特點。各鋼材品種的具體消費情況分析如下:

  2.1.1、中厚板

  中厚板是機械行業(yè)消費量最大的鋼材品種,占機械行業(yè)鋼材消費量的60%以上。主要用于機械裝備的結構件,從目前機械裝備的中厚板使用品種看,仍以普通碳素結構鋼為主,且強度級別普遍不高,主要集中在Q235和Q345級別,少部分特殊構件需使用100kg級高強度工程機械板。其中,特厚板的主要消費領域是機床行業(yè)和重型礦山行業(yè),主要鋼種以Q235、Q345和16Mn為主,規(guī)格范圍:50-280×2500-3500mm。

  耐磨板主要用于鏟車、推土機、挖掘機、破碎機、給料機、裝載機等機械裝備有耐磨要求的構件,國內主要使用的牌號為NM400、NM500等,部分機械裝備的耐磨部件需要使用600MPa以上甚至960MPa的高強度耐磨板。

  2.1.2、棒材

  機械行業(yè)用棒材品種規(guī)格覆蓋面廣,包括碳素結構鋼、碳素工具鋼、碳素彈簧鋼、合金結構鋼、軸承鋼、不銹鋼、合金彈簧鋼、合金工具鋼、高速工具鋼等,規(guī)格覆蓋?15-300mm所有規(guī)格,但主要集中在?80mm以下。棒材主要用于加工制造機械行業(yè)中的發(fā)動機、變速箱、萬向傳動軸、懸掛系統(tǒng)、轉向器和轉向傳動結構等對原料性能、安全性能要求較高的部位。

  機械行業(yè)消費的優(yōu)特鋼棒材品種有優(yōu)質碳素結構鋼、合金結構鋼(含齒輪鋼)、軸承鋼、彈簧鋼等,約占機械行業(yè)棒材消費量的80%以上。其中,優(yōu)質碳素結構鋼以20#、45#為主、合金結構鋼以40Cr、42CrMo、22CrMo為主;軸承鋼的品種主要有高碳鉻軸承鋼GCr15、GCr15SiMn和滲碳軸承鋼G20CrNi4、G20Cr2Ni4、G20CrNiMo、G20CrMo等;齒輪鋼的主要品種有20CrMnTi、20CrMnMo、20CrNiMo、20CrNi3等。

  工程機械行業(yè):用于制造半軸、連桿、傳動軸、變速箱齒輪等。主要使用牌號有20#、25#、45#、20CrMnTi、35CrMo、42CrMo、GCr15等。半軸、連桿一般使用20#、45#鋼制造,齒輪鋼大多采用20CrMnTi、42CrMo。從規(guī)格上看,全部規(guī)格跨度?10-350mm,半軸、連桿用號鋼一般在?70mm以下;20CrMnTiH、42CrMo主要規(guī)格在200mm以下。

  農機行業(yè):用于制造半軸、變速箱齒輪、后橋軸、軸承圈、傳動軸等部件。變速箱齒輪規(guī)格范圍一般在?20-80mm,材質主要為40Cr、20CrMoTi。其中,半軸、后橋軸用棒材直徑?20-80,典型的為?38mm,鋼種主要是45#、40Cr;方向盤轉動軸用一般采用45#鋼;各類軸承圈一般采用軸承鋼GCr15。

  重型機械行業(yè):用于制造各種軸類零件、變速箱齒輪、連桿、懸掛系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)等,主要牌號有45#、40Cr、42CrMo、20CrMnTi、GCr15等。其中,45#用量最大,占30%以上;其次為20CrMnTi、GCr15等。規(guī)格主要在?200mm以下,其中?120mm以下用量最大。

  2.1.3、其他鋼材品種

  機械行業(yè)消費的其他鋼材品種有型材、熱軋薄板、冷軋薄板、無縫鋼管等,2012年合計消費量約2200萬t。其中,型材、無縫鋼管主要用于機械裝備的各種異形構件、軸管類部件,使用的型材品種包括焊接性能良好的大、中型角鋼、槽鋼、工字鋼,以強度級別較低的Q235等普通碳素結構鋼為主。熱軋薄板、冷軋薄板主要用于機械裝備的外部覆蓋件以及箱體類部件的外殼等,消費鋼材品種以Q195、SPCC等為主。

  2.2、鋼材消費趨勢分析

  機械行業(yè)鋼材消費趨勢主要表現(xiàn)在以下方面:

  2.2.1、單耗不斷下降

  在國家轉變經濟發(fā)展方式的大背景下,機械行業(yè)將加快產品結構優(yōu)化調整,轉變增長方式,機械設備向著自動化、高速化、高精度化方向發(fā)展。高新技術機械設備生產效率高、單重下降,必然使鋼材消費強度下降。如機械行業(yè)發(fā)展高速數(shù)控機床,取代傳統(tǒng)落后機床,必然使機床制造用鋼消費量下降。隨著高質量鋼材消費比例的增加,機械產品減輕重量必然使單位產品鋼材消費下降。據(jù)調查,未來機械行業(yè)對高強度、高質量、高精度鋼材的消費量呈增長趨勢。另外,機械行業(yè)加工方式的轉變,鋼材的使用效率、綜合成材率不斷提高,將導致鋼材單耗的進一步下降。

  2.2.2、鋼材需求總量不斷增加

  按正常水平計算,“十二五”的后兩年機械行業(yè)年增長速度將保持在15%左右?!笆濉逼陂g機械行業(yè)增長速度將進一步趨緩,但仍將保持一定增長。因此,盡管節(jié)能降耗工作不斷取得成效,鋼材單耗不斷降低,但鋼材需求總量仍將繼續(xù)增加。

  2.2.3、2020年機械行業(yè)鋼材消費量預測

  “十二五”的后兩年冶金行業(yè)投資規(guī)模將明顯減少,重型設備制造增長速度將呈下降趨勢;另外,農業(yè)機械、工程機械、石化機械、基礎件等行業(yè),在經過多年高速增長后,增長速度也將有所趨緩?!笆濉逼陂g各子行業(yè)增長速度將進一步趨緩。據(jù)調研,2013-2015年機械行業(yè)的各主要行業(yè)產值平均增長率為15%左右,“十三五”期間機械行業(yè)平均增長率為8%左右。針對機械行業(yè)的發(fā)展趨勢、用鋼特點、用鋼發(fā)展趨勢等因素,綜合分析認為,我國機械行業(yè)鋼材消耗量仍呈逐年上升趨勢,但增長率將明顯降低??紤]到機械各子行業(yè)的發(fā)展情況及鋼材消費特點,預測2020年我國機械行業(yè)鋼材消費量1.65億t左右(不包含汽車、集裝箱及家用電器用鋼消耗)。

  2.3、品種發(fā)展趨勢分析

  機械行業(yè)用鋼材品種的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下方面:

  2.3.1、中厚板

  隨著機械裝備大型化、高效化和高精度化,機械裝備用中厚板將向高強度、耐磨、耐腐蝕方向發(fā)展,Q460及以上強度級別機械裝備用中厚板的使用比例將會進一步提高。60kg級及以上工程機械板、NM500以上級別高耐磨板將逐漸成為機械用中厚板的主流,而Q235級別普通中厚板的使用比例將逐步減小。

  2.3.2、優(yōu)質棒材

  在機械零部件用特殊鋼的發(fā)展方向上,用戶要求零部件產品更具穩(wěn)定性、安全性、長壽命、低能耗,相應就要求產品向高純凈度的方向發(fā)展,如高強度、高韌性、高接觸疲勞強度低應變齒輪鋼、細晶/超細晶、含硼高強度的冷鐓齒輪鋼等;此外,產品還應是低成本化和環(huán)境友好型,因此還需向高溫滲碳型齒輪、軸類件用鋼、超細晶粒鋼、中碳非調質鋼等方向發(fā)展。

  2.3.3、其他鋼材品種

  其他鋼材品種如型材、熱軋薄板、冷軋薄板、無縫鋼管等,其中,型材主要用于機械裝備的各種異形構件,機械行業(yè)對大、中型角鋼、槽鋼、工字鋼的焊接性能、強度級別要求越來越高,強度級別較低的Q235使用比例將減少,焊接性能好、Q345及以上強度級別的型材使用比例將增大。用于機械裝備的外部覆蓋件以及箱體類部件的熱軋薄板、冷軋薄板等,要求其沖壓性能和焊接性能進一步提高。

  2.4、國內供應分析

  近年來,我國機械用鋼生產發(fā)展較快,國內鋼鐵產品基本能夠滿足機械行業(yè)的需求。

  工程機械板:60kg到100kg級工程機械用板國內都可以批量生產;寶鋼、鞍鋼等大型鋼鐵企業(yè)已開發(fā)出100kg級高強工程機械板;但高強度工程機械板還存在合格率較低,表面質量不高等問題。

  耐磨板:國內產品基本能夠滿足機械行業(yè)需求,普遍只能生產NM500(硬度500HBW)的耐磨板,在強度級別、質量性能方面與國外產品還有差距,部分高端產品如HARDOX600等品種仍需進口。

  優(yōu)質棒材:普通軸承、齒輪用鋼,國內如寶鋼、東北特鋼、興澄特鋼、石鋼等企業(yè)已經完全有能力供應,寶鋼已能生產淬透性帶≤3HRC齒輪鋼,興澄特鋼軸承鋼氧含量最低可控制在2.5ppm。但部分鋼材品種質量穩(wěn)定性還有待提高,更高性能標準以及一些特殊要求的優(yōu)質棒材品種仍然需要進口。

  其他鋼材:國內產品基本都能滿足機械行業(yè)的使用要求。

  隨著重大技術裝備的大型化、參數(shù)的極限化,機械行業(yè)對鋼材品種和性能提出了越來越高的要求,需要開發(fā)更多具有耐高溫、耐高壓及耐輻射、耐腐蝕等性能要求的新品種鋼材。

  2.5、重點鋼材品種發(fā)展建議

  根據(jù)對機械用鋼的發(fā)展趨勢分析,結合國內機械用鋼的生產供應情況,對機械用鋼品種發(fā)展建議如下:

  2.5.1、中厚板

  為適應機械裝備大型化、輕量化的發(fā)展趨勢,應加大高強度工程機械用鋼的生產比例,提高產品內部質量、表面尺寸精度,研究開發(fā)國內還不能完全滿足的100kg級以上高強度工程機械用鋼、硬度500HBW及以上的高耐磨板等品種。

  2.5.2、優(yōu)質棒材

  為滿足機械裝備長壽命、高精度、安全性的發(fā)展需要,需提高現(xiàn)有優(yōu)質棒材的質量,軸承鋼向SKF等國際先進水平看齊,在氧含量、化學成分和夾雜物控制等方面達到國際先進水平,其中氧含量控制在6ppm以下;齒輪鋼的淬透性帶應穩(wěn)定控制在≤6HRC,減小化學成分波動、提高尺寸精度。

  此外,需研究開發(fā)國內尚不能滿足要求的品種,如軍工、風電、高速鐵路車輛軸承用高質量軸承鋼,部分汽車、軍工用高性能齒輪用鋼,高端、精密、長壽命的高標準模具鋼,高檔汽車用高應力氣門彈簧鋼等特殊質量要求的鋼材品種。

  3、結論

  通過以上分析,機械行業(yè)主要消費的鋼材品種有中厚板、優(yōu)質棒材、型材、熱軋薄板、冷軋薄板和無縫鋼管等,從目前國內生產供應情況看,100kg級以下幾乎所有規(guī)格品種的機械用中厚板,普通質量要求的優(yōu)質碳素結構鋼、合金結構鋼、軸承鋼、齒輪鋼、彈簧鋼、模具鋼等優(yōu)質棒材,以及其他鋼材品種國內均能滿足需求。

  未來機械裝備將向大型化、輕量化、可靠性、耐久性以及高精度、節(jié)能環(huán)保等方向發(fā)展,因此對鋼材品種發(fā)展提出了新的要求,如中厚板、型材、熱軋板、冷軋板等需向高強度、高耐磨性等方向發(fā)展,滿足機械裝備向大型化、輕量化的發(fā)展需要;優(yōu)質棒材向高純凈度、抗疲勞、耐腐蝕、長壽命方向發(fā)展,滿足機械裝備的可靠性、耐久性、高精度、節(jié)能環(huán)保等發(fā)展需要。

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