鞍鋼鐵路貨車用耐蝕鋼耐候鋼S450AW

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產(chǎn)品、工藝及裝備

鞍鋼新型耐蝕鋼S450AW是鞍鋼自主研發(fā)的獨(dú)有新產(chǎn)品，突破了中國鐵道貨車近50年停留在耐大氣腐蝕設(shè)計的思維，樹立了鐵道運(yùn)煤敞車底部耐酸性介質(zhì)腐蝕設(shè)計的全新理念。

鞍鋼針對原鋼板在運(yùn)營維護(hù)過程中發(fā)現(xiàn)的問題，在保持接口關(guān)系及性能要求不變的前提下，優(yōu)化耐腐蝕、耐磨設(shè)計，充分考慮腐蝕最苛刻部位的腐蝕情況，使整車的防腐性能得到全面提高，減少廠修時間，滿足鐵道貨車設(shè)計壽命25年的要求。

鞍鋼新型耐蝕鋼S450AW在保證材料力學(xué)性能和工藝性能穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高貨車鋼材的耐腐蝕性能。為了全面提高整車的耐腐蝕性能，該項目充分考慮鐵路貨車腐蝕最苛刻部位腐蝕情況，采用全新的設(shè)計理念，添加Cr、Ni、Cu、Sb等耐腐蝕元素，研制的新型耐蝕鋼除了具有與現(xiàn)用鋼種Q450NQR1同等的力學(xué)性能和耐大氣腐蝕性能外，還具有優(yōu)異的耐車輛底部酸性介質(zhì)腐蝕性能，適合通用敞車制造，更適合運(yùn)煤專用敞車制造，能大幅提高鐵路車輛的使用壽命，同時與不銹鋼、鋁合金車輛相比具有良好的性價比。項目突破了傳統(tǒng)的耐大氣腐蝕鋼合金設(shè)計理念，在腐蝕機(jī)理研究和新鋼種應(yīng)用性能研究方面具有獨(dú)創(chuàng)性。依托鞍鋼現(xiàn)有工藝裝備條件，通過冶煉、連鑄及軋制工藝參數(shù)優(yōu)化，并采用中薄板坯2150ASP高效直軋短流程和1780傳統(tǒng)流程兩線同時生產(chǎn)，形成了低成本、規(guī)模化、高效率、高質(zhì)量的生產(chǎn)工藝模式，實(shí)現(xiàn)了耐蝕鋼高效節(jié)能、綠色環(huán)保的工業(yè)化生產(chǎn)。

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產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量水平對比

鞍鋼新型耐蝕鋼S450AW采用Sb替代Cr，相比于高Cr的S450EW鋼，具有優(yōu)異耐酸性介質(zhì)腐蝕性能，同時兼顧高強(qiáng)度、高韌性、優(yōu)異冷成形性能及焊接性能，具有低成本、易生產(chǎn)的特點(diǎn)。S450AW采用中薄板坯2150ASP流程生產(chǎn)，具有短流程、高效直軋、高拉速組織模式等顯著特點(diǎn)，同時具有節(jié)約能源和金屬消耗、實(shí)現(xiàn)節(jié)能增產(chǎn)和提高單位產(chǎn)能的優(yōu)勢，替代了常規(guī)熱連軋生產(chǎn)流程，形成了低成本、規(guī)?；⑷贩N、高質(zhì)量生產(chǎn)新型耐蝕鋼產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能綠色的工業(yè)化生產(chǎn)。該項目開發(fā)的新型耐蝕鋼在鋼板綜合性能上達(dá)到同類產(chǎn)品實(shí)物水平，具有國際競爭力。鞍鋼S450AW與寶鋼S450EW的產(chǎn)品腐蝕性能對比見表1。

表1 鞍鋼與寶鋼耐腐蝕性能比較

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市場開拓及產(chǎn)品開發(fā)背景

鞍鋼被稱為中國鋼鐵工業(yè)的搖籃，擁有焦化、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋鋼等整套現(xiàn)代化鋼鐵生產(chǎn)工藝流程及相關(guān)配套設(shè)施和與之配套的能源動力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了鋼鐵生產(chǎn)工藝流程的完整性、系統(tǒng)性，是國內(nèi)著名的特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)之一。鞍鋼曾率先研發(fā)成功我國第一代鐵道車輛用耐大氣腐蝕鋼，近年來進(jìn)一步加大了對鋼鐵新材料的開發(fā)力度，具有研發(fā)、生產(chǎn)各種環(huán)境下耐腐蝕用鋼的人才優(yōu)勢、技術(shù)優(yōu)勢和裝備優(yōu)勢，成為全國重點(diǎn)工程和重點(diǎn)用戶的主要供應(yīng)商。

為適應(yīng)競爭日益激烈的市場，擺脫同質(zhì)化產(chǎn)品惡性競爭，鞍鋼采取EVI服務(wù)模式，明確用戶的個性化消費(fèi)需求，為客戶設(shè)計或提供更加適用的材料和服務(wù)，并得到用戶的認(rèn)可，與用戶形成依賴關(guān)系，同時將這一服務(wù)延伸至客戶應(yīng)用的全過程。通過建立EVI團(tuán)隊長效機(jī)制，借助EVI項目不斷拓展市場，進(jìn)一步提高企業(yè)核心競爭力。

隨著我國鐵路貨車快速、重載發(fā)展的要求，鐵路貨車已經(jīng)迎來新的快速發(fā)展時期。與此同時，鐵路貨車的設(shè)計與制造也步入了新的階段，要求鋼鐵材料的強(qiáng)度更高，性能良好、穩(wěn)定，經(jīng)久耐用。

對于貨車車體材料而言，在保障強(qiáng)度等物理性能的前提下，從制造角度考慮，希望它有良好的工藝性能（加工成形性能和焊接性等）；從使用角度考慮，希望它有較好的耐磨損性和耐大氣腐蝕性能；從維護(hù)修理角度考慮，希望它修理量少，并有較好的切割性能及補(bǔ)焊條件下的焊修性能。

從鐵道運(yùn)輸對貨車的要求來看，由于大量使用高強(qiáng)度鋼材，車體輕量化后，隨著結(jié)構(gòu)材料厚度的減少，對腐蝕破壞的敏感度大大增強(qiáng)，鐵道貨車不同部件的防腐保護(hù)應(yīng)根據(jù)其本身工作特性及腐蝕介質(zhì)的情況選用不同性質(zhì)的特種耐候鋼，需要考慮腐蝕最苛刻部位腐蝕情況，最終才能使整車的防腐性能得到提高。

2012年前，國內(nèi)鐵路貨車制造采用的材料主要為耐大氣腐蝕鋼Q450NQR1、鋁合金和不銹鋼。鋁合金和不銹鋼成本昂貴，耐大氣腐蝕鋼Q450NQR的耐腐蝕性能不能滿足要求，急需更新?lián)Q代產(chǎn)品。寶鋼先于其他鋼鐵企業(yè)成功開發(fā)了高耐蝕耐候鋼S450EW，目前中車下屬鐵道車輛廠采用S450EW制造的2000輛貨車正在接受運(yùn)營檢驗(yàn)。

2014年3月，鐵總首發(fā)招標(biāo)5000輛通用敞車（約5萬噸鋼板），鞍鋼新型耐蝕鋼研發(fā)團(tuán)隊共同努力一舉獲得3.5萬噸合同，訂單數(shù)量遙遙領(lǐng)先于其他鋼企，市場占有率70%，在全國12家車輛廠中9家企業(yè)選擇了鞍鋼的產(chǎn)品。新型耐蝕鋼S450AW化學(xué)成分設(shè)計先進(jìn)合理、生產(chǎn)順暢、成本低。該新型耐蝕鋼產(chǎn)品的工藝路線節(jié)能環(huán)保，且成功實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定批量生產(chǎn)，鋼板的實(shí)物性能達(dá)到國際先進(jìn)水平，焊接性、耐磨性及冷成形性能良好。

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應(yīng)用效果

采用鞍鋼S450AW制造的27噸軸重80噸級通用貨車C80E已投入使用，能使單車載重量比既有貨車提高10-20噸，車輛單車載重比60噸級貨車提升33%，比70噸級貨車提升14%。相對于70噸級通用貨車每列增運(yùn)1000噸，在開行對數(shù)不變的條件下，一年就能增運(yùn)1000萬噸，能大幅度提高運(yùn)能，按全鐵路每天通用貨車裝車10萬輛計算，可年增運(yùn)力5.8億噸。用鞍鋼新型耐蝕鋼生產(chǎn)3500輛C80E，保守按每噸運(yùn)費(fèi)按100元計算，至少為國家節(jié)省運(yùn)輸費(fèi)用20億以上。

2014年6月14日，用鞍鋼生產(chǎn)的新型耐蝕S450AW鋼板，由中國北車齊齊哈爾軌道交通公司主導(dǎo)研制的C80E型敞車，編組96輛長達(dá)1408m的運(yùn)煤大列，首次由大秦線湖東二場出發(fā)奔赴京唐港。這意味著，具有世界先進(jìn)水平的27噸軸重新型鐵路貨車C80E正式投入專用線路試運(yùn)用，并將在全鐵路既有線路上推廣使用，標(biāo)志著我國鐵路邁入國際重載鐵路先進(jìn)行列。

鞍鋼產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量穩(wěn)定，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，隨著鐵道貨車在設(shè)計壽命內(nèi)長時間安全使用的需求，S450AW鋼的應(yīng)用范圍將不斷擴(kuò)大，具有廣闊的市場前景。今后繼續(xù)擴(kuò)大市場，特別是迅速打入國際市場。同時鞍鋼還將繼續(xù)進(jìn)行技術(shù)儲備，開展系列化產(chǎn)品研發(fā)。

（該產(chǎn)品獲得2016年度中國鋼鐵工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)市場開拓獎）