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由中国铁道学会、铁道部运输局和中国金属学会、中国钢铁工业协会联合策划,由中国铁道学会材料工艺委员会、中国金属学会轧钢分会、《世界

携手并进共谋发展 中国铁路用钢迈入新里程

       由中国铁道学会、铁道部运输局和中国金属学会、中国钢铁工业协会联合策划,由中国铁道学会材料工艺委员会、中国金属学会轧钢分会、《世界轨道交通》杂志主办的“中国铁路用钢技术研讨会”于2007年10月28-29日在京召开。铁道部、中国铁道学会、中国钢铁工业协会、中国金属学会有关领导和专家出席会议。铁路局(公司)、客运专线公司(筹备组)、铁路工程公司、机车车辆工厂、铁科院等铁路行业的领导与专家,有关钢铁公司、钢铁研究总院等钢铁行业的领导与专家共220余人参加了会议。
       大会及分会场分别由中国金属学会常务副理事长兼秘书长洪及鄙、中国铁道学会副秘书长王国维、中国金属学会理事、中国铁道学会学术交流处原处长贾国平、中国金属学会轧钢分会原秘书长周积智、中国铁道学会材料工艺委员会主任、铁道科学研究院金化所所长白国庆、中国金属学会轧钢分会秘书长陈其安主持。中国铁道学会理事长、铁道部原副部长孙永福和中国钢铁工业协会顾问、原会长、原冶金部副部长吴溪谆分别致辞。
       铁道部副总工程师、科技司司长耿志修、铁道部运输局副局长、装备部主任陈伯施、铁道部运输局基础部副主任范钦爱、铁道部工程建设管理中心副总工程师郭福安、铁道部运输局装备部货车处处长陈雷、铁道科学研究院首席研究员钱立新等,分别就我国铁路的创新发展、机车车辆与工务工程用钢、客运专线建设和重载运输技术等做主题报告。中国金属学会理事长、原冶金部副部长翁宇庆,中国钢铁工业协会、中国金属学会副秘书长李世俊,中国钢结构协会冷弯型钢协会会长丁国良,中国钢铁工业协会市场部主任董志洪等分别就中国和世界钢铁工业生产和技术状况、冷弯型钢在铁路车辆上的应用、国外钢轨生产技术等做主题报告。

铁路发展蓝图为钢铁行业带来新机遇

       铁路和钢铁唇齿相依,是中国国民经济发展两个重要行业。长期以来,铁路在为钢铁和原料产品提供运输服务的同时,又是钢铁行业的大用户。中国铁路运输快速发展,尤其是高速铁路和重载铁路大规模建设,对铁路钢轨、桥梁结构、电气化、机车车辆等都提出了更高的要求。近年来,两者相互促进共同发展,为两大行业的美好未来奠定了坚实的基础。
       耿志修(铁道部副总工程师兼科技司司长):2004年国务院批准了《中长期铁路网规划》,确定了我国发达完善铁路网的宏伟蓝图,这在我国铁路发展史上具有划时代的意义。近年来,中国铁路基本建设投资逐年增长,2002年为624亿,2006年达1553亿元。铁路营业里程由2002年的7.2万公里增加到2006年的7.7万公里,目前位居世界第三位。经过近几年的努力,我国铁路在规模铁路建设、技术装备现代化、内涵扩大再生产、服务经济社会、深化铁路改革、提高经济增长质量以及营造内部和谐稳定环境等方面,取得了长足的进展和可喜的成绩,为经济社会发展作出了重要贡献。
       郭福安(铁道部工程建设管理中心副总工程师):从1964年10月1日,世界第一条高速铁路建成通车至今,世界上已经建成的高速铁路达7000余公里。实践证明,高速铁路已成为世界铁路的发展方向。2003年,中国铁道部对铁路现状进行研究分析,得出了中国铁路不能适应国民经济和社会发展的需要;中国铁路运输成为国民经济发展瓶颈的重大结论。经过认真研究、充分论证,中国铁道部编制了中国铁路史上第一个《中长期铁路网规划》。2004年1月经中国国务院审议通过。规划明确提出:要扩大路网规模,完善路网结构,提高路网质量;要快速扩充运输能力, 快速提高装备水平。规划了四纵、四横客运专线和环渤海、长江三角洲、珠江三角洲地区的城际轨道交通系统。目前中国开工建设的客运专线共有12条。石太、武广、京津、郑西、甬台温、温福、福厦、合武、合宁、广深港、广珠、胶济客运专线。
       经过3~5年的建设,我国客运专线运营里程将达到7000公里以上,铁路客运网络初步建成,动车组累计投入达700列以上。铁路客运系统将形成以北京、上海、武汉、广州为中心的2小时经济圈和4~5小时经济圈。届时,铁路客运专线将为我国经济和社会发展提供强大的运力支持,为人民群众出行提供更加方便、快捷、舒适的服务,为和谐社会的建设发挥更加重要的作用。
       李世俊(中国钢铁工业协会、中国金属学会秘书长):国民经济的持续发展和居民消费水平的不断提高是中国钢铁快速增长的最大支撑。与世界相比,中国钢产量发展与进出口情况如下:2006年世界粗钢产量12.442亿吨;2006年中国粗钢产量突破4亿吨(4.2102亿吨)。2006年产量大于1000万吨以上的企业有9个,粗钢产量占全国总产量32.48%;2006年,中国全年出口钢材4300.7万吨,比上年增长109.58%;进口钢材1851万吨,比上年下降28.3%;全年净出口钢材2450万吨;出口钢坯903.55万吨,比上年增长27.83%;进口钢坯37.04万吨,比上年下降71.82%;全年净出口钢坯867万吨。2007年1-6月中国粗钢产量2.3758亿吨比去年同期增长3780万吨增长18.92%;1-8月累计产钢3.205亿吨。预计2007年产钢4.8亿吨,增长5800万吨,增长率13.74%。钢铁需求根本上取决于经济结构、发展方式和发展水平,主要与国内生产总值、第二产业增加值、固定资产投资等指标密切相关,其中固定资产投资对钢铁市场需求的影响最为显著。特别是居民消费升级也带动对钢铁需求的持续大幅增长。
       铁道等用钢行业的结构调整和技术进步是推动中国钢铁技术进步的强大动力。中国钢铁业装备现代化取得进展,装备水平得到大幅度提高,主要技术经济指标有所改善。其具体表现为:⑴ 炼铁装备大型化取得进步,1000m3以上大型高炉由2001年的450座上升到2006年的102座。曹妃甸在建5500m3高炉;⑵ 通过高炉喷煤和高炉长寿两项关键共性技术的开发与应用,优化炉料结构,带动了中国炼铁整体技术水平的大幅度提高;⑶ 攀钢高钛型钒钛磁铁矿高炉强化冶炼技术和宝钢高喷煤比达到世界领先水平;⑷ 150t以上转炉和70t以上超高功率大电炉基本达到国外同类装备的先进水平,达到国际水平的装备能力已达14300万吨,约占全部炼钢能力的30%,特别是宝钢、武钢和国内大企业新建的大型化装备已达到国际领先水平。此外,我国钢材产品结构向优化方向发展,板材类高附加值产品增幅明显提高,钢材生产板带比(含重复材)由2001年的33%增加到2006年的41.9%,增加8.8个百分点。并且关键钢材品种自给率提高。
       我国重轨主要生产企业为攀钢、包钢、鞍钢三家企业,“十五”期间,为适应铁道建设及维修对铁道用钢品种、质量、数量的消费需求,攀钢、包钢、鞍钢完成了现代化技术改造,武钢目前正在建设1条现代化重轨生产线。国内已具备100m长尺钢轨和高速钢轨的生产能力,钢轨生产能力已达到200万吨。平均每年铁路建设用钢轨需60万吨以上;铁路建设和大修用道岔的钢轨约15万吨/年;铁路大修维修用轨年用量约80万吨/年。"十一五"末期,将达到100万吨/年左右。我国铁路用钢轨的需求数量高峰期可达180万吨/年左右。

回顾发展历程 看铁路用钢发展脉络

       钢材是铁路车辆技术进步的基础,我国早期的铁路车辆受钢材的质量、规格和数量的制约,较长时期的徘徊在性能低、技术经济指标落后和检修频繁的境地。回顾半个多世纪以来,从铁路车辆发展史可以得出,我国铁道车辆随着钢铁工业的发展而得以逐步进步。国家钢材的生产与供给,不仅关系到铁路车辆的发展,更是国富民强的基础。
       金城(中国铁道学会车辆委员会秘书长):半个多世纪以来,我国铁道车辆用钢随着钢铁工业的发展而得以逐步进步。如在钢材供给匮乏的年代,我国货车由30t-40t级,第一次提升到50t级,采用的是钢木混合结构,而且延续较长的时间阶段;其后,开发了以A3钢材为车体的全钢结构60t级货车,是为第二次升级换代,随着中等强度的Cu-P系列的耐候钢出现,其强度得到完善;Q450NQR1高强度耐候钢和TCS345不锈钢的研制成功,货车实现了第三次升级换代,即自2006年全面生产的70t级货车(含在此之前生产的C80运煤敞车系列),从而使我国货车技术步入世界先进行列。
       我国冶金工业的技术进步,钢材品种的增多,性能的完善,质量的提升,产量的增加,为铁路车辆重载与提速,技术升级换代提供了物质条件。但无论从时空阶段来看,抑或是从我国钢铁工业发展速度和水平来看,铁道车辆用钢钢种的开发、选用和更新的变化较慢。可选用的品种少,强度等级低,有些特种车辆的钢材还依赖进口的局面还没有完全被改变。
       董志洪(中国钢铁工业协会市场部副主任):20世纪钢轨钢的成分基本上是属于珠光体类型的,其包括普通高碳钢、合金钢和热处理钢三类。在20世纪后期,日本、美国的研究人员开始对过共析钢研究。钢轨的现代孔型轧制技术,是德国的蒂森公司在1932年研究开发成功的,这种方法虽然对改善由于钢水凝固时所形成的树枝状晶所形成的腿部质量有一定帮助,但这种方法因其变形过程中的不均匀性所造成钢轨断面对称性、轨高、底宽和腹高等尺寸精度不够。法国钢铁集团的杰克厂厂长斯坦莫达斯先生在1964年发明了钢轨万能法轧制技术,这一技术的问世,立刻得到世界钢铁界的关注,和铁路部门的好评。很快,被各国的钢轨生产企业所采用。从那时起,经过近40年的生产实践和研究改进,使这一技术达到了目前的水平。
       以高速铁路、重载铁路和自动化铁路为代表的高技术铁路是21世纪世界铁路发展的主流。随着铁路现代化技术的进步,特别是为提高运输效率而采取大轴重、高速化后,对钢轨的抗磨耗性和抗疲劳性提出了更严格的要求。高速铁路用钢轨强度一般为880-900MPa,采用900A钢种。但重载铁路却需要进一步提高钢轨钢的强度和寿命,其强度要达到1100MPa,最高甚至要达到1300-1400MPa。
       我国铁路钢轨钢发展情况是,攀钢、包钢、鞍钢、马钢、武钢已完成对钢轨和车轮生产工艺的技术改造,五大钢厂技术改造后,在钢轨和车轮技术装备方面达到国际先进水平。可以成批生产100米长高速铁路用轨,已经具备为我国京沪高速铁路提供钢轨的能力。钢轨质量产量有较大提高,不仅能满足国内铁路建设的需要,而且可以出口。

加强行业间合作 促进铁路用钢技术发展

       目前我国铁路的特点是:客货混运为主、网运密度大、南北差异大。随着铁路提速、重载、高速的发展,适应铁路机车车辆装备现代化,铁道用钢作为基础性材料也必须进一步提升其技术和质量水平。铁路部门应和冶金部门进一步加强合作,把铁路用钢搞上去,把高速、重载搞上去,实现我国铁路装备现代化,满足和谐铁路发展的要求。
       陈伯施(铁道部运输局副局长、装备部主任):铁路机车车辆用钢主要包括车体型钢板材、铸钢大部件、车轮、车轴、轴承和弹簧等,牵引动力设备主要使用铁磁材料,动车组等高档客车车体主要采用铝合金等轻型材料以降低自重。铁路货车用钢量最大,主要考虑高强度、耐久性和经济性。由于受到线路、桥梁载荷限制,我国铁路货车轴重长期在21吨以下。从2006年开始,通用货车轴重提高到23吨,重载货车轴重提高到25吨,在规定的轴重下,要增加货车的有效载重,必须考虑车体轻量化。但是,随着货车载重的增加、列车的长大编组以及货车速度的提高,又必须提高车体动静强度、刚度和疲劳寿命。为满足上述要求,车体用钢屈服强度等级从295MPa提升到345MPa,新设计的70吨及以上货车主要采用450MPa级高强度耐候钢。
       近年来,铁路货车轴承采用国外较先进的SKF公司技术标准,全面提升轴承的性能、质量和可靠性,适应货车重载、提速的需要。轴承的寿命由10年提高到15年,大修周期由5年提高到8年,轴承标准的提高带动了轴承钢的技术发展。按照国家《中长期铁路网规划》和铁路 “十一五”发展规划,铁道部加快推进和谐铁路建设步伐,“十一五”期间,仅机车车辆投资将达到2500亿元以上。铁路机车车辆装备现代化必将促进机车车辆用钢的需求和技术发展。
       范钦爱(铁道部运输局基础部副主任):随着《铁路“十一五”规划》的实施(2008年计划新线铺轨4415km,复线铺轨3476km),铁路用钢轨的需求将持续上升。中国铁路要赶上世界铁路先进水平,就要求要最大限度地消灭接头,提高接头状态。中国钢轨生产企业目前已具备为中国铁路最大限度减少钢轨接头的物质条件。根据“统一规划、统一布局、统一技术标准、统一工装设备、统一加工制作、统一技术培训、统一监督检查”等7个钢轨焊接的指导思想,铁道部制定了全路11个焊轨基地建设的规划,并正在组织实施。如果11个焊接基地全部按2条生产线建设,其焊接能力可达到2万km以上,100m长钢轨的储存能力可达到24万吨以上,500m长钢轨的储存能力可达到16万吨以上。11个焊接基地的建设,大大缩短了100m长钢轨的运输距离,加快了100m长钢轨的运输速度,降低了运输成本。中国铁路2008年完全具备使用100m长钢轨的条件,中国铁路计划从2008年6月起,无论是新线建设还是大维修用新轨必须全部使用100m长钢轨。
       由于生产100m钢轨在国内尚处于初期,成品率还有待进一步提高,为了减少钢厂的损失,钢厂可根据具体情况,将非100m钢轨锯切成75m、50m或25m定尺长钢轨,当然,为了促进成品率提高,非100m钢轨价格将与100m长钢轨价格有一定的差距,使钢厂和铁路部门互惠互利。钢轨焊接是铺设无缝线路必不可少的环节之一。为了改善钢轨焊接的工艺性能,提高焊接接头的使用寿命,焊接需要高品质钢轨,钢轨母材的性能波动应尽可能少,要求严格控制化学成分的波动范围,减少钢中的夹杂物、有害元素(S、P)、残留元素以及氢、氧、氮等气体含量;钢轨的平直度和几何尺寸精度尽量的高,以保证钢轨焊接接头的平顺性。
       无缝线路由于大量减少了钢轨接头,与普通线路相比,能大大减少列车对钢轨接头的冲击力,提高列车运行的平稳性,降低噪声,减少线路养护维修工作量,具有无比的优越性。截止2006年末,全路仅有正线无缝线路52176km,占正线总延长的57.6%,因此,我们要大力发展无缝线路。世界先进国家不但正线采用无缝线路,到发线甚至专用线也铺设无缝线路,不但混凝土线路铺设无缝线路,木枕线路,甚至没有铁垫板的线路也铺设无缝线路。今后,无论是采用新轨还是旧轨,我们都要争取全部采用无缝线路。
大会后,研讨会分为“铁路工务工程用钢”和“铁路机车车辆用钢”两个专题分会场继续进行更加专业化的技术交流。铁道部运输局基础部、装备部,铁道部工程管理中心,铁道科学研究院,以及铁路工程局、机车车辆制造工厂的主管领导、研究设计人员、技术专家和现场工程师等,与有关钢铁企业的领导、生产、质量检验等方面的技术专家进行了具体、认真、细致的交流。会场学术气氛热烈,有的专题报告刚作完,发言专家就被请到场外深入探讨。不少代表利用会议间歇,联系单位之间进一步互访和合作。铁路和钢铁行业的会议代表都认为会议成效显著,收获很大,希望今后就具体钢材品种再进行专题研讨。会议还组织会议代表参观了北京二七车辆工厂,“中国铁路用钢技术研讨会”取得了圆满成功。

   

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