煤炭行業(yè)發(fā)展對(duì)鋼鐵產(chǎn)品的開發(fā)需求
在煤炭行業(yè)，煤礦生產(chǎn)過程中消耗的鋼材量較大，消耗的鋼材主要是礦用U型鋼、礦用工字鋼、金屬錨網(wǎng)、錨桿鋼等鋼材品種。在礦井正常生產(chǎn)過程中，消費(fèi)的鋼材主要是支護(hù)用礦用U型鋼、錨桿鋼、金屬網(wǎng)、鋼絲繩、鋼絞線等消耗類品種。
煤炭行業(yè)鋼材消費(fèi)與新要求
煤炭用鋼量。不同礦井生產(chǎn)萬(wàn)噸煤炭消耗鋼材約7—13噸。根據(jù)我國(guó)煤炭礦井建設(shè)情況和煤炭生產(chǎn)量推測(cè)，2012年全國(guó)煤炭行業(yè)消費(fèi)鋼材約260萬(wàn)噸。
在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，煤炭在我國(guó)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，仍然占主導(dǎo)地位。煤炭行業(yè)的發(fā)展仍將會(huì)帶動(dòng)鋼材需求量的增長(zhǎng)，煤炭產(chǎn)業(yè)政策的實(shí)施和煤炭行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，都將會(huì)拉動(dòng)用鋼需求量的增長(zhǎng)。
煤炭用鋼管的新要求。煤炭用鋼管的數(shù)量比較大，用于輸氣管線和煤炭采用，例如豎井用的圓形和方矩形管、單體液壓支柱管、液壓支架管、采煤機(jī)械及皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥管、煤礦排水和通風(fēng)管等。
煤炭業(yè)對(duì)鋼管提出了新的要求。例如煤化工用的合金鋼、不銹鋼管，煤地下氣化、煤制油等新技術(shù)，要求耐高溫、耐高壓、耐腐蝕的鋼管。例如煤氣化向中高壓(8.5MPa)和高溫(1500—1600℃)方向發(fā)展，這是合金鋼和不銹鋼管的研制范疇。在這方面，鋼管用量也很可觀，例如煤制油領(lǐng)域，建一條生產(chǎn)100萬(wàn)噸油品生產(chǎn)線，約需一般碳鋼管0.9萬(wàn)噸，耐熱鋼管和不銹鋼管0.1萬(wàn)噸，其中不少規(guī)格國(guó)內(nèi)目前尚待開發(fā)。
煤炭對(duì)中厚板的新要求。隨著采煤綜合機(jī)械化程度的不斷提高，液壓支架的發(fā)展速度較快，液壓支架所承受的壓力增大，強(qiáng)度逐漸提高，抗拉強(qiáng)度在70千克和80千克級(jí)別的鋼板(Q690及以上級(jí)別)大量使用于液壓支架的頂梁、掩護(hù)梁、底座等結(jié)構(gòu)部位。近年來(lái)，煤機(jī)廠大量使用超低碳貝氏體鋼高強(qiáng)中板取代Q345中板，總的使用量已經(jīng)占總量的50%以上。今后高強(qiáng)度級(jí)別的鋼板還將大量使用，目前國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)舞鋼、鞍鋼、武鋼等企業(yè)可以生產(chǎn)超低碳貝氏體鋼HQ685DB厚板和HQ785DB厚板，分別應(yīng)用于煤礦液壓支架的關(guān)鍵部位。
煤炭用鋼發(fā)展趨勢(shì)
隨著煤炭開采深度的不斷增加和礦井安全防護(hù)的增強(qiáng)，煤炭開采所需鋼材向高強(qiáng)度化方向發(fā)展。突出表現(xiàn)在支護(hù)用鋼筋、礦用型鋼和棒材強(qiáng)度提高，礦用鋼絲繩的質(zhì)量性能要求也在提高。
鋼絲繩。煤炭行業(yè)是我國(guó)鋼絲繩產(chǎn)品的最大用戶之一。主提升繩以三角股和線接觸為主，每年用量約為8—10萬(wàn)噸，其他輔助用鋼繩一般為線接觸和點(diǎn)接觸鋼繩，每年用量約為15—20萬(wàn)噸。所需鋼材材質(zhì)為65號(hào)、70號(hào)、72A、77B、80號(hào)、82B等，規(guī)格為φ6.5毫米、φ8.0毫米、φ10.0毫米線材等，年需求量大約20—30萬(wàn)噸。
鋼絲繩的使用正向高強(qiáng)度、高韌性、超長(zhǎng)超重方向發(fā)展，因此要求鋼鐵企業(yè)從原材料方面提高線材的質(zhì)量，包括提高鋼質(zhì)的純凈度，降低夾雜物的品種和數(shù)量，減少氧化和脫碳，提高索氏體化率和組織的均勻性。
由于國(guó)產(chǎn)鋼絲繩在使用壽命和質(zhì)量性能等方面較國(guó)外重點(diǎn)產(chǎn)品還有一定差距，尤其是1770MPa級(jí)別以上的鋼絲繩，國(guó)產(chǎn)的延伸率不穩(wěn)定。這對(duì)我國(guó)鋼絲繩及其原材料高碳鋼線材提出了更高的要求。
礦用U型鋼。主要規(guī)格為25號(hào)、29號(hào)等。
鋼管。煤炭行業(yè)用鋼主要是生產(chǎn)支柱用鋼和煤機(jī)用鋼。其中，單體液壓支柱管、液壓支架管、采煤機(jī)械及皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥管、煤礦排水管、通風(fēng)管、煤層氣開采、煤化工用管等都是使用鋼管為材料，按煤炭行業(yè)用鋼量推算，鋼管約占20%。2012年用量約300萬(wàn)噸。單從煤炭行業(yè)用管來(lái)看，無(wú)論從品種、規(guī)格國(guó)內(nèi)完全能滿足需求。建議大力開發(fā)煤化工用的合金鋼、不銹鋼管，煤地下氣化(CUG)、煤制油等，滿足耐高溫、耐高壓、耐腐蝕要求。拓展耐熱鋼管和不銹鋼管規(guī)格。
鋼軌。輕軌用作井下運(yùn)輸軌道。重軌主要規(guī)格是38千克/米、42千克/米和50千克/米，用于礦井外鐵路線。
中厚板。主要是中厚板材，大多用于煤炭機(jī)械制造。中厚板產(chǎn)品規(guī)格范圍為：12—60毫米，以20毫米、25毫米、30毫米厚度為主。建議大力開發(fā)抗拉強(qiáng)度在70千克和80千克級(jí)別的鋼板(Q690及以上級(jí)別)，使用于液壓支架的頂梁、掩護(hù)梁、底座等結(jié)構(gòu)部位。
錨桿。錨桿支護(hù)是一種快速、安全、經(jīng)濟(jì)的巷道支護(hù)方式，支護(hù)成本比金屬棚式支護(hù)低30%，已經(jīng)成為我國(guó)煤炭支護(hù)的主要形式之一，錨桿支護(hù)年消耗各種鋼材230多萬(wàn)噸。國(guó)產(chǎn)錨桿鋼以MG335為主，少量MG500、MG600級(jí)別。建議加大對(duì)MG500、MG600級(jí)別的研發(fā)和應(yīng)用。
煤機(jī)用鋼。刮板運(yùn)輸機(jī)：圓環(huán)鏈?zhǔn)枪伟彐湹闹饕慵?，工作時(shí)要承受較大的張力，并與溜槽相互摩擦。對(duì)鏈材料的主要要求為高強(qiáng)度和耐磨損，其材料一般為優(yōu)質(zhì)合金鋼經(jīng)編鏈形成。礦用圓鋼要符合原煤炭部MT36—80標(biāo)準(zhǔn)和GB/T1278—91礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈B級(jí)、C級(jí)、D級(jí)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。圓環(huán)規(guī)格用“棒材直徑×鏈環(huán)節(jié)距”表示。常用規(guī)格有φ14×50、φ18×64、φ22×86、φ26×92、φ48×152等，目前年消耗礦用圓鋼3萬(wàn)噸左右。
刮板是刮板鏈的另一主要零件，由27SiMn、40Mn2等方坯鍛造的異型工字鋼制成。刮板間距1米左右，是刮板運(yùn)輸機(jī)的易損件，年消耗27SiMn、40Mn2等方坯6萬(wàn)噸左右。
溜槽是刮板運(yùn)輸機(jī)機(jī)身的主體，是貨載及刮板鏈的支撐機(jī)構(gòu)，主要由10—40毫米的Q345中厚板焊接而成。目前年消耗中厚板18萬(wàn)噸左右，今后對(duì)材料的耐磨性要求提高。
礦車和鋼軌。礦車是煤礦運(yùn)輸設(shè)備中用量最大的一種設(shè)備。它廣泛用于地面軌道運(yùn)輸系統(tǒng)、井下大巷電機(jī)車組以及中小斜井井筒串車提運(yùn)、上下山軌道運(yùn)輸和工作面的順槽輔助運(yùn)輸?shù)?。預(yù)計(jì)全國(guó)煤炭行業(yè)礦車用鋼量和鋼軌的用鋼消耗量應(yīng)在30萬(wàn)噸左右。(中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng))
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