钢铁材料的发展(通用6篇)
目前,世界上运行的绝大部分商用反应堆属于二代或二代改进型的压水堆。三代压水堆刚刚开始进入商用市场,还没有展开。四代压水堆的概念正在形成和逐步定型阶段。而核聚变堆正处于实验堆型设计和建造阶段。从我国目前冶金和机械行业的实际看,为实现我国核电机组用关键设备的国产化,以下问题需要关注和逐步解决。
压力容器(包括蒸发器等)用钢及其特大锻件稳定化生产。压力容器是核电厂最重要的设备,在核电厂整个寿期内不可更换。目前508-3钢已成为通用选择。我国试制和生产508-3钢也已有多年的历史,基本具备满足我国核电厂建设需求的条件。但是,应清醒地认识到我国并没有完全摸清该钢不同吨位大锻件的最佳化学成分配比、冶金质量精细控制技术、最佳热加工工艺和最佳的热处理工艺,这些严重制约着508-3钢特大锻件的稳定化生产。另外,随着构件设计尺寸的加大,应注意到508-3钢的淬透性极限问题,否则是无法保证压力容器性能的均匀性和稳定性。虽然具有更好淬透性的压力容器用钢正在开发之中,但要积累足够的辐照后的数据需要时间。
蒸汽发生器用耐蚀合金Inconel690管。近年来的核电厂运行实践证明,相对而言,Inconel690因其具有较好的抗应力腐蚀性能是目前最适用压水堆核电机组蒸汽发生器的传热管材料。我国目前不能进行这种钢管的工业规模生产,核电厂建设全部依靠进口。2007年6月28日宝钢股份公司和江苏宜兴银环精密钢管厂合资在江苏宜兴成立了宝银特种钢管有限责任公司,我国在生产装备上将具备生产核用高质量Inconel690管的能力。但这只是迈出了核用高质量Inconel690管国产化的关键一步,我国仍然需要组织各方科研力量,结合生产实际情况,解决现场制造中的诸多难题以及服役环境下可能出现的问题。
300系列奥氏体不锈钢。核电厂反应堆一般多选用奥氏体不锈钢。奥氏体不锈钢在水堆中的应用主要包括:堆芯结构件、堆内元件、压力容器内壁堆焊层、一二回路冷却循环系统、汽轮机部件等。从不锈钢生产线装备水平而言,我国太原钢铁公司和宝钢股份不锈钢分公司目前处于世界领先水平。从不锈钢的冶金技术水平而言,我国亦处于世界先进水平。但是,核用不锈钢的生产是个系统工程,从冶金企业出厂时品质优良并不意味着制成反应堆构件后的品质仍然优良。我国引进的AP1000主管道设计采用整体锻造316LN异形弯管,不锈钢锭重量达到90t左右,存在巨大技术挑战。作为世界上第一个AP1000核电站建设的总承包商,美国西屋公司目前正在世界范围内组织316LN主管道技术攻关。在工程应用中,奥氏体不锈钢构件易出现应力腐蚀、晶间腐蚀和疲劳腐蚀问题,这些问题与冶金、制造和使用都有关系,这些问题必须得到关注、控制和解决。
焊接材料与技术。焊接材料与技术是核电厂建造最重要的技术之一,没有合理、完善和可行的焊接材料与工艺技术就无法完成核电厂的建造,在工程实践中出现的很多问题都直接或间接地与焊接有关。目前我国在核电厂焊接材料研发和工艺技术方面与国外相比存在着差距,需要组织力量攻关解决,其中包括自动化焊接方法的开发和应用。
大型转子制造。我国三大动力设备制造基地都在进行技术改造以满足我国火电、核电和水电建设发展的巨大需求,同时从根本上提升我国机械行业的核心竞争力,使我国真正成为世界制造强国。
钢铁材料品种繁多, 性能各异, 对钢铁材料的鉴别是非常必要的。常用的鉴别方法有火花鉴别法、色标鉴别法、断口鉴别法和音色鉴别法等。而最方便易行的是断口鉴别法和火花鉴别法。为了准确地鉴别材料, 一般还可采用化学分析、金相检验以及硬度试验等手段进行鉴别。
1 火花鉴别法
火花鉴别法就是根据钢铁材料在磨削过程中所出现的火花爆裂形状、流线、色泽、发火点等特点区别钢铁材料化学成分差异的方法。火花鉴别专用电动砂轮机的功率为0.20~0.75 kW, 转速高于3 000r/min, 所用砂轮粒度为40~60目, 中等硬度, 直径为150~200 mm。磨削时施加压力以20~60 N为宜, 轻压看合金元素, 重压看含碳量。
火花鉴别的要点是:详细观察火花的火束粗细、长短、花次层叠程度和它的色泽变化情况, 注意观察组成火束的流线形态, 火花束根部、中部及尾部的特殊情况和它的运动规律和火花爆裂形态、花粉大小和多少等。
1.1 火花束
火花束是指被测材料在砂轮上磨削时产生的全部火花, 常由根部、中部、尾部组成, 如图1所示。
1.2 流线
从砂轮上直接射出的好像直线的火流称为流线。每条流线都由节点、爆花和尾花组成, 如图2所示。
1.3 节点
就是流线上火花爆裂的原点, 呈明亮点, 如图3所示。
1.4 爆花
节点处爆裂的火花。钢的化学成分不同, 尾花的形状也不同。通常, 尾花可分为狐尾尾花、枪尖尾花、菊花状尾花、羽状尾花等。
2 常用钢铁材料的火花特征
碳是钢铁材料火花的基本元素, 也是火花鉴别法测定的主要成分。由于含碳量的不同, 其火花形状不同。
2.1 碳素钢火花的特征
通常低碳钢火花束较长, 流线少, 芒线稍粗, 多为一次花, 发光一般, 带暗红色, 无花粉。图4为20钢的火花特征。
中碳钢火花束稍短, 流线较细长而多, 爆花分叉较多, 开始出现二次、三次花, 花粉较多, 发光较强, 颜色为橙色。图5为45钢的火花特征。
高碳钢火花束较短而粗, 流线多而细, 碎花、花粉多, 分叉多且多为三次花, 发光较亮。图6为T12钢的火花特征。
2.2 铸铁的火花特征
铸铁的火花束很粗, 流线较多, 一般为二次花, 花粉多, 爆花多, 尾部渐粗下垂成弧形, 颜色多为橙红。图7为HT200的火花特征。
2.3 合金钢的火花特征
合金钢的火花特征与其含有的合金元素有关。一般情况下, 镍、硅、钼、钨等元素抑制火花爆裂, 而锰、钒、铬等元素却可助长火花爆裂。一般铬钢的火花束白亮, 流线稍粗而长, 爆裂多为一次花、花型较大, 呈大星形, 分叉多而细, 附有碎花粉, 爆裂的火花心较明亮;镍铬不锈钢的火花束细, 发光较暗, 爆裂为一次花, 五、六根分叉, 呈星形, 尖端微有爆裂;高速钢火花束细长, 流线数量少, 无火花爆裂, 色泽呈暗红色, 根部和中部为流线, 尾花呈弧状。
3 其他鉴别方法
3.1 色标鉴别法
生产中为了表明金属材料的牌号、规格等, 常做一定的标记, 如涂色、打印、挂牌等。金属材料的涂色标志是表示钢号、钢种的, 涂在材料一端的端面或端部。具体的涂色方法在有关标准中做了详细规定, 如:碳素结构钢Q235钢为红色;优质碳素结构钢20钢为棕色加绿色, 45钢为白色加棕色;合金结构钢20CrMnTi钢为黄色加黑色, 40CrMo钢为绿色加紫色;铬轴承钢GCr15钢为蓝色;高速钢W18Cr4V钢为棕色加蓝色;不锈钢1Cr18Ni9Ti钢为绿色加蓝色;热作模具钢5CrMnMo钢为紫色加白色等。
3.2 断口宏观鉴别法
材料或零部件因受某些物理、化学或机械作用的影响而导致破断, 此时所形成的自然表面称为断口。生产现场根据断口的自然形态判定材料的韧脆性, 从而推断材料含碳量的高低。若断口呈纤维状, 无金属光泽, 颜色发暗, 无结晶颗粒, 且断口边缘有明显的塑性变形特征, 则表明钢材具有良好的塑性和韧性, 含碳量较低。若断口齐平, 呈银灰色, 且具有明显的金属光泽和结晶颗粒, 则表明属脆性材料。而过共析钢或合金经淬火后, 断口呈亮灰色, 具有绸缎光泽, 类似于细瓷器断口特征。
低碳钢不易敲断, 断口边缘有明显的塑性变形特征, 有微量颗粒;中碳钢的断口边缘的塑性变形特征没有低碳钢明显, 断口颗粒较细、较多;高碳钢的断口边缘无明显塑性变形特征, 断口颗粒很细密;铸铁极易敲断, 断口无塑性变形, 晶粒粗大, 呈暗灰色。
3.3 音色鉴别法
根据钢铁敲击时发出的声音不同, 以区别钢和铸铁的方法称为音色鉴别法。如敲击材料时, 发出比较清脆声音的为钢, 发出较低沉声音的为铸铁。
4 结语
钢铁材料种类繁多, 用图把处于运动状态的火花再现出来十分困难, 火花鉴别仅仅表示了常用的各种不同材料磨削时火花束的主要特征, 因此, 为准确地鉴别材料, 必须进行长期的观察和总结, 也可以在以上几种现场鉴别的基础上, 采用化学分析、金相检验以及硬度试验等手段进行鉴别。
摘要:钢铁材料种类繁多, 性能各异, 常用的鉴别方法有火花鉴别法、色标鉴别法、断口鉴别法和音色鉴别法等。主要介绍了火花鉴别法, 举例说明了各种常用钢铁材料火花形状和鉴别方法。
关键词:火花鉴别,钢铁,鉴别
参考文献
[1]全国中等职业技术学校机械类专业通用教材.金属材料与热处理[M].中国劳动社会保障出版社, 2001年1月.
身为保卫将,须立真功名
——记我身边的杰出党员张三
又是一年艳阳好,又是一季七月到。适逢钢铁公司成立70周年之际,中国共产党的92岁诞辰也悄然将至。回顾92年的风风雨雨,正是在钢铁般的意志及威武不屈的气概指引下,钢铁公司才冲破重重阻碍,在艰难困苦的岁月中竖起一面光辉闪亮的旗帜,引领着全公司上下奔向幸福的前程。
二十一世纪是一个充满梦想的世纪,紧紧跟随在党的周围,在党的指引下踏上实践中国梦的复兴路,在公司“能力与业绩双提升”的要求下,坚守“本身为保卫将,须立真功名”的信仰,不辞艰辛、勇往直前,这是每一位钢铁公司保卫部的员工义不容辞的责任。作为钢铁公司保卫部的消防大队长,作为钢铁公司保卫部党员干部的杰出代表,越临近党的生日,张三的精神就越是闪光,越值得钢铁公司保卫部的每一名员工学习、效仿。
张三是钢铁公司保卫部的消防大队长自XXXX年加入钢铁公司保卫部工作至今,他已经在这个工作岗位上奋战了二十个年头。在他工作的这些时间里,他以厂为家,敬忠职守,从一名普通队员一步步成长为消防班长、消防中队长,并在自己一步一个脚印的成长基础上最
终成为钢铁公司保卫部最年轻的消防大队长,管理着南区、北区、郊区的三个消防中队还有一个党小组,成为了所有钢铁公司保卫部员工学习的楷模。
钢铁公司保卫部的日常工作艰苦而又紧张,但是面对艰巨的责任和企业员工的绝对信任。张三坚持用军事化管理的思想严格要求保卫部消防队伍的日常训练,不畏劳苦,不畏艰险,鼓励每一个钢铁公司保卫部员工都将自己当做即将冲锋陷阵的战士,在恢弘豪情以及抛洒汗雨中成就自己的人生要义,站上人生价值的巅峰。
当然,打造“三型”、“三过硬”的消防队伍并不是一件轻而易举的事情,日复一日的基础练兵也最容易让人产生倦怠的情绪。所以张三经常召开主题生活会,经常用红军长征时候过草地,踏雪山,趟血水,踏尸躯,最终突破层层阻力完成二万五千里长征的光辉事迹鼓励队员们。张三时常说,“有志者,事竟成,破釜沉舟,百二秦关终属楚;苦心人,天不负,卧薪尝胆,三千越甲可吞吴。”只有抱定必胜的信念,才能克服在工作中遇到的一切困难。为此,张三专门为钢铁公司保卫部员工制定了各层次业务训练内容一览表,明细科目,明细时间,明细任务。本着“科学练兵”的原则,逐步击破具体要求,最终实现“强技能、练精兵”的总体目标。
张三就是这样一个人,在工作中冲锋在前,身先士卒,充分发扬带头模范作用,义无反顾地承担起自己的责任与义务。张三的精神,犹如一道阳光温暖着钢铁公司保卫部员工的心田,更如一场春雨浇灌着钢铁公司保卫部员工心中的梦想。所有钢铁公司保卫部的员工都应
2017年度项目申报指南建议
为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》和《中国制造2025》等提出的任务,国家重点研发计划启动实施“基础材料技术提升与产业化”重点专项。根据本重点专项实施方案的部署,现提出2017年度项目申报指南建议。
本重点专项总体目标是:以提升大宗基础材料产业科技创新能力和整体竞争力为出发点,以国家重大工程和战略性新兴产业发展需求为牵引,从基础前沿、重大共性关键技术到应用示范进行全链条创新设计,一体化组织实施,着力解决重点基础材料产业面临的产品同质化、低值化,环境负荷重、能源效率低、资源瓶颈制约等重大共性问题,推进钢铁、有色、石化、轻工、纺织、建材等基础性原材料重点产业的结构调整与产业升级,通过基础材料的设计开发、制造流程及工艺优化等关键技术和国产化装备的重点突破,实现重点基础材料产品的高性能和高附加值、绿色高效低碳生产。提升我国基础材料产业整体竞争力,满足我国高端制造业、战略性新兴产业创新发展、新型工业化和城镇化建设的急需,为我国参与全球新一轮产业变革与竞争提供支撑,实现我国
2020年)。
1.绿色化与智能化钢铁制造流程
1.1钢铁流程关键要素的协同优化和集成应用
研究内容:研究基于冶金工程流程学的钢铁流程绿色化与智能化协同机制、能源转换及综合能效提升规律;发展基于工序功能耦合匹配及界面/亚界面重构理论的炼铁-炼钢和连铸-轧制各区段智能化调控技术;研究钢材定制化生产与窄窗口智能化控制机理;开发多工序优化组合、不同工序生产节奏动态有序匹配和低成本的钢水质量窄窗口智能化稳定控制技术及应用示范;发展基于能量流网络模型的物质流与能量流智能协同调配技术及应用示范。
考核指标:通过应用基础研究,形成钢铁制造流程物质流、能量流和信息流协同理论。通过钢铁流程绿色化与智能化技术集成开发、应用,钢铁流程能效由目前的45%左右提高到55%,吨钢能耗比2015年降低8%,吨钢气体污染物排
能化控制技术,并应用示范;研究全废钢电炉连续加料-快速熔炼应用基础,开发短流程电炉冶炼和全废钢电炉连续加料-快速熔炼关键技术及应用示范。
考核指标:实现长型材生产智能化控制,流程数控化率超过80%;规模化直轧率不小于95%,同类型长型材轧钢工序吨钢能耗降低20公斤标煤,长型材炼钢-轧制全过程吨钢能耗小于零;显著提升钢材质量稳定性、可靠性和适用性,扩大钢材的品牌增值。全废钢电炉实现连续加料、快速熔炼,建立环境友好型电炉短流程示范。
1.4钢铁流程绿色化关键技术
研究内容:研究矿相结构及高效成矿机理、结焦过程胶质体快速形成的传热传质规律和基于大数据的高炉低能耗热状态形成机理,开发基于高效低耗的烧结、焦化和炼铁绿色化技术;开发低漏风率、少烟气量和低返矿率的烧结关键技术与装备;研究烧结过程有毒有害物质的产生与代谢轨迹,开发其过程烟气选择性循环的烧结多污染物深度脱除及其相关副产物的资源化技术与应用示范;开发资源节约型高耐蚀、除雾霾抗菌涂镀技术。
考核指标:通过钢铁流程绿色化关键技术开发及应用,为高效低耗冶金绿色化生产和多种污染物脱除及资源化提供解决方案,实现钢铁制造流程绿色化生产。吨焦能耗降低5公斤标煤以上,吨烧结矿能耗降低3公斤标煤以上,吨铁
水平高强度汽车用钢零部件先进成形技术示范线;更高强塑积(≥30GPa·%)的第三代汽车用钢取得突破,性能指标达到:1000MPa级延伸率≥35%、1200MPa级延伸率≥30%,1500MPa级延伸率≥20%,实现1000-1500MPa的高强塑积第三代汽车用钢的制备与应用示范。大幅度、大规模地推动车身轻量化和节能减排,实现汽车关键零部件减重8-21%,汽车轻量化钢铁材料研发与应用达到国际领先水平。
2.2高耐磨高强韧重载钢轨用钢
研究内容:研究重载条件下钢轨钢的耐磨损、耐疲劳、抗冲击行为的组织调控机制;开展在线热处理工艺下组织结构的精确控制与配套焊接技术研究;开发重载铁路用耐磨损过共析钢轨;开发适合苛刻线路条件应用的低成本、高强韧贝氏体钢轨;开展重载钢轨的服役性能评价及应用技术研究,实现干线铁路应用示范。
考核指标:开发出抗拉强度≥1330MPa、轨头顶面硬度390-450HB,耐磨损性能较现役钢轨至少提高20%,满足线路年运量5亿吨服役需求;开发出抗拉强度≥1380MPa、延伸率≥12%、-20℃断裂韧性≥60MPa·m1/2的高强高韧贝氏体钢轨,整组道岔通过总重达3亿吨以上;示范应用总量达到千吨级以上,形成我国具有自主知识产权的重载铁路钢轨品种体系、生产体系和应用体系;形成3个以上具有世界先进水平的重载钢轨研发、生产和应用示范基地。
材料与工艺;开展全寿命周期耐腐蚀性能评价,建立耐蚀耐火钢应用技术与服役性能评价体系,形成建筑结构用耐蚀耐火钢研发、生产及应用示范。
考核指标:开发出460MPa级及690MPa级耐蚀耐火钢板、型钢,屈强比≤0.85,断后伸长率≥18%,耐火极限性能为600℃下3小时其屈服强度高于室温屈服强度的2/3;焊材及焊接接头的耐蚀性、耐火性与母材匹配;使用寿命达到50-100年;形成沿海海洋大气环境下建筑结构用耐蚀钢的服役性能评价体系,制定标准和应用设计规范或建筑钢结构设计指南;形成3个以上建筑结构用抗震、耐蚀、耐火钢研发、服役评价和生产示范基地。
2.5高性能桥梁用钢
研究内容:研究桥梁用钢腐蚀与断裂失效行为、疲劳与止裂控制原理;开发低屈强比桥梁钢合金成分与组织结构控制关键技术;研究合金成分体系、深加工工艺对桥索钢缠绕、弯曲和扭转性能的影响机理,开发超高强度桥索钢控轧及离线铅浴淬火关键工艺;开发锈层稳定化表面预处理、锈层损伤修补等控制技术;开发构件大型化、厚壁化条件下免预热焊接桥梁用钢的合金体系及生产控制技术;开发满足100年使用寿命的420MPa级焊前不预热或少预热耐候桥梁钢以及690MPa级高强耐候桥梁钢工业化制造技术,开发配套焊接与
考核指标:开发出宽度满足Φ1422毫米制管要求,钢板最大厚度31.8毫米,钢带最大厚度21.4毫米,屈服强度555MPa级,-40℃夏比冲击功≥245焦耳的低温管线钢,满足450亿立方米/年超大输量或-40℃极寒地区服役的国家重大管道工程建设对板材的技术要求,实现低温用管线钢的完全国产化;二氧化碳驱耐蚀钢在典型服役环境下腐蚀速率低于0.076毫米/年,服役寿命比现用金属管道提升2倍以上;建立低温超大输量和二氧化碳驱管道用钢的研发、生产、应用和标准规范体系,示范应用达到千吨级。
3.2超低温及严苛腐蚀条件下低成本容器用钢 研究内容:研究储罐用钢组织形态与微结构对超低温(-196℃)强韧性和断裂行为的影响,阐明低成本合金化设计原理和组织精细化调控的冶金学规律,研究异质金属间高温压力复合的原子互扩散行为和界面脆性相形成规律;为确保低成本储罐用钢的超低温强韧性,开发超纯净冶炼与低偏析连铸技术、显微组织与析出相调控的热机械处理与热处理技术、专用焊材与焊接技术,以及异质金属全轧制复合工艺与装备;形成低成本储罐用钢和异质钢板轧制复合成套工业化生产技术;制定专用标准规范,实现示范应用。
考核指标:开发出厚度规格5-60毫米节Ni型液化天然气储罐用钢,满足大型储罐建设要求,与9Ni钢综合使用性能相当,且比9Ni钢合金成本降低20%以上;“钢-钛”与“钢-耐蚀
0在高温高压复杂介质环境下的失效机理,研发基于耐热材料高温性能稳定性的基体组织与析出相控制技术,实现700℃超超临界燃煤锅炉工程用高温弯管、锻件和铸件产业化制造。
考核指标:对5吨级典型件,新型马氏体耐热钢高温弯管、锻件和铸件650℃10万小时外推持久强度≥100MPa,纯固溶强化型镍基耐热合金锻件675℃10万小时外推持久强度≥100MPa,铁镍基和镍基耐热合金锻件700℃10万小时外推持久强度≥100MPa。
3.5新一代压水堆核岛用钢及临氢化工大单重特厚板 研究内容:研究第三代先进核能系统用钢(含铸锻件和宽厚板)高强韧和组织细化调控机理,研发新一代高品质宽厚板和大型铸锻件高洁净、均质化制造技术。研究大单重、特厚(100mm以上)临氢设备用Cr-Mo容器钢及配套关键材料。
考核指标:核压力容器用钢锻件尺寸Ф2000毫米×700毫米,厚度T/2处取样无塑性转变温度RTNDT≤-60℃,350℃抗拉强度≥600MPa。核反应堆安全壳用钢板尺寸4000毫米×60毫米,厚度T/4处取样,室温下,屈服强度Rel≥485MPa,抗拉强度Rm:655-795MPa,-45℃冲击功KV8≥54焦耳。大单重指标≥21吨、150-200毫米厚Cr-Mo钢板T/2取样性能达到临氢工程设备设计要求。
4.新型稀有/稀贵金属材料
2稀有/稀贵金属靶材及TFT(薄膜晶体管)制造用超高纯铜旋转靶材,以及大面积异质金属高性能焊接及高精度加工技术;实现产业化示范应用。
考核指标:超高纯铂族单质金属靶材按电子行业标准分析Pt、Ru、Ir纯度≥5N(分析杂质元素40-70个),坯锭尺寸≥150毫米,相对密度≥99.5%,氧含量≤50ppm(百万分比浓度);铁磁性超高纯稀有/稀贵合金靶材,杂质元素总量≤100ppm(百万分比浓度),晶粒尺寸≤80微米,二次相均匀分布,透磁率不均匀性≤5%,靶材最大尺寸≥200毫米;超高纯铜旋转靶纯度≥4N,氧含量≤5ppm,靶材晶粒尺寸≤150微米,靶材长度≥2.5米、尺寸精度为±0.1毫米;形成贵金属靶材、铁磁性靶材和高纯铜旋转靶材的规模化生产能力。
4.3大尺寸高纯稀有金属制品制备技术
研究内容:探索高端装备用高纯稀有金属材料制备加工过程的微观组织演化规律与综合性能的控制机理,突破大规格高纯稀有金属材料的高温高压烧结、高精度变形加工、超高纯硅单晶制品的精密制备技术等,开发大尺寸精深加工发热体/热屏、坩埚等工业化产品,实现高端装备用发热体/热屏和坩埚等的1-2代升级。
考核指标:钨坩埚/钨管尺寸外直径Ф外)≥1000毫米,高度≥1200毫米,密度≥18.5克/厘米3,晶粒度≤50微米;钨、钼板宽度≥800毫米,钼板坯单重≥800千克,钼板最薄厚度
448小时保持流动性、存储6月粘度变化≤30帕·秒;形成锡基和贵金属粉末2000吨/年的生产能力,新增产值8亿元。
5.高品质粉末冶金难熔金属材料及硬质合金 5.1 超细3D打印有色/难熔金属球形粉末制备技术 研究内容:探索金属熔体在雾化过程中的高效分散机制、熔滴的球化过程和凝固行为、共性关键参数对粉末物化特性的影响,研究用于3D打印用高品质球形粉末的低成本雾化制备技术,开发应用于航空航天、精密模具、医疗等领域的超细球形粉末,形成具有自主知识产权的工业化制备技术与装备。
考核指标:开发出适用于3D打印的高品质钛基、镍基合金球形粉末,粒度≤53微米的细粉收得率钛基合金≥40%、镍基合金≥70%, 其钛基合金平均粒径D50≤45微米、镍基合金平均粒径D50≤35微米,粉末球形度≥90%,松装密度≥50%,流动性≤30秒/50克,钛合金、镍合金粉末氧含量分别≤1000ppm(百万分比浓度)、≤200ppm(百万分比浓度);形成钨钼等3D打印难熔金属粉末制备技术原型;建立具有自主知识产权的3D打印用高品质球形金属粉末的低成本雾化制备技术,生产制备过程实现智能化控制,形成1000吨/年的工业化规模生产能力。
5.2高性能新型结构硬质合金制备技术
6技术和复杂形状制品近终成形与强化烧结技术,开发高端装备用高性能大规格钨基高比重合金、钼及钼合金的工业化制造技术。
考核指标:大规格高均质高比重合金直径≥850毫米,高度≥800毫米,抗拉强度≥900MPa,延伸率≥15%,疲劳强度+/-200MPa,≥100万次,冲击韧性≥60焦耳/平方厘米;钼棒最大直径200毫米,抗拉强度≥500MPa,延伸率≥10%;钼钛锆合金最大直径150毫米,抗拉强度≥600MPa,延伸率≥10%,氧含量<100ppm(百万分比浓度);钼合金板尺寸L×1500×(0.6-6)毫米,抗拉强度≥1000MPa,延伸率≥10%;近终形钨、钼零件相对密度≥99%,尺寸精度±0.3%;钼辊轮相对密度≥99%,平均晶粒度≤30微米,抗拉强度≥500MPa;形成年产高性能大规格难熔金属材料3000吨/年的工业化生产能力。
6.有色/稀有/稀贵金属材料先进制备加工技术 6.1新型复合涂层/易反偏析合金快速凝固成形制备技术 研究内容:探索新型多组元合金粉末、复合涂层和易反偏析有色金属坯锭制备过程中的非平衡凝固/复合凝固机理及控制技术;针对高温耐熔融金属腐蚀部件/重载液压支架/固体氧化物燃料电池/燃机热端部件等应用需求,开展新型复合涂层设计和制备过程模拟、合金粉末快冷/超快冷凝固制备及涂层快速制备工艺;开发新一代海洋工程和航空航天高功率电子元器件精密接插端子用高抗应力松弛、高耐蚀铜合金
8术;钛合金挤压型材实现在民用客机结构件及火箭纵向静载支撑件上的示范应用。
考核指标:中强级别钛合金型材的室温力学性能抗拉强度Rm≥900MPa,断后伸长率A≥10%,400℃高温力学性能抗拉强度Rm≥580MPa,断后伸长率A≥12%;高强级别型材成品室温力学性能抗拉强度Rm≥1150MPa,断后伸长率A≥10%;以T形、L形、U形、Z形为典型代表的钛合金型材截面积范围90-3000平方毫米,壁厚范围1.6-16毫米,成品单支长度≥4米,成品型材平直度≤1.5毫米/米,纵向扭转角≤2°/米;厚度>4.5毫米厚壁型材的表面粗糙度Rz≤80微米,截面积约2000平方毫米型材典型结构件综合性能与进口型材相当,实现大型客机缘条类连接件的工程试用;厚度≤4.5毫米薄壁型材的表面粗糙度Rz≤25微米,截面积约200平方毫米型材实现火箭纵向静载支撑件(桁条、大梁)的典型应用;形成年产1万支钛型材工业化规模生产能力和锆合金型材挤压加工的工业化技术原型。
6.3铝合金复杂结构件先进精密成形技术
研究内容:探索高性能铝合金复杂温度场、应力场耦合作用下变形机理、复合表面处理延寿机理、宏/微观组织演变规律与性能的调控机制及全过程多通道的高精度仿真分析技术,开发航空航天用大型复杂整体壁板蠕变时效成形、复杂异型构件内高压精密成形、配套的模具补偿设计与制造技
0考核指标:建立铝/铜板带材生产全流程工艺大数据平台及智能化工艺模型库,实现数据采集、数据传输、数据处理的标准化;选取2500毫米以上幅宽、热处理强化型高端铝合金薄板带材制备加工流程为典型对象,开展轧制过程的智能化控制试点,综合生产效率提高20%以上、劳动生产率从当前的50-80吨/人年提高至100-150吨/人年,铝合金卷材的综合制造成本下降15%以上;在1家以上铝/铜板带材大型加工企业获得示范应用。
7.清洁油品生产关键技术
7.1适应国六清洁汽油生产关键技术
研究内容:建立汽油单体烃分析方法;研发配方原油技术。研发固体酸烷基化成套技术;研发催化汽油选择-溶剂抽提加氢组合技术、催化裂化降低汽油烯烃并提高辛烷值成套技术;研发劣质催柴经加氢-催化组合或加氢裂化生产高辛烷值汽油技术;研发清洁油品生产碱液深度氧化再生成套工业化技术;研发国六汽油基础调合组分,进行汽油组成与排放关系研究。
考核指标:汽油表征方法单体烃识别率>95%;完成配方原油成套技术开发。完成固体酸烷基化工业侧线试验,产品汽油RON≥95;催化汽油选择性加氢-溶剂抽提组合技术完成工试,原料硫≥500微克/克,烯烃≥27%汽油,产品硫10微克/克,辛烷值损失≤1.4。催化裂化降低汽油烯烃并提高辛
2段车用柴油标准。申请专利10件以上,完成制订产品标准2项,测试方法标准2项。工业示范4项。
7.3高性能石油基润滑油关键技术
研究内容:研发以石油基蜡油或FT合成油为原料生产API Ⅲ类及API Ⅲ+基础油的加氢成套技术。研究乙烯齐聚制备线性长碳链α-烯烃技术;研究以α-烯烃或F-T烯烃为原料,制备PAO合成油成套技术。研发GF-5汽油机油以及GF-6汽油机油,建立GF-6汽油机油的相关评价台架。研制可满足EGR系统柴油发动机润滑要求的CI-4柴油机油。
考核指标:完成新型石油基蜡油加氢催化剂工业制备技术研发并进行工试,新催化剂润滑油主产品收率提高2%-4%;在十万吨级装置上完成基础油全氢型技术工试,产品API Ⅲ类基础油粘度指数≥122,API Ⅲ+类基础油粘度指数≥130。完成乙烯齐聚制备α-烯烃技术研发及500吨级/年中试试验,产物中丁烯-1比例小于13%,C8、C10、C12收率之和大于35%,α-烯烃选择性大于92%;完成α-烯烃制备PAO技术研发,产品倾点<-60℃,粘度指数>130,建立1套万吨级PAO工业示范装置。GF-5汽油机油和GF-6汽油机油分别满足API质量要求。CI-4柴油机油满足API柴油机油质量要求。申请专利15件以上,制订产品标准3项,测试方法标准2项。建成工业示范装置2套。
7.4高性能植物基润滑油关键技术
4要求,高性能复合硫化胶应用于选矿机械内衬,可连续工作半年以上;杜仲提胶量≥8kg/100kg原料(干重),橡胶纯度≥96%,建成千吨级示范生产线,杜仲胶试制全钢载重子午线轮胎(12R22.5)和长寿命高抗撕输送带达到国家标准(GB/T2977-2008,GB/T9770-2013)要求;生物基衣康酸酯橡胶分子量Mn≥20万,Mw/Mn=2.5-3.5,建成千吨级示范生产线,试制的轿车轮胎(225/40 R18)滚动阻力达到欧盟标签法B级;生物基共聚酯橡胶分子量Mn≥8万,Mw/Mn=1.5-2.6,建成千吨级示范生产线,可在-40oC以下燃油介质密封件及聚乳酸增韧中应用;申请发明专利15件以上,制订标准和规范5项。
8.2新型功能性复合弹性体制备技术
研究内容:研究大形变高电阻稳定性的碳纳米管导电弹性体材料的制备技术,开发相关电子传感/储能/光电器件;研究高性能有机硅橡胶复合弹性体的制备技术,开发其在高耐老化可调色轮胎中的应用技术;研究高体感相容性的有机硅热塑性硫化胶(TPV)制备技术,开发其在可穿戴器件中的应用技术。
考核指标:导电弹性体材料:体积电导率达到100西门子/米,在1000%应变范围内电导率变化率≤10%,800%应变往复拉伸1万次,电导率变化率≤10%,试制电子传感/储能/光电器件2-3种;高性能硅橡胶复合弹性体:拉伸强度≥12MPa,阿克隆磨耗≤0.15立方厘米/1.61千米,建成千吨级
6成橡胶制备的225/55R16规格乘用车轮胎达到欧盟标签法双B级别;丁基橡胶硫化胶囊使用寿命≥600次;申请发明专利20件以上,制订标准和规范5项。
9.绿色高性能精细化学品关键技术 9.1高效农药与中间体绿色制备技术
研究内容:研究高效农药与中间体制备过程中氧化反应定向/择向控制机制与规律;突破芳甲基空气氧化、氨氧化、不对称氧化羟基化、烯丙醇衍生物不对称合成等催化与过程强化新技术;开发高效低毒低残留农药甲基磺草酮、二氯喹啉酸绿色制备关键装备及工业化成套集成技术,开发形成手性酮类中间体(S)-羟基茚酮酸甲酯、酰胺类中间体2,6-二氟苯甲酰胺以及候选创制品种环己磺菌胺、氯溴虫腈绿色制备关键装备及新工艺。
考核指标:建成基于芳甲基空气氧化的1000吨/年甲基磺草酮、1000吨/年二氯喹啉酸的生产装置各1套,建成100/年催化剂生产装置,催化氧化选择性≥90%,底物/催化剂(S/C)≥104,产品收率≥80%,甲基磺草酮含量≥98%,二氯喹啉酸产品含量≥98%;建成500吨/年的不对称氧化制备(S)-羟基茚酮酸甲酯的示范生产线,不对称氧化羟基化反应对映体过量值(ee值)≥95%,反应转化率≥99%,反应总收率≥90%;建成基于固定床反应器的1000吨/年2,6-二氟苯甲酰胺生产示范装置,催化剂的寿命≥2年,氨氧化收率≥90%,二氟苯甲酰胺
8化剂寿命≥4000小时,单位产品的吨水耗和CO2排放分别降低20%以上;申请发明专利10件以上。
9.3典型染料及有机颜料连续化生产近零排放技术 研究内容:研究重氮组分结构与重氮盐稳定机理,偶合组分和偶合反应控制机制;突破硝基芳磺酸连续加氢、重氮化反应和偶合反应连续化关键技术,设计开发连续化生产装备;建立反应-分离-回用的完整技术体系,形成典型活性染料、分散染料和有机颜料近零排放高效连续化制备新技术。
考核指标:建成千吨级的间氨基苯磺酸、活性黄M-5G等活性染料、分散红167等分散染料、颜料黄14等偶氮型有机颜料连续化生产近零排放示范装置4套以上,间氨基苯磺酸连续化生产实现底物/催化剂(S/C)≥104、吨产品贵金属消耗量≤4克,活性黄M-5G等活性染料产品强度和最终固色率比间歇式生产分别提高5%-10%,分散红167等分散染料收率比间歇式生产提高3%-5%,研磨时间缩短20%以上,形成粉体或浓度≥35%的色浆,颜料黄14等有机颜料收率和着色力分别比间歇式生产提高3%-5%;示范装置减排废水90%以上;申请发明专利15件以上。
9.4高附加值精细化学品电化学制备技术
研究内容:研究化工中间体、医药中间体等高附加值精细化学品电化学制备中氧化或还原过程的化学键选择性生成、断裂的机制规律;研制具有较高析氢(氧)过电位、结
0线,建成千吨级TLCP树脂及专用料生产线。PI纤维拉伸强度达到3.8GPa,拉伸模量≥140GPa;杂环共聚芳醚的玻璃化转变温度≥240℃,且室温可溶于N-甲基吡咯烷酮;共聚聚醚醚酮拉伸强度≥96MPa,拉伸模量≥3.6GPa;共聚聚醚醚腈玻璃化转变温度≥250℃;聚酰胺1313拉伸强度≥40MPa,缺口冲击强度≥4.5kJ/m2;聚酰胺13T拉伸强度≥70 MPa,缺口冲击强度大于等于4.5kJ/m2;输油管用长碳链聚酰胺专用树脂拉伸强度≥30MPa,冲击强度≥70MPa;透明共聚长碳链聚酰胺树脂玻璃化转变温度≥130℃,透明度≥90%;TLCP树脂热变形温度≥300℃,L值≥86,b值≤10。申请发明专利20件,制订标准和技术规范5项。
10.2新型氟硅材料制备关键技术
研究内容:突破液态特种笼型倍半硅氧烷(POSS)偶联剂、液态甲基丙烯酸脂官能化POSS、液态环氧基官能化POSS的三维Si-O-Si笼型结构精确控制技术,开发POSS聚合物的规模化制备技术;突破全氟烯醚功能单体的合成新技术,形成含全氟烯醚、全氟聚醚高性能含氟聚合物规模化生产示范。
考核指标:POSS偶联剂纯度≥99%,其固化改性的有机硅树脂热分解温度≥550℃;甲基丙烯酸酯官能化POSS,纯度≥95%,与丙烯酸酯类共聚,其树脂玻璃化转变温度(Tg)≥125℃;环氧基官能化POSS纯度≥95%,其自固化树脂的介电常数 ≤3.0(1MHz);分别建成单釜300升POSS专用反应装
2阻千吨级工业化示范线四条,曝光量低于100毫焦、光透射密度4.2/微米以下;产品国产化原料使用率高于80%,产品综合性能达到或超过国外同类产品的水平。
11.基于造纸过程的纤维原料高效利用技术及纸基复合材料
11.1 基于造纸过程的纤维原料高效利用技术
研究内容:研究基于制浆造纸过程纤维原料各组分清洁分离和改性重组利用机理及其环境微观预测评价方法与理论;研发植物纤维组分的高效提取和各组分高附加值产品的制备及利用技术,微纳米纤维素绿色制造工艺和关键技术,生态型短流程清洁制浆造纸技术;建成植物微纳米纤维素产业化中试示范基地,制浆水解液提取半纤维素制备木糖、木质素基环保胶黏剂产业化示范。
考核指标:纤维素、半纤维素和木质素三大组分利用率>95%;低聚木糖中木二糖-木四糖含量>50%;木质素基胶黏剂中木质素对苯酚替代率达60%;纳米纤维素直径<60纳米,结晶度>90%;植物微纳米纤维素产业化中试示范线产能≥100公斤/天,制浆水解液提取半纤维素制备木糖产业化示范≥10000吨/年,木质素基环保胶黏剂产业化示范≥10000吨/年;纤维原料分离过程污染物减少 15%,制浆系统流程较传统典型流程缩短20%以上。申请发明专利20项以上,制定标准和技术规范5 项以上。
4考核指标:PBO纸基材料热分解温度大于550℃,极限氧指数大于35%;轨道交通、航空航天用高性能纸基复合材料产业化示范线产能≥3000吨/年;40克/平方米定量规格芳纶纸纵向抗张强度≥3.00千牛/米,纵向断裂伸长率≥1.5%;芳纶蜂窝材料达到波音材料标准BMS8-124要求,其中:1.83-48规格蜂窝稳定压缩强度≥2.48兆帕斯卡。申请发明专利10项以上,编制技术标准4项以上。
11.4电气及新能源用纸基复合材料制备技术
研究内容:研究原材料结构设计、成形特性与纸页结构的关系,纸页微观结构与绝缘纸电气性能的关联机制;研发原料精制技术、抑制纤维素氧化降解的技术,微细纤维与骨架纤维的均匀共混交织成形技术,表面改性调控吸收性的技术,电气及新能源用纸基材料制备技术,柔性碳/碳纸基材料制备技术;开展特高压变压器用绝缘纸产业化示范、超级电容器纸原料处理和成形工程产业化示范。
考核指标:特高压变压器用绝缘纸:介质损耗角正切(tgδ,100℃)≤0.27%,灰分≤0.25%,撕裂度≥460毫牛;耐温绝缘纸:抗张强度损失率(150℃,168小时)≤20%,击穿电压≥8.0千伏/毫米;绝缘纸板:电气强度(空气中)≥11千伏/毫米,电气强度(油中)≥30千伏/毫米;超级电容器纸:水抽提液电导率≤20微西门子/厘米,吸水高度≥24毫米/10分钟,0.08~0.1平方毫米铁微粒子≤5个,高于0.1平方毫米铁微
6研究内容:研究酶对动物皮主要成分的选择性作用及其与皮纤维结构变化、皮革性能的关系,固-液非均相酶催化体系中酶的分子量和等电点等结构性能对其在皮内传质效果的影响,建立皮革酶的性能要求蓝图和酶作用机制;研发对皮主要组分专一性强的蛋白酶、脂肪酶和糖酶等皮革酶的产酶微生物选育、工程菌构建和高效发酵技术,酶对皮结构蛋白作用的调控技术,建立基于多酶协同作用的脱毛、皮纤维分散和脱脂等皮革关键生物技术;实现千吨级酶制剂、万张规模皮革生物技术应用的产业化示范。
考核指标:皮革用蛋白酶活力≥10,0000酶活力单位/克(酪蛋白),酸性、中性蛋白酶的胶原蛋白活力/酪蛋白活力≤100,碱性蛋白酶的弹性蛋白活力/酪蛋白活力≤0.3;pH≥9条件下酶脱脂率≥80%;糖苷酶能有效水解皮内蛋白多糖;酶成本比国外同类产品低50%。皮革生产中COD、氨氮和SS等主要污染物产生量减少65%以上。申请发明专利20项以上,编制标准和技术规范8项以上。
12.2生态皮革鞣制染整关键材料及技术
研究内容:研究非金属鞣制材料的构效关系及高效非金属鞣制机制,染整材料的分子结构和电荷性与非金属鞣制胶原的匹配性;研发适用性广的皮革/裘皮的非金属鞣剂、与非金属鞣体系匹配的高结合性复鞣剂和加脂剂,生态皮革鞣制-染整工艺,并建立关键材料和皮革产品的生态评价方法;实
8考核指标:涂层材料和助剂中有机溶剂含量≤2%,丙烯酸树脂固含≥40%,合成革聚氨酯树脂固含≥50%、表面张力40-50 毫牛/米可调;成革涂层性能:耐磨次数≥5000(汽车革),耐低温曲折≥2万次(-15℃),光泽≥95°(高光),光泽≤10°(消光),剥离强度≥30牛/3厘米,耐水解(RH95%,70℃,168h);游离甲醛≤20毫克/千克,VOC≤100微克碳/克,连续法水性聚氨酯、丙烯酸树脂成膜剂示范生产线产能分别达到1000吨/年以上,着色剂、补残剂、交联剂等助剂示范生产线产能达到1000吨/年以上,生态皮革涂饰技术示范生产线产能达到10000张/年以上,生态合成革涂饰技术示范生产线产能达到50000米/年以上。申请发明专利20项以上,编制标准和技术规范8项以上。
13.绿色高效表面活性剂的制备技术 13.1绿色安全型表面活性剂
研究内容:研究表面活性剂分子内同时存在多活性官能团的交互影响,绿色表面活性剂结构与聚集行为及性能的关系;研发提纯、分离关键技术,利用生物质资源如国产非食用油脂、葡萄糖、木糖、氨基酸等为原料,开发烷基木糖苷、油脂基酰基氨基酸盐类、有机硅葡糖酰胺、囊泡化脂肪酸盐等新型绿色高效表面活性剂的短流程制备技术,突破高粘体系及热敏性反应体系的工程化技术;开展绿色安全型表面活性剂的产业化示范。
0LD50≥2000毫克/千克。申请发明专利10项以上,编制标准和技术规范5 项以上。
13.3高效高值表面活性剂
研究内容:研究胶体表面及界面行为,分子设计及其构效关系,适用于化妆品、医药、电子行业的表面活性剂结构设计,突破提纯、分离关键技术;研发有耐高矿化度、耐强碱、增稠稳定等特殊功能的新型芳基脂肪酰胺叔胺、有机反离子型季铵盐、两性咪唑类及酰胺型等新结构的表面活性剂制备技术, 高效肽表面活性剂分子理性设计及定向制备技术;开展高值表面活性剂的生产示范。
考核指标:开发5种以上高值高效表面活性剂,产业化示范产能分别≥1000吨/年,季铵化不使用氯甲烷、溴甲烷、硫酸二甲酯等有害烷基化试剂,产物不含亚硝胺等致癌副产物;季铵化率≥98.5%,游离胺小于1%,耐强碱表面活性剂的耐碱度≥5摩尔氢氧化钠/升,原子利用率≥90%;油水界面张力小于10-3毫牛/米,七天生物降解度高于90%;高效肽表面活性剂原料蛋白转化率≥90%,耐盐度≥1.7摩尔氯化钠/升,可完全降解。申请发明专利10项以上,编制标准和技术规范5项以上,其中制定1项以上国际标准。
14.高品质功能纤维及纺织品制备技术 14.1 高品质阻燃纤维及制品关键技术
2研究内容:研究热湿舒适功能纤维多重结构、形态设计与功能调控,纺织材料热湿传输规律与协同控制,纺织产品热湿舒适性检测机理与评价体系;研究热湿舒适功能纤维成分设计及制备技术,热湿舒适功能纺织品设计,多组分复合纺纱、复合结构织造、多元纤维一浴染色、吸湿导湿调控功能整理关键技术;开展高品质热湿舒适功能纤维制备与应用示范。
考核指标:高品质热湿舒适功能纤维及其纺织品国产化制备技术取得突破,在知名终端品牌企业批量应用。热湿舒适功能纤维条干CV值≤1.2%、断裂强度≥3.5cN/dtex;吸湿凉爽面料:芯吸高度≥180毫米、瞬间接触凉感≥0.22瓦/平方厘米;吸湿速干面料芯吸高度:毛机织物≥135毫米、毛针织物≥160毫米,蒸发速率:毛机织物≥0.22克/小时、毛针织物≥0.24克/小时;申报发明专利10项,制定标准和技术规范5项。
14.3 高保形纺织品制备关键技术
研究内容:研究纤维多重结构、制品设计与协同保形效应,纺织面料在应用环境中形状保持机理;研究高保形纤维成分设计、制备工艺技术,天然纤维纯纺和混纺高保形纺织品设计,新型结构纱线制备、高密抗皱织造、低损伤化学交、考核指标:高品质高保形纤维制品实现产业化,在知名终端品牌企业批量应用。高保形长丝卷曲收缩率≥60%;高保形纯棉面料折皱回复角≥270°、面料外观平整度≥4级、吸水
4研究新型生物基聚酯、聚酰胺连续聚合与高速纺丝技术,生物基聚酯复合纺丝技术,生物基聚合物阻燃技术,生物基纤维纺织品加工整理技术;建立生物基聚酯、聚酰胺纤维制备与应用示范。
考核指标:建立生物基聚酯、聚酰胺规模化的技术示范,产品应用形成市场基础。生物基聚酯:特性粘数波动≤±0.02dl/g,熔点≥220℃,b值≤5,纤维断裂强度≥3.0cN/dtex;生物基聚酰胺:相对粘度波动≤±0.04,纤维断裂强度≥3.0cN/dtex;建立生物基单体和纤维产品的质量和标准体系,形成自主知识产权,申报发明专利10项,制定标准和技术规范5项。
15.3 纤维素纤维高效低耗规模化制备技术
研究内容:研究再生纤维素浆粕性质对纤维性能与制备过程稳定性的影响规律,纤维素溶解、纺丝成形动力学与结构演变机理;研究新溶剂法纤维素纤维的浆粕混配与活化、连续溶解、脱水、脱泡薄膜蒸发一体化、大容量干喷湿纺成形等高效连续制备技术、高效率低能耗溶剂回收关键技术,高湿强再生纤维素纤维高效制备及清洁生产关键技术;建立万吨规模N-甲基氧化吗啉(NMMO)溶剂体系纤维素纤维制备与应用示范,差异化再生纤维素纤维高效纺丝与清洁生产示范。
6研究内容:研究针织物平幅运行过程中张力与形变控制原理及方法,纤维表面微纳结构构筑与超疏水性能调控机制;研究针织物低温催化氧化前处理工艺及装备、活性染料湿蒸固色平幅连续印染工艺及装备,有机-无机微纳米无氟防水整理剂制备及应用技术;开展针织物前处理、染色和后整理全流程平幅连续染整产业化示范。
考核指标:针织物平幅连续染整加工技术达到世界领先水平,示范工程单位产品平均能耗降低20%、水耗降低30%,针织物平幅湿蒸染色车速≥30米/分钟,染色针织物左中右色差≥4级,头尾色差≥4级,耐水色牢度(沾色、变色)≥4级,耐干摩擦色牢度≥4级、耐湿摩擦色牢度≥3级;无氟防水整理技术达到国际先进水平,防水产品初始防水等级高于95分;建立生产示范基地和示范工程2-3家,示范线5条,申报发明专利10项,制定标准和技术规范6-7项。
16.3 数字化印染关键技术
研究内容:研究喷墨印花墨水中染料簇集结构与演变机理,墨滴形成及其与织物的相互作用机制;研究高稳定性高着色力活性染料喷墨印花墨水制备技术、织物预处理和后处理技术与装备、新型高速喷墨印花装备,研究生产参数实时快速在线监测及反馈控制系统、染化料助剂精准自动配送系统、印染生产计划自动排程系统,开发全流程数字化印染加
8考核指标:实现≤0.3毫米裂缝自修复,混凝土氯离子扩散系数降低50%以上;寒冷条件下抢修用混凝土1~2小时快速通车,3天强度达设计值的70%;严寒环境高性能混凝土300次冻融循环残余应变<100με;海洋离岸海水拌养高性能混凝土地材(珊瑚礁、砂)利用率大于>80%,混凝土强度≥C40,氯离子扩散系数≤3.5×10-12平方米/秒;耐辐照混凝土在中子注量1×1015n/平方厘米辐照后抗压强度降低不大于10%;高原服役混凝土多场协同作用下的服役寿命提高1倍。形成极端环境工程应用示范10~12项,申请国内外专利40项以上,编制标准和技术规范5~7项。实现极端环境混凝土结构密实、抗侵蚀性优、抗变形能力强的目标。
17.2长寿命混凝土制品关键材料及制备技术
研究内容:研究混凝土制品用化学功能材料的构效关系与分子设计;开发减缩型和早强型化学功能材料;研发具有降粘、密实和抗蚀功能的复合矿物掺合料;研究超早强水泥基材料微结构形成与损伤规律,解决超早强与高耐久的矛盾,研究免蒸压(养)、低能耗、高抗裂混凝土制品关键材料和制备技术。
考核指标:合成减缩型化学功能材料减水率>25%,减少混凝土收缩≥30%;早强型化学功能材料减水率>25%,室温养护12h抗压强度比≥400%;复合矿物掺合料降低粘度30%,氯离子扩散系数降低50%以上;形成制品裂缝控制成
一、国际钢市运行简述
发达国家粗钢产量恢复速度远慢于新兴经济体。今年1-9月份,全球66个主要产钢国家和地区粗钢总产量为10.46亿吨,同比增长19.4%。其中,欧盟27国粗钢产量为1.3亿吨,同比增长32.8%;独联体粗钢产量为7912万吨,同比增长11.7%;北美粗钢产量为8434万吨,同比增长46.3%;亚洲粗钢产量为6.63亿吨,同比增长15.5%。从环比数据来看,主要经济体制造业的复苏势头见顶回落,钢铁产量下滑速度明显。
从主要产钢国的情况来看,除中国外,印度、韩国等新兴经济体的月度粗钢产量已恢复到危机前的水平,印度依然持续保持高速增长,但美国、欧盟、日本的情况却不容乐观,整体水平与危机前相比尚有差距,近几个月由于需求的萎缩更使得粗钢产量持续下滑。
美国钢铁协会(AISI)的数据显示,最近几个月美国周粗钢产量一直徘徊在产能水平的70%左右。从美国目前的钢材出货和库存情况来看,形势并不容乐观,库存已超过2007年的水平并且有高位回落的迹象。乐观来看美国经济将于2011年中开始复苏,产能利用率可能在这段时期内恢复正常水平,但是钢铁需求的回稳可能还要等到2012年初。
欧洲目前的情况似乎好于美国,但中期来看面临的压力也较大。自2009年9月以来,欧洲钢铁制造商的产能利用率不断上升。但从近3个月的粗钢产量来看,欧盟27国从5月份的1600万吨左右回落至1200万吨左右,降幅高达25%。
日本作为一个典型的出口依赖型国家,钢铁行业的复苏取决于全球经济的复苏进程。从目前日本粗钢的出货与库存情况来看,出货情况在今年4月份开始就见顶回落,库存也是从当时开始了近半年的上升趋势,这也表明当前日本钢铁行业尚未完全走出景气低谷,海外订单的好转依赖于全球经济的真正复苏。
二、国内原材料市场分析
1、我国铁矿石对外依存度持续走低。
从月度进口情况看,今年3月份铁矿石进口量最高达到5901万吨,随后开始下滑,7月份略有反弹。国产铁矿石产量的持续增加也是源于进口矿成本的攀升,但由于国产铁矿石品位较低,限于国内高炉对铁矿石品位的要求,国产铁矿石产量继续增加的空间有限。
从进口价格看,4月份以来见顶回落见证了国内房地产调整政策力度,7、8月份的反弹源于国内钢厂的补库存行为,而地方限电政策使得需求再次走弱,铁矿石价格陷入徘徊。行业反映,巴西淡水河谷表示10月起将铁矿石价格下调10%,从150美元/吨降至135美元/吨。力拓也决定将10-12月当季铁矿石价格将较前季下调约13%,新价格约为每吨127美元,考虑到当前的海运费,则四季度协议矿到岸价大约在140-150美元/吨左右的水平,对钢材价格有一定的支撑作用。
从进口结构看,最为明显的变化是从印度进口比例明显下降,8月份从印度进口比例仅为11%。这与印度政府提高铁矿石出口关税以及近期西岸封港密切相关,2009年12月25日和2010年4月29日,印度政府两次上调铁矿石出口税率。
2、焦煤价格相对平稳
今年煤炭产量基本保持稳步增长,但增速却呈现走低的趋势。8月份,全国原煤产量为29580万吨,增速仅为13.1%;1-7月累计产量为18.69亿吨,同比增长19.3%。在国家鼓励进口的政策下,今年炼焦煤和煤炭的进口量依然维持在了相对高位,1-8月份分别进口2935.6万吨和10737万吨,较2009年同比增长36%、45%。
从炼焦煤市场的运行情况来看,地方限电政策所受影响不大。华北地区受限稍大,华东、东北地区的大中型钢厂基本无影响,这导致了炼焦煤生产企业对市场保持观望,不仅降价的压力不大,由于原煤涨价,部分地区的地方煤矿炼焦煤在九月还有涨价行为。炼焦煤价格弹性呈刚性的主要原因是炼焦煤市场的客户相对稳定,尤其是大型钢铁企业的焦化厂采购需求稳定。
3、废钢市场稳中趋涨
废钢市场二季度以平稳运行为主,略有上扬。
9、10月份,东亚和土耳其的钢铁公司减少了采购量,废钢价格因此受到影响,市场整体走软。我国进口废钢价格也高位下滑。8月末国内废钢的需求量明显下降,短期内废钢市场或将以小幅盘整的行情为主。虽然工业用废钢的收集正在恢复,但旧废钢收集量只有2007年的1/3,因此未来几个月废钢供应不会出现过剩。一旦土耳其、美国以及亚洲国家对废钢的需求恢复,废钢的价格或将重拾涨势。
4、海运费价格震荡下行
自6月份以来,波罗的海干散货指数(BDI指数)一路下跌。截至7月15日,BDI指数已经连续下跌35天至1700点,跌幅高达59.6%,创下了15个月来的新低。随后BDI指数逐渐上涨,在2600点进入震荡区间。9月下旬以来,由于我国钢铁节能减产措施的推进降低了对进口铁矿石的需求,BDI再次进入弱势下行通道,9月24日,BDI指数报收于2444点,较9月峰值下降了18.3%。9月底至10月初,进口铁矿石价格底部震荡,国内部分矿商大量囤货,BDI指数受此影响,缓慢上行。就巴、澳至中国的运费来看,9月份两地至中国的运费同样表现为先涨后跌的走势,均价比8月有所回升。其中9月巴西图巴朗至北仓/宝山的平均运价为27.59美元/吨;西澳至北仓/宝山的平均运价为11.06美元/吨,较8月平均运价上涨了14%。
四、国内钢材市场分析
1、国内钢材价格涨跌互现
9月份钢材市场整体表现为弱势震荡的态势。截至10月8日,MySpic综合指数157.1点,较上月下跌3.2%,比去年同期上升18.6%;长材指数173.5点,较上月下跌4.6%,比去年同期上升20.1%;扁平材指数140.2点,较上月下跌1.8%,比去年同期上升18.9%。
就地区而言,西南地区保持较高的增长速度,涨幅最大,超过5%。涨幅最小的为东北地区,约为1.53%。整体来看,各地区延续上月的涨势,但幅度有所减缓。就具体品种来看,线材的降幅最为明显,以6.5高线为例,10月20日该品种全国主要城市均价为4384元/吨,较9月同期水平分别下跌了79元/吨,跌幅高达近2%,板材和钢筋紧随其后,普20mm厚板和耳机螺纹钢分别较9月20日下跌了1.3%和1.1%,无缝管跌幅最小。涂镀则表现得较为坚挺,逆势微幅上扬,10月20日0.5mm镀锌的全国主要城市均价为5711元/吨,较9月同期水平上涨了13元/吨。
2、钢铁去库存化仍在进行
据Mysteel统计,钢铁社会库存已从3月5日1858万吨的最高水平降至1478万吨(2010年9月25日),节假日效应使得近期库存出现小幅增长的迹象,但钢价的短期上冲再次为去库存提供了良好的环境,不过信贷的相对宽松使得贸易商资金依然充裕,需求的增长速度或许依然难以跟上产量的恢复速度,库存继续下降的空间有限,2010年年底全社会总库存(钢厂库存+中间库存+下游库存)仍有可能高于2009年年底,有望增加500万吨左右。
尽管库存总量处在波动下降通道中,但不同品种的库存变动却大相径庭,建材库存(螺纹钢、线材)连续下降,且7月份之后下降速度明显加快,而板材库存则保持波动运行,其中热轧库存从5月底开始就保持持续增加的态势。具体分品种来看,中厚板的库存消耗情况好于热轧,而热轧明显好于冷轧,这也与今年造船、集装箱等行业复苏较为强劲,工程机械等行业次之、而汽车、家电等行业却在逐步走弱的局面相吻合。热轧库存今年3月份最高达到574.2万吨,9月底库存为514.3万吨,降幅为10.4%;冷轧库存今年最高位149.4万吨,9月底库存为144.7万吨,降幅仅为3.1%;中厚板库存今年最高位为161.3万吨,9月底库存为143.5万吨,降幅为11%。
3、国内钢铁产量持续下滑
1-4月,中国钢厂产能释放的需要,并伴随着需求的高涨及对铁矿石价格提升的预期,国内钢铁产量持续增长。但随着4月份国内房地产“新国十条”政策的出台,在需求逐渐放缓以及国内结构调整、节能减排的双重压力之下,粗钢产量从5月份开始持续回落,4-8月份的日均粗钢产量分别为184.7、181.1、179.2、166.9、166.6万吨,9月份在国家限电限产力度加强背景下,粗钢日均产量继续下滑至161.8万吨。预计全年粗钢产量有望达到6.29亿吨左右的水平。
4、国内钢材消费量大幅增加
9月份我国粗钢表观消费量为4619.86万吨,较上年同比下降8.34%,同比降幅激增近5个百分点,同比增速连续四个月处于负值区域,环比下滑7.92%。从组成成分来看,钢材进口量下滑,出口量则止跌回升,但仍然保持在低位。此外,9月下旬受假日因素影响,钢材社会库存呈惯性上升态势,终端消费也相应有所减少。因此,9月份国内粗钢表观消费量惯性减少,但进入10月份以来,钢材库存消化进程逐渐加快,同时汽车行业需求有所增长,造船、机械等其他用钢行业需求保持在高位。预计后期粗钢表观消费量同比增速或将继续下降,但降幅将有所减缓。
5、国内钢材出口略有回升
9月份我国钢材出口止跌回升,进口继续下降。9月份出口钢材301万吨,较8月份增加21万吨,与去年同期相比增长21.86%。1-9月累计出口3394万吨,同比增长116.1%。9月份我国进口钢材132万吨,较8月份减少3万吨,比去年同期下降30.89%。1-9月累计进口1250万吨,同比下降6.6%。9月出口钢坯0万吨,1-9月共出口13万吨。9月进口钢坯4万吨,比8月份减少4万吨,1-9月累计进口44万吨,较去年同期下降88.7%。9月份我国出口焦炭23万吨,同比增加19万吨。1-9月累计出口242万吨,同比增长565.9%。9月份进口铁矿石5260万吨,比上个月增加799万吨,同比下降18.51%。1-9月累计进口45760万吨,同比下降2.5%。
就产品结构来看,板材产品一直在我国钢材进出口贸易中占有重要比例。9月份我国进口板材占全部钢材进口量的71%,这一数字甚至超过了棒线材、角型材、管材、铁道用材、其他钢材和特钢的总和。我国进出口的板材产品主要包括中厚板、热轧、冷轧、涂镀和电工钢板这几大类别。9月份钢材出口回升主要受特钢和板材的拉动,这两个品种分别较上月回升8%和34.1%,特钢和板材同时也是我国出口钢材最主要的两个品种。
就地区来看,进口方面我国进口钢材主要来自日本、韩国、台湾省和欧盟27国。2009年这四国的进口量占我国进口总量的70%左右,从2010年开始,占比稳定维持在90%以上。其中,日本进口数量稳中趋涨,今年2月份以来,一直保持着45%以上的进口占有率。韩国则呈现出缓慢下降的趋势,但是9月份环比回升10.83%至32万吨。台湾省进口量变化较小,基本与上月持平,同比上升了33.5%。欧盟进口量较上月减少了2万吨,环比下降20.9%,同比降幅更高达51.5%。
就出口来看,我国出口贸易国较为分散,即使是出口量最大的韩国,占我国出口总量的比例也仅在20%左右,且有一定的下降趋势。东南亚地区对我国钢材的需求则日益见涨,2010年9月份已经上升至21.1%。欧盟和美国作为我国钢材出口曾经的主要目的地国家。9月份,我国出口至欧盟钢材环比上涨6.2%至30万吨,同比涨幅近170%。巴西是近两年来我国出口钢材量增长最大的国家。1-9月份的出口量已经接近2009年的4倍为10万吨。考虑到韩国、印尼和巴西等新兴经济体对钢材的需求仍然旺盛,特别是越南、泰国等东南亚国家因天气原因即将进入建筑旺季,预计后期对这些国家和地区的钢材出口有望持续上升。
就进出口贸易方式来看,我国进口钢材的主要贸易方式为一般贸易、进料加工贸易、来料加工装配贸易、边境小额贸易、保税区仓储转口货物、保税仓库进出境货物、外资企业作为投资进口的设备物品等,占比最重的是一般贸易和进料加工装配贸易,从2009年2月份开始,这两项的份额占我国钢材进口总量的比例稳定在80%以上。此外,来料加工装配贸易近期也表现为稳定增长的趋势。出口钢材方面,一般贸易方式近两年来长期维持90%以上的贸易份额,远远超出排在第二位的进料加工贸易。此外,随着我国保税区的兴建,通过保税区仓储转口货物和保税仓库进出境货物进口的钢材较去年有显著增长,同比增幅分别为275.8%和49.3%。同时,以边境小额贸易进口的钢材增长也较为可观,9月份出口钢材环比增长17.9%至3万吨,同比增长30.4%。五、四季度形势预测
1、取消部分钢材品种出口退税的政策对直接出口的影响在7、8月份凸显,受影响品种7、8月份出口额环比下滑高达24%和67%,四季度进出口或将保持平稳,东南亚、韩国、印度等新兴国家是拉动我国出口复苏的主力。综合判断,今年钢材出口预计在4300万吨左右,进口1600万吨左右,全年粗钢净出口有望超过2500万吨。2、2010年年底全社会总库存(钢厂库存+中间库存+下游库存)仍有可能高于2009年年底,有望增加500万吨左右。
3、结合需求、库存变动以及进出口情况综合分析,预计全年的粗钢产量将保持在6.3亿吨左右的水平。
新中国成立后, 领导人曾经针对中国缺乏钢铁这一情况, 提出超英赶美的口号, 可当中国真正超英赶美以后, 钢铁行业却出现了问题。尤其是进入2008-2009年, 钢铁行业遭遇了亘古未有的危机, 由于钢铁行业早期存在布局不够合理, 规模不够集中的问题, 再加上一直在调整的产品结构没有达到预期效果, 使得这场危机十分严重。另外美国爆发了严重的经济危机, 对世界的经济市场产生了巨大的影响。我国的对外贸易当中, 美国是我国制造行业最重要的出口地, 它的经济危机必然对我国的钢铁行业产生巨大的冲击, 因此降低原材料成本提高竞争力已经迫在眉睫。
钢铁行业属于大型的冶金行业, 其需要的原材料数目比较大, 因此各个环节的可控幅度也比较大。而对于钢铁的成本影响最大的两个因素一个是原料成本、一个是燃料成本。这当中原料成本占据的比例最大, 约六成左右。而钢铁企业对于原料的购买主要存在两种方式, 一种是在国际市场进行合约购买, 一种是在国内进行短期临时订单购买, 当下的情况是多数原料在整个世界范围内都是供不应求的, 以至于钢铁企业在临时市场购买原料的情况不会减少, 这就要求钢铁企业必须做出科学合理的采购决策。
1 对原材料的采购进行管理, 为采购决策创造目标基础
1.1 努力争取在价格上取得主动并建立期货市场
由于我国对于钢铁需求的不断增加, 使得世界的铁矿石的价格不断增加, 如何应对世界矿石价格不断增长的情况?这就需要我国的钢铁企业团结一致, 一起对高价格的铁矿石进行打压, 抑制一直上涨的铁矿石价格。目前的情况是全球的经济增速都在缓慢复苏阶段, 所以我国的钢铁企业必须具有长远的眼光, 利用目前的有利时机, 积极投身并规范期货交易, 并且要设立合理的约束机制, 防止出现投机的情况, 保证期货市场朝着积极健康的方向发展, 进而更好地促进钢铁行业的发展。
1.2 参与投资或者独立投资到国外的矿山企业
仍以铁矿石为例:减少矿石涨价给企业带来的成本压力的方法有很多, 其中参与投资或者独立投资到国外的矿山企业就是很好的方法。铁矿石价格的不断上涨给国外的矿石企业带来了巨额的利润, 如果我国的企业能够参与到其中, 每一年所得的红利也可以抵消一部分矿石的价格。即使以后铁矿石的价格下降了, 但是低价格的矿石也可以弥补红利的损失。进行海外投资的优点不止于此, 其中最为重要的一点是可以得知国外铁矿石的实际成本价格, 从而在进行价格谈判的时候可以采取更有利的方式。条件允许的情况下, 我国的钢铁企业可以直接进行海外矿石企业的投资, 这样可以独自控制矿石的开采, 进而降低企业的成本。对海外的投资不能只关注一个国家, 投资必须多元化。为了降低矿石成本我国必须加快海外开矿的脚步, 加强同发展中国家的合作, 多渠道进口铁矿石, 从而从根本上降低对于矿石大国矿石的依赖, 增加我国在世界上矿石进口上的话语权, 进而保证矿石价格能够在一定时期内稳定。在国家选择方面应该优先选择社会比较稳定的国家, 尤其像巴西和澳大利亚这样的国家, 这两个国家社会不但稳定而且具有丰富的铁矿石。对于越南和蒙古也可以考虑进行投资, 在进行矿业投资的时候一定要进行全面考虑。
1.3 科学研究发掘新产品, 利用功能替代降低原料采购成本
科技是第一生产力, 钢铁企业同样需要加大科技的投入, 寻找新的更加有效的原材料来提高利用率, 或改进后期生产工艺降低对原材料的使用成本。目前我国虽然钢铁年生产在世界范围内占有很大的比重, 但是生产的都是普通的钢材, 对高精度、高附加值的钢材生产还停留在多用功能物料的方式上, 而这些功能物料数量少、不可再生, 致使采购价格不断升高。而现在的钢铁行业一片萎靡, 全世界范围内对于普通钢材的需求下降, 所以我们的企业必须加大科技投入, 努力提高产品的附加值。后期的钢铁竞争必将等待着新的采购形式、新的采购思路、新的目标物料, 随即影响的就是原材料的采购决策。
2 现代化企业采购决策的基本方式
随着网络信息时代的不断发展, 钢铁企业在进行原材料采购决策时多运用网络平台开展工作。网络招标就是在网络上进行投标, 这种方式比较快捷, 人们也很容易学习和接受, 对于采购数量巨大的产品有明显的优势。对于采购方十分有利, 采购单位可以在互联网上随时随地发布采购需求, 对比多个供应商的价格和其他因素, 择优选取有利于降低成本。这种方式比较灵活, 企业可以选择一家供应商进行长期的合作, 也可以选择多个供应商, 这对抑制供应商随意涨价十分有利。同时购买方如果需要了解企业的相关信息只需要登陆其企业网站, 所需要的信息就会一目了然。那么企业就可以结合获取的信息从自身情况出发, 对供应商进行全面的对比, 选择性价比更好的供应商。这样对于企业来说十分方便有利, 避免出现由于信息的不畅通而导致的价格不透明和价格的混乱。
可是采用这样的模式对于一些非标准化的产品就比较难以决策, 主要是因为非标准化的产品变化的因素比较多, 在生产过程中会产生很多的差异, 特别是化工方面的产品, 如果采用的工艺不相同, 那么所得到的结果也会大不相同。所以这类产品最好不要采用这种决策方式, 而应该充分做好招标前的调查准备工作, 或者有针对性地选择若干个目标供户进行专门的投标。
互联网平台可以直接连接到供应商的网站, 这样可以使企业更加详细地了解供应商产品的信息, 同时供应商也可以通过互联网了解到钢铁企业自身所需要原材料的种类和数量, 进行及时有针对性的采购决策, 这样有利于进行经济合理的库存控制, 减少库存资金的占用, 高效地组织物流和生产, 准确把握价格时机, 采用互联网这样的决策工具平台对于企业和供应商都是有利的, 对于钢铁企业降低原材料成本效果非常显著。
3 结束语
钢铁行业属于大型的冶金行业, 其需要的原材料数目比较巨大, 降低原材料采购成本就成为一个不可忽视的工作。所以, 从供应商的选择和构建供应商群体、从学习先进的采购理念到工具的应用、从长远的布局到细节的执行, 都需要做出科学合理的采购决策。
参考文献
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