【文章內(nèi)容簡介】 ]。 全國 200 多家無縫管企業(yè) 50 多年 來為國家作出了巨大貢獻(xiàn)。這些企業(yè)包括無縫鋼管、冷拔冷軋管、不銹鋼管等廠 公司 ，也包 括國有、民營、合資企業(yè)等。但爭雄國內(nèi)的重點(diǎn)企業(yè)主要有 7 家，它們是：寶鋼、天津、鞍鋼、成都、 包鋼、衡陽、大冶等無縫鋼管廠（公司）。 由于我國鋼管生產(chǎn)技術(shù)裝備水平的顯著提高，具有先進(jìn)技術(shù)水平的 (短流程 )鋼管生產(chǎn)工藝 (煉鋼 /精煉 — 連鑄管坯 — 連軋管 )在鋼管生產(chǎn)企業(yè)大力推廣，鋼管產(chǎn)品的質(zhì)量普遍接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平，產(chǎn)品覆蓋了石油、化工、鍋爐、煤炭、汽車、船舶、電站以及軍工、航空、航天、核能、鋼結(jié)構(gòu)等行業(yè)和領(lǐng)域，同時(shí)還部分出口；還有一批具有高附加值、高技術(shù)含量的產(chǎn)品，如特殊扣套管、高鋼級(jí)鍋爐管、鉆桿等產(chǎn)品正在開發(fā)或在批量試生產(chǎn)中，不久將替代進(jìn)口產(chǎn)品 [2]。 我國無縫鋼管生產(chǎn)技術(shù)的最新進(jìn)展，包括新設(shè)備、 新工藝、新技術(shù)。其中熱連軋無縫鋼管生產(chǎn)技術(shù)、 PQF 連軋 機(jī)組、鋼管擠壓生產(chǎn)技術(shù)、斜軋擴(kuò)徑機(jī)組、冷軋無縫鋼管設(shè)備和工藝技術(shù)、石油管材耐腐蝕設(shè)計(jì)都得到鋼管企業(yè)的普遍重視。 從國際和國內(nèi)兩個(gè)市場來看，無縫鋼管（包括石油專用管）的現(xiàn)有生產(chǎn)能力均已大于需求。所以，今后的重點(diǎn)應(yīng)放在充分發(fā)揮現(xiàn)有機(jī)組的能力，開發(fā)出高 強(qiáng)度等級(jí)、高抗擊毀、高抗腐蝕的石油管、高壓鍋爐管和氣瓶管等產(chǎn)品 ， 也是國家針對(duì)當(dāng)前我國鋼鐵市場進(jìn)行優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的內(nèi)容 ， 這也是增加在國內(nèi)外產(chǎn)品競爭力、擴(kuò)大市場份額的關(guān)鍵所在。 我國無縫鋼管發(fā)展現(xiàn)狀 目前國內(nèi) 現(xiàn)有的無縫鋼管生產(chǎn)裝備水平參差不齊，既有落后的，也有最先進(jìn)的。早期建設(shè)的熱軋無縫毛、荒管生產(chǎn)設(shè)備較為簡陋，技術(shù)落后，消耗高，污染嚴(yán)重，現(xiàn)已基本停產(chǎn)，但仍有部分處在半停半開狀態(tài)。有的設(shè)備經(jīng)過調(diào)整和改造，內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 2 專門用于生產(chǎn)單一的品種，如一般用途的軸承管、低中壓鍋爐管、結(jié)構(gòu)管、流體輸送管等，其裝備按照滿足其定位品種和規(guī)格的質(zhì)量和要求，進(jìn)行調(diào)整和改造，達(dá)到降低投資、降低消耗和降低成本的先進(jìn)工藝流程 [2]。 目前我國有無縫管廠家 130 家左右，近 200 臺(tái)套機(jī)組。其涵蓋了當(dāng)今世界上各種機(jī)組， 見圖 圖 無縫軋管機(jī)組 的構(gòu)成 在無縫鋼管的產(chǎn)量中 ,各種專用管的比例 占 40%左右 ,專用管多年來一直有較大缺口。專用管的主要品種為油井管、高壓鍋爐管、低中壓鍋爐管、軸承管、液壓管、高壓氣瓶管和汽車半軸套管等。 無縫鋼管產(chǎn)業(yè)仍還存在裝備技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品開發(fā)力度不夠等問題。在術(shù)裝備上 ,主要的無縫鋼管生產(chǎn)設(shè)備仍依靠進(jìn)口一些高附加值產(chǎn)品的開發(fā)力度不夠 ,如油井管中特殊絲扣、抗腐蝕及部分高強(qiáng)鋼級(jí)產(chǎn)品還沒有完全過關(guān) ,這些產(chǎn)品仍需進(jìn)口 。在超臨界和超超臨界站鍋爐用的高壓鍋爐管中 ,合金結(jié)構(gòu)鋼及不銹鍋爐管的研發(fā)速度跟不上需求 ,基本依靠進(jìn)口。 高壓 鍋爐管生產(chǎn)現(xiàn)狀 眾所周知 ,火力發(fā)電設(shè)備用鋼管的特點(diǎn)是 ：規(guī)格多、 鋼種復(fù)雜、批量小、要求嚴(yán)而著稱。各鍋爐廠設(shè)計(jì)選用的高壓鍋爐管牌號(hào) (鋼級(jí) )、規(guī)格主要是依據(jù) ： 地域氣候的差異 ； 采用的煤質(zhì)差異 ； 采用設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和牌號(hào)差異。導(dǎo)致了高壓鍋爐管生產(chǎn)廠家 ， 生產(chǎn)安排上的困難。國內(nèi)主要采用的標(biāo)準(zhǔn)為 ： ASME； GB； DIN； JIS內(nèi)的不同牌號(hào) [3]。 近年來 ， 機(jī)械行業(yè)在引進(jìn)國外發(fā)電設(shè)備制造技術(shù)的同時(shí) ， 又帶進(jìn)來一些國外新的鋼牌號(hào) ， 在冶金和機(jī)械行業(yè)技術(shù)工作者的共同努力下 ， 從仿制國外鋼號(hào)到獨(dú)立研制新的發(fā)電設(shè)備用鋼 ， 初步形成了自己比較完整的 用鋼系列 ， 同時(shí)向國內(nèi)提供了大量的發(fā)電設(shè)備專用鋼管 ， 使得電站設(shè)備的發(fā)展能夠取得巨大的成就。但隨內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 3 著電力技術(shù)的發(fā)展 ， 要求機(jī)組向大容量、高參數(shù)、環(huán)保型的方向發(fā)展 ，對(duì)鋼管有了更高 要求。不僅現(xiàn)有的鋼種需要改進(jìn)和完善 ,而且需要研制性能更高、質(zhì)量更好的鋼管 ,為國內(nèi)發(fā)展超臨界、超超臨界發(fā)電機(jī)組做好材料準(zhǔn)備工作。目前 ,在國內(nèi)電力生產(chǎn)構(gòu)成中 ,主要有火電、 水電和核電三大類 ， 其中火電居主導(dǎo)地位 ， 占我國總機(jī)組比例高達(dá) 70%以上?；鹆Πl(fā)電在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。長期以來 ,國內(nèi)電力建設(shè)重點(diǎn)發(fā)展火力發(fā)電 ,因?yàn)槲覈胸S富的煤炭資源。煤 炭在一次能源結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)地位 ,決定了在電力發(fā)展 以煤電為主的格局。加上火電生產(chǎn)成本較低 ,建設(shè)的局限性小 ,電量較為穩(wěn)定 ,近年來我國火力發(fā)電因此蓬勃發(fā)展 。 目前我國已擁有世界上最先進(jìn)的各類軋管機(jī)組，能生產(chǎn)所有規(guī)格的高壓鍋爐管。根據(jù)中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)鋼管分會(huì)統(tǒng)計(jì)， 20212021 年我國主要高壓鍋爐管生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)見表 。 表 20212021年我國主要高壓鍋爐管 生產(chǎn)企業(yè)的高壓鍋爐管產(chǎn)量 單位：萬噸 目前，我國高壓鍋爐管生產(chǎn)在以下幾 個(gè)方面仍存在著一定的問題， 研發(fā)能力不強(qiáng)：高壓鍋爐管的研發(fā)有周期長，投資大，生產(chǎn)工序多、工藝復(fù)雜，檢測項(xiàng)目多、要求嚴(yán)的特點(diǎn)。一個(gè)新產(chǎn)品的開發(fā)，從化學(xué)成分的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝及熱處理內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 4 規(guī)范的制定到一系列長時(shí)間的高溫持久、蠕變、腐蝕、抗氧化、時(shí)效等試驗(yàn)，然后進(jìn)行半工業(yè)性試驗(yàn)和電廠運(yùn)行試驗(yàn)，性能合格后才能批量生產(chǎn)。目前，新型高壓鍋爐管的材料大多數(shù)是歐洲和日本研發(fā)的，國內(nèi)以仿造為主，國內(nèi)的研發(fā)能力無法滿足新型鍋爐制造的前沿技術(shù)要求。產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定：大多數(shù)高壓鍋爐管生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品只是達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，但不同批次生產(chǎn)的產(chǎn)品甚至是同 批次生產(chǎn)的產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)雖在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，但指標(biāo)的分散度都比較大，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。大口徑厚壁高壓鍋爐管供應(yīng)問題：通常大口徑厚壁高壓鍋爐管的合金含量都比高，需要從研發(fā)到冶煉直至最終熱處理整套完整的生產(chǎn)體系。 高壓鍋爐管供需情況 目前國內(nèi)機(jī)組的設(shè)計(jì)能力超出了國內(nèi)需求，但具備有整套配置設(shè)施及相應(yīng)的技術(shù)能力的企業(yè)不多，因此完全解決高技術(shù)含量的大口徑特厚壁高壓鍋爐管的供應(yīng)問題還需要努力 [3]。 表 20212021年我國高壓鍋爐管產(chǎn)量及進(jìn)出口情況 單位：萬噸 近幾年，我國高壓鍋爐管的產(chǎn)量逐年上升，高壓鍋爐管產(chǎn)量從 1998 年的 萬噸提高到 2021 年的 90萬噸（ 2021年受國際金融危機(jī)影響產(chǎn)量有所下降）。 1998年以前，我國高壓鍋爐管進(jìn)口比例高達(dá) 60%，主要依賴進(jìn)口，尤其是高合金管和大口徑管進(jìn)口比例更高達(dá) 85%。到 2021 年，進(jìn)口高壓鍋爐管 18 萬噸，進(jìn)口比例降至 19%。 20212021 年我國高壓鍋爐管產(chǎn)量及進(jìn)出口情況詳見表 。 隨著產(chǎn)能擴(kuò)大， 目前高壓鍋爐管市場總體供大于求，尤其是碳鋼管已嚴(yán)重供大于求，普通合金管也有過剩，但部分品種高合金管還不能完全滿足國內(nèi)需求，每年仍有近 20 萬噸左右的高附加值的高壓鍋爐管進(jìn)口。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 5 高壓鍋爐管發(fā)展趨勢 火力發(fā)電機(jī)組的效率主要取決于機(jī)組的參數(shù)，參數(shù)越高，機(jī)組效率越高，而高壓鍋爐管是提高機(jī)組效率的關(guān)鍵?？傮w來說，隨著火力發(fā)電向更高參數(shù)的發(fā)展，鍋爐的溫度和壓力越來越高、管道工作環(huán)境越來越苛刻、管道尺寸不斷增加，因此需要高合金高壓鍋爐管的量越來越大，對(duì)管材承壓耐溫及材質(zhì)的要求越來越高，對(duì)管材的精度要求也更為苛刻。 專家預(yù)測，我國“十一五”后期及“十二五”期間電力發(fā)展將趨于平穩(wěn)，發(fā)電裝機(jī)容量的增長率平均可保持在 8%左右，以 2021 年發(fā)電裝機(jī)容量為基數(shù)，按每年增加 8%可計(jì)算出 20212021 年新增裝機(jī)容量平均增長 5500 萬 kW/年，再考慮 億 kW的落后機(jī)組淘汰新建和約 10%的整套鍋爐出口，可推算出 20212021年國內(nèi)的鍋爐發(fā)電機(jī)組的產(chǎn)量平均仍將保持在 6000 萬 kW/年左右的增長。按照100t/萬 kW高壓鍋爐管計(jì)算，并考慮到 15%的電站安裝與維修及其他消費(fèi)，今后幾年對(duì)高壓鍋爐管的需求量仍將在 70 萬噸左右。 綜上 所述，目前我國高壓鍋爐管產(chǎn)量已供大于求，國內(nèi)無縫鋼管企業(yè)可以生產(chǎn)供給國內(nèi) 95%以上品種的高壓鍋爐管需求，但由于超臨界、超超臨界和更新的機(jī)組對(duì)鋼種及規(guī)格提出更高的要求，要完全替代進(jìn)口，國內(nèi)無縫鋼管企業(yè)還需要努力追趕。 總結(jié) 由于我國鋼管生產(chǎn)技術(shù)裝備水平的顯著提高，具有先進(jìn)技術(shù)水平的 (短流程 )鋼管生產(chǎn)工藝 (煉鋼 /精煉 — 連鑄管坯 — 連軋管 )在鋼管生產(chǎn)企業(yè)大力推廣，鋼管產(chǎn)品的質(zhì)量普遍接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平，產(chǎn)品覆蓋了石油、化工、鍋爐、煤炭、汽車、船舶、電站以及軍工、航空、航天、核能、鋼結(jié)構(gòu)等行業(yè)和領(lǐng)域，同時(shí) 還部分出口；還有一批具有高附加值、高技術(shù)含量的產(chǎn)品，如特殊扣套管、高鋼級(jí)鍋爐管、鉆桿等產(chǎn)品正在開發(fā)或在批量試生產(chǎn)中，不久將替代進(jìn)口產(chǎn)品。 建廠可行性和必要性分析 國內(nèi)市場調(diào)查、研究與預(yù)測 從總量看，我國無縫鋼管市場目前供求已基本平衡或略微供大于求。但從品種、規(guī)格看，目前高質(zhì)量、大規(guī)格（厚壁管）的無縫鋼管仍有缺口，需要從國外進(jìn)口，尤其是油井管和高壓鍋爐管（核電用管）及高鋼級(jí)（耐腐蝕）的輸送管線內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 6 管 [4]。 2021 年世界經(jīng)濟(jì)仍將保持復(fù)蘇及良好運(yùn)行，繼續(xù)拉動(dòng)對(duì)鋼鐵產(chǎn)品的需求，鋼管保持出口旺盛的態(tài)勢 。特別是出口退稅并未涉及出口量較大的石油天然氣輸送和鉆探用無縫鋼管，出口仍將保持快速增長。中國經(jīng)濟(jì)仍將保持較高的增長速度， “ 十一五 ” 期間，中國能源需求強(qiáng)勁是中國鋼管發(fā)展的直接動(dòng)力和間接動(dòng)力。預(yù)測 2021年將消費(fèi) 25~33 億 t標(biāo)煤， “ 十一五 ” 期間能源建設(shè)將投資 萬億元，到 2020 年，我國能源工業(yè)累計(jì)投資將達(dá)到 10 萬億元。其中， 2020 年煤炭生產(chǎn)能力將達(dá)到 28 億 t，年均投資 700 億元 。2021 年石油產(chǎn)量將達(dá)到 億 t，年均投資 500 億元 。天然氣產(chǎn)量達(dá)到 1100 億 元 ，年均投資 300 億元。據(jù)此預(yù)計(jì)內(nèi)市場無縫鋼 管需求仍十分旺盛，特別是石油石化、電力行業(yè)的快速發(fā)展，仍將對(duì)無縫鋼管具有穩(wěn)定的 需求 [5]。 火電設(shè)備用鋼管年平均 100t/萬 kw 左右，規(guī)格 Φ16～ 1066mm，壁厚 1～130mm，合金比 60%～ 70%，圖 2021~2021 年高壓鍋爐管銷售量及進(jìn)出口量，從圖 6可以看出近 3 年市場銷售量變化不大。在 2021 年進(jìn)口鋼管中鍋爐管占 %，進(jìn)口的品種、規(guī)格主要是大直徑、厚壁管及國內(nèi)生產(chǎn)有難度的產(chǎn)品（如 T/P2 T/P9 T/P12 T/P91 VM1 TP347HFG 等）。 圖 20212021 年 我國高壓鍋爐管銷售量及進(jìn)出口量情況 建廠選址及其可行性分析 (1) 廠址地理自然條件 包頭地處渤海經(jīng)濟(jì)區(qū)與黃河上游資源富集區(qū)交匯處，北部與蒙古國接壤，南臨黃河，東西接沃野千里的土默川平原和河套平原，陰山山脈橫貫中部。包頭境內(nèi)有陰山山脈的大青山、烏拉山（以昆都侖河為界），山峰平均海拔 2021 米，最內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 7 高峰海拔 2324 米。全市由中部山岳地帶、山北高原草地和山南平原三部分組，呈中間高，南北低，西高東低的地勢。黃河流經(jīng)包頭市境內(nèi) 214 公里，公路、鐵路兩橋并行飛架黃河南北。包頭屬 半干旱中溫帶大陸性季風(fēng)氣候， 年平均氣溫 ℃ ，年降水量 310mm。 (2) 交通、運(yùn)輸狀況 包頭是連接中國華北、西北的重要交通樞紐，現(xiàn)已基本形成了鐵路、公路、航空綜合交通網(wǎng)絡(luò)。其中貫通華北、西北地區(qū)的大動(dòng)脈京包、 包蘭 鐵路、包神鐵路在包交匯，東行可連 北京 ，西行可連 蘭州 ，南行可連 太原 、 西安 、 上海 、 寧波等地，交通運(yùn)輸非常便利。 (3) 水、土地資源狀況 充足的水資源是包頭經(jīng)濟(jì)賴以發(fā)展的重要條件。黃河流經(jīng)包頭境內(nèi) 214 公里，水面寬 130 米到 458 米，水深 米到 米，平均流速為每秒 ，最大流量每秒 6400 立方米，年平均徑流量為 260 億立方米，是包頭地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活的主要水源。此外，艾不 蓋河、哈德門溝、 昆都侖河 、五當(dāng)溝、水澗溝、美岱溝等河流，水流量可觀，也是可以利用的重要水資源。包頭可利用地表水總量為 億立方米（不包括黃河過境水）。地下水補(bǔ)給量為 億立方米。 包頭土地總面積 27768 平方公里，其中，山地占 14. 49％ ，丘陵草原占％ ，平原占 10％ 。已開發(fā)和利用的土地中，市區(qū)面積為 平方公里；耕地面積占土地面積比重 ％ ；森林面 積 千公頃，草原面積 千公頃。 (4)能源條件 包頭的礦產(chǎn)資源具有種類多、儲(chǔ)量大、品位高、分布集中、易于開采的特點(diǎn)，尤以金屬礦產(chǎn)得天獨(dú)厚，其中稀土礦不僅是包頭的優(yōu)勢礦種，也是國家礦產(chǎn)資源的瑰寶。已發(fā)現(xiàn)礦物 74 種，礦產(chǎn)類型 14個(gè)。主要金屬礦有：鐵、稀土、鈮、 鈦 、錳 、金、銅等 30 個(gè) 礦種， 6 個(gè)礦產(chǎn)類型。非金屬礦有：石灰石、 白云巖 、 脈石英 、 螢石 、 蛭石 、 石棉 、 云母 、 石墨 、 石膏 、 大理石 、 花崗石 、 方解石 、 珍珠巖 、磷灰石 、 鉀長石 、珠寶石、 紫水晶 、 芙蓉石 、銅蘭、 膨潤土 、 高嶺土 、增白粘土、磚瓦粘土等 40 個(gè)礦種。能源礦有： 煤 、油 頁巖 等。 內(nèi)蒙古地區(qū)預(yù)測煤炭儲(chǔ)量達(dá)