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无缝钢管的发展现状与趋势

我国无缝钢管行业近几年出现了有史以来最快的发展,连续六年产销两旺,产品结构调整成效显著,自给率逐年提高。2004年中国钢管产量达到2123万吨,占全球钢管产量的25%以上,无缝管和焊接管均实现净出口的良好态势,市场价格一直高位运行。技术改造和投资创历史新高,技术装备大为改善,出现了两个百万吨级的无缝钢管生产企业,跨人全球大钢管集团的行列。

如同中国钢铁工业发展一样,尽管近几年钢管行业取得了令人瞩目的成就,从产量上已占全球l/4以上,但从技术装备、产品质量和产品档次、企业的经济规模及主要技术经济指标等方面看,与国际先进水平比仍有一定的差距。

一、中国无缝钢管行业发展现状

1.生产发展与表现消费现状

2004年,我国无缝钢管和焊接钢管产量均为世界第一。2000年以来,我国钢管行业高速发展,钢管产量增长与全国成品钢材增长几乎同步,即成品钢材平均每年以21.64%高速增长,其中钢管以20.8%的高速增长,管材比保持在7.0%左右。产量居世界第一位,成为名副其实的钢管大国。

1981年一2004年,我国无缝钢管产量及表观消费量总的变化趋势是稳定、同步增长,1999年以前消费量一直高于生产量,并有一定波动(80万吨左右)。2002年前表观消费量略大于国内生产量,2003年基本持平,2004年生产量略大于表观消费量,预计2005年生产量将开始明显超过表观消费量。

2.产能建设现状

目前我国有无缝管厂家130家左右,近200台套机组。其中能生产热轧成品管且工艺技术装备较完整的有近30家,生产总量超过600万吨,占无缝钢管总量的60%以上。这类生产厂绝大多数为国有企业,技术装备先进,单线生产能力高(天管Ф250机组、宝钢Ф140机组均超过80万吨),产品质量好,是无缝钢管生产的主导企业。其余企业主要是为冷轧冷拔提供毛管或荒管坯料的中小企业,设备比较简单,单线生产能力较低,产品以结构管、低中压锅炉管和一些多规格小批量的冷轧冷拔产品为主。在这类企业中也有一批装备水平适中,产品质量较好的企业,它们占据了市场相当的份额。但是这类企业大部分为购坯生产企业,其管坯的采购和质量没有保证,尤其是近年矿石价格大幅度上涨,使管坯价格也在上涨,钢管的利润空间越来越小。另外,随着供坯企业后续加工线的建成,管坯资源也会减少,未来生产将会面临困境。

自上世纪50年代初由前苏联援建的第一条自动轧管机组生产线在鞍钢投产以来,我国已经建成无缝钢管机组近200台套(这其中包括引进的设备和国内自己研制的设备),涵盖了当今世界上各种机组,见图l。

图1 无缝轧管机组的构成

改革开放以前,无缝钢管生产主要是以自动轧管机组为主和少量的其他形式轧机(如三辊轧管机、生产大口径的周期式轧管机等)。80年代中期,宝钢从德国引进了第一条先进的连轧管机组生产线,主要生产油井管和锅炉管,其全自动化的生产方式和高效的生产能力以及良好的产品质量,让无缝钢管同行开阔了眼界,增长了见识。

这之后,天津钢管、衡阳钢管、包钢无缝、鞍钢无缝也都相继引进了连轧管机组生产线。另外,烟台钢管、成都无缝、大冶特钢也相继引进了ACCU—ROOL轧管机和ASSEL轧管机组。这些机组不仅引进了先进的生产工艺,而且还引进了先进的自动化控制系统和在线质量检测系统。如测温、测长、测径、测厚、测速(轧制速度、辊道速度)、测力(轧制力、扭距)和各种无损检测设备以及生产工艺软件等。这些机组的引进使我国无缝钢管的生产得到了飞速发展,也使其装备达到世界领先水平。

3.品种与质量现状

除少数高端、高难度产品尚需进口外,目前中国无缝钢管绝大部分产品可满足市场需要。

(1)油井管

2004午我国油井管总产量超过180万吨,占无缝钢管总产量的17.62%。国内市场占有率超过80%,全年油井管出口34.4万吨,进口32.2万吨,出口超过进口,已连续2年成为净出口产品。品种上国内不少企业勇于创新,不仅生产出了按API标准要求的K、N、C、P钢级套管,还根据用户需求开发出了具有自主知识产权的系列套管,如天津钢管公司开发出了TP系列的抗挤毁套管、抗腐蚀套管、抗高温热采井用套管、超深井用套管以及特殊扣气密性套管,其中TPl30TT高抗挤毁套管其抗挤毁强度达到167MPa以上;TPll0TSS高抗挤毁抗腐蚀套管在氯化钠5%、醋酸0.5%的氧化性腐蚀溶液中,720小时不断裂;TP140V套管下井深度达到6936米(近期这一纪录还将被打破);NC一3Cr抗二氧化碳腐蚀套管已经批量发往塔里木油田下井使用。另外宝钢、成都无缝也都开发出了自己的系列产品。

虽然中国无缝钢管行业在油井管方面取得了举世瞩目的成绩,但在一些高端产品开发方面尚没有过关,如13Cr、超级13Cr钢的夹杂物及S、P含量的控制(S<10ppm,P<15ppm),热处理的性能控制以及丝扣加工中的质量控制等还存在一系列问题,柔性油管、膨胀套管的开发尚属空白。

(2)高压锅炉管

电力事业的快速发展极大地带动了高压锅炉管的开发和生产,2004年高压锅炉管产量超过60万吨,占无缝钢管总产量的6.61%,进口量29.8万吨,国内市场占有率达67%。目前Ф219以下的规格国内基本可满足;Ф219以上的规格国内仅能供少部分,尤其是大口径厚壁的规格(325一1200x40—120)90%都需要进口。尽管这几年国内钢管制造企业在新产品开发方面取得了突破,如T9l/P91、T92、T22/P22的开发,但与电站和锅炉行业对中国无缝钢管行业的需求还有较大的差距,主要表现在品种不全,规格不齐,产品质量不够稳定,如管体表面缺陷较多(划道、外折、麻面等),钢质纯净度不够(夹杂物)等。目前核电用管几乎99%依赖进口,这主要是采购批量较小(几吨、十几吨),大企业不愿意生产;准入门槛较高,中小企业的装备现状和质量保证体系难以通过认证,这两个条件的制约使核电用管的研究相对滞后,实际上核电用管中相当一些产品国内是可以满足的,如TV48C、TVE250、AISI316、AISI304等。

(3)管线管

随着管线钢板技术的发展及焊管成型、焊接技术的进步,管线用焊管的应用范围在逐步扩大,特别是在大口径组距范围内焊管的优势更加明显,加上成本因素,焊管已在管线管领域占有主导地位,限制了无缝管线管的发展。2004年无缝管线管产量约40万吨,钢级包括X42—70,品种有陆上管线管和海底管线管。高钢级管线管的生产目前采用微合金化加热处理工艺,无缝管的生产成本明显高于焊管,而且随着钢级的提高,如X80以上钢级管线管对碳当量的限制,无缝钢管的常规工艺很难满足用户要求;目前各无缝钢管生产厂都在为提高其管线管的抗腐蚀性能,低温、高温环境中的使用性能稳定而开展科研工作。在这方面,攀钢集团成都钢铁有限责任公司已着手工艺改造,从2005年4季度开始陆上管线管和海底管线管将逐步形成规模化生产能力。

(4)气瓶管、蓄能器管

气瓶管、蓄能器管的开发成功,突破了传统气瓶、蓄能器顶挤生产工艺,使气瓶、蓄能器的生产效率大大提高,且产品表面质量及壁厚精度得到改善。2004年气瓶管、蓄能器管产量超过10万吨,占无缝钢管产量的1%;气瓶管的发展走过了艰难的路程,成材率从80年代初期的不足50%,提高到目前的80%以上。随着城市燃气出租车的兴起,对气瓶管的需求量还会不断增加。另外,CNG站用、拖车用储气瓶管和蓄能器管(大口径、中等壁厚)将有明显发展。目前国内还无法生产这类储气瓶用管,但是随着国内几条大口径机组的建设,这类产品的供应将得到改善。

(5)不锈钢无缝管

2004年产量近20万吨,用于石油、化工、能源占28%以上;水电占13%;饮食、卫生占16%;机械加工占11%;交通、运输占7%;其他为建筑、医疗、环保等。

目前我国不锈钢管生产多采用穿孔+冷轧、冷拔(包括酸洗和退火)或穿孔+热轧管+冷轧、冷拔(包括酸洗和退火),这一工艺应该说是我国独有的(包括台湾),与传统的挤压+冷轧、冷拔工艺相比,生产成本低、壁厚精度高,但中间工序修磨量较大,这是由于前道工序采用穿孔机,致使管坯的表面缺陷量扩展,造成穿孔后的钢管需大量修磨,由于中国人工费较低,这一加工方式在中国比较普遍,不仅民营企业,国有企业(包括大型企业)也多采用这种加工方式。对于冷轧、冷拔机,80年代开始引进先进、快速、高效、大直径冷轧管机,如KPW25VMR、SK75VMRCK、XnT一450等。据不完全统计,我国现有的冷轧管机近千台,其中国产二辊300余台,多辊600余台,引进40余台;冷拔管机估计有千余条链以上,可以说种类、规格齐全。

二、中国无缝钢管行业的发展趋势

1.工艺发展趋势

无缝钢管主要由热轧钢管生产,除热轧外,尚有采用热轧穿孔后冷轧或冷拔工艺生产小规格的无缝钢管,无缝钢管在钢管中的比例近几年稳定在42%一45%左右,焊管有上升的趋势。无缝钢管与焊接钢管比较是材料的可靠性和品种适应性强,尤其适应厚壁和合金钢的生产。主要问题是投资高、成本高、制造工艺复杂、壁厚和椭圆度公差大。而焊接管实际上是板材的深加工产品,其成本和价格主要取决于板材的成本和价格,在价格相近的条件下,无缝钢管的市场竞争力因其可靠性强而提高,随着钢板质量的不断改善和焊管技术装备水平的提高,部分无缝管市场有被焊接管替代的可能,但这只是非常有限的领域。

(1)热轧工艺是无缝钢管的主要制造方法,占无缝管产量的80%。目前我国拥有Ф100mm以上热轧管机组4l套,其中热连轧机组9套,产能445万吨;精密轧管机组5套,产能60万吨。热连轧管机组的生产能力约占无缝管总能力的45%一50%。热连轧管机组生产的品种和质量水平除轧机本身的技术水平外,在很大程度上受冶炼和连铸的制约,因此先进的工艺流程应该是指冶炼至管加工的完整流程。国际知名无缝管企业大都是完整的专业钢管厂或钢铁联合企业,靠外购坯制造无缝管的企业难以在激烈的市场竞争中占领阵地。采用电弧炉或转炉冶炼、LF炉外精炼、VD真空处理、全保护浇注连铸圆管坯热连轧机(MPM、PQF)管加工,被认为是当今国际先进的无缝钢管生产工艺流程,采用上述工艺流程可以生产诸如石油专用管、高压锅炉管、中低合金管等。钢的质量水平可以达到较高标准,一般S≤0.015%,深脱硫可以达0.005%以下,15—20ppm,[H]≤2ppm,C可控制在±0.02%,连铸温度控制在±10—15℃。天津钢管公司、宝钢商贸(钢管)公司、鞍钢无缝厂、包钢无缝厂均已实现上述工艺流程,攀成钢无缝和衡阳钢管公司也在抓紧配套工程建设,近期可实现上述工艺流程。对于冶炼设备,电弧炉或转炉容量不宜小于70—100t,为钢包精炼创造条件,要充分重视连轧机组的在线检测手段和自动控制系统,配备先进的探伤系统,对定位为石油管和高压锅炉管的生产线,应配备高水平的热处理和加工系统,逐步实现钢坯的热装热送和在线常化、控轧空冷等工艺。

对现存的其它轧机则区别情况加以调整:

——自动轧管机组是国内外最早采用的轧机,无论质量还是效率均落后于连轧机组,但因成本较低,成材率高,尤其适用Ф250mm以上规格,仍具有市场竞争力,应对其进行技术改造,对中小轧机有计划地予以淘汰,不再新建。

——皮尔格轧机已有百年历史,属落后设备,只有在生产大规格和特殊钢管时具有优势,如Ф426mm以上大口径、厚壁的高压锅炉管等小批量合金管,根据市场需求保留1—2套皮尔格轧机,用先进技术改造,专门生产上述产品。

——对其它型号的热轧机组应根据地区和产品定位,形成自己的市场,在质量和品种方面不断改进,降低能耗和材料消耗,形成低成本的优势。当然随着市场经济发展,尤其在供大于求的形势下,还有一批成本高、质量差的轧机将自然淘汰。凡未完全落实管坯资源的独立轧管企业,要把与冶金企业建立长期的战略联盟作为重要措施,稳定原料、生产和产品质量。(2)目前国内冷拔(轧)无缝钢管约有20%是采用Ф100mm以下小穿孔机穿孔后的毛管经冷拔或冷轧制造的。据不完全统计,国内拥有上千条冷拔管机组和近千条冷轧管机组,供冷拔(轧)的穿孔机1l0余套,主要是Ф100mm以下规格.冷拔(轧)管与热轧管比较具有成材率低和能耗高、劳动生产率低的劣势。多数小企业设备落后,自动化程度低,其大部分规格完全可以由热轧钢管机组生产。应逐步实现以热代冷,降低成本和资源消耗,落实淘汰Ф76mm以下无缝轧机的产业政策。对定位在特殊用途和热轧解决不了的小规格钢管,若仍用冷拔和冷

轧工艺解决,也应采用自动化程度较高的液压冷拔机组和高速超长行程冷轧管机等当今国际上先进技术。

2.市场发展趋势

(1)国际市场

第一,国际钢管市场现状。

世界无缝钢管生产最多的有四个国家,即德国、美国、日本和原苏联。原西德1973年达到203万吨,1981年达到最高产量236万吨,1985回落到222万吨,在此13年间,年产大于等于200万吨的有9年,其后在120一180万吨间波动;美国1973年达到357万吨,1981年达到最高产量434万吨,9年间年产大于350万吨的有6年,其后在100-200万吨间波动,即开工率仅有30%一50%:日本1979年产量达到347万吨,1981年达到最高产量432万吨,1979—1988年10年19,年产大于350万吨的有6年,其后在200—300万吨间波动,开工率约为50%一70%;原苏联1978年达到705万吨,1988年达到最高产量808万吨,1978—1991年连续13年年产大于700万吨,1992年原苏联解体,其开工率也仅有30%一50%。而德国和日本开工率相对较高,主要是向我国出口。

据估计,目前世界钢管生产能力约为5800万~8000万吨,其中焊管约3900万一4000万吨。总体来看,世界钢管市场供需基本平衡,产能略有富余。

美国市场:美国是最大的无缝钢管进口国,根据美国咨询机构提出的报告分析,每年进口量增长较大,例如2002年进口73.3万吨,2004年增加到109.2万吨,年均增幅达24.5%。目前美国对日本钢管实施反倾销政策,已导致2005年日本钢管无法进入美国市场,这将给我国无缝钢管进入美国市场带来新的机遇。

我国周边国家、地区市场:我国周边国家和地区有日本、韩国、东南亚、台湾、原苏联各国等,除日本、原苏联和印度外,其他国家的无缝钢管基本靠进口。根据了解,这些国家每年无缝钢管的消费量约为100万吨左右,其中直径≥140mm的大、中口径管约为60—65万吨,占65%左右。目前日本约占据了近40%的市场份额,我国只占有约13%的市场份额。

中东市场:中东是世界主要产油区,除对油井管大量需求外,对管线管、结构管等需求量也较大,每年约进口30多万吨,其中外径为Ф219mm以上的无缝钢管约15万吨。目前主要从日本、欧洲等国家进口。中国刚开始进人这个市场。

第二,国际无缝钢管市场发展趋势。

世界无缝钢管市场消费规模,在一段时期内可能继续在1000—3000万吨左右徘徊。目前,世界上主要十大无缝钢管生产国为中国、日本、美国、俄罗斯、乌克兰、德国、意大利、英国、法国、阿根廷。其中:中国、美国、俄罗斯的产品以国内消费为主;英国、法国进出口大体相当;其它国家大都是无缝钢管输出国。出口量约占各自总产量的30%一70%。而这些国家已组成的三大集团公司,即TENARIS、V&M和日本钢管联盟(共有730多万吨生产能力)。正与俄罗斯最近组成的大型钢管集团(由本国和罗马尼亚钢管厂组成,生产能力约300万吨)在国际市场激烈竞争,抢占市场份额。

上述情况说明,国际市场虽然空间不大,但有发展潜力,我们必须积极开发国际市场,努力提高竞争能力,争取较高的国际市场份额。

第三,近年我国无缝钢管出口特点。

一是出口大于进口,钢管已成为我国净出口产品。二是企业经营战略有了新转变,把参与国际市场竞争作为实现可持续发展长远战略措施。目前,我国先进的无缝钢管连轧机组无论是机型和数量均已成为世界之最,其实际产能已突破300万吨,占总产能的50%左右,是我国经济建设及钢管出口的主力军。

由于技术装备发生了质的变化,具有先进技术水平的“短流程”生产工艺:炼钢(精炼)一连铸管坯一连轧管在无缝管企业大量涌现,其产品质量普遍接近或达到国际先进水平,产品覆盖了石油、化工、锅炉、煤炭、汽车、船舶、电站以及军工、航空、航天、核能、钢结构等行业和领域,同时还部分出口;还有一批具有高附加值、高技术含量的产品,如特殊扣套管、高钢级锅炉管、钻杆等产品正在开发或在批量试生产中,不久将替代进口产品。

(2)国内市场

第一,无缝钢管市场发展迅速,主要品种供不应求。

“七五”以来,我国引进了几套先进的无缝钢管生产机组,带动了我国无缝钢管行业整体水平的提高。在产品质量、品种、数量等方面缩短了与工业发达国家的差距。

近10年来,我国国民经济快速、稳定发展,钢材总消费量和无缝钢管消费量都随之快速增长。199l一2001年10年间,无缝钢管消费量由350万吨增加到509万吨,年均增长仅4.1%。而2001—2004年4年间,无缝钢管消费量由509万吨增加到902万吨,年均增长率达19.3%。所以,无缝钢管消费量较2001年前,年增长率提高了4.7倍;同期,无缝钢管产量分别由230万吨增长到500万吨和908万吨;年均增长率分别为10长到500万吨和908万吨;年均增长率分别为10.7%与20.4%,无缝钢管产量较2001年前,年均增长率提高了1.9倍。

2001年同2000年相比,我国无缝钢管的生产量与表观消费量同时各增加近85万吨,增幅为20.4%;进、出口量基本相当,分别为45.4万吨和41.1万吨,增幅为26%。2004年与2001年相比,生产量增加408万吨,增幅达81.6%;表观消费量增长393万吨,增幅为77.2%。进、出口量均有所增长,分别为69.2万吨和75.5万吨,增幅为52.4%和83.7%。

第二,国内无缝钢管市场发展趋势。

消费结构进一步升级,扩大了国内无缝钢管市场空间,尤其对高档专用管需求量大幅度提高,根据预测,2005年我国无缝钢管消费量约将达到1100万吨以上,其中专用管将占60%以上。因此,立足国内市场是我国无缝钢管持续稳定发展的可靠支柱。

3.我国无缝钢管行业存在的问题

全行业发展不平衡。一直以来外供钢坯企业,在钢管产量猛增的形势下,国内坯料来源大有缓解,但价格仍在高位运行,造成成本增如,给企业效益增长带来了难度。小规格无缝管因其投资少、见效快,一大批民营企业像雨后春笋般建设起来,他们靠成本低廉、政策灵活之优势与老国企争夺国内无缝管市场,竞争十分激烈。

主要技术经济指标尚需进一步改善,以提高在国内外市场的竞争力。目前,我国热轧成品钢材(坯一材)成材率为94.9%,其中,热轧无缝钢管(坯一材)成材率,视其技术装备水平不同波动较大,技术先进轧机一般为90%一92%,技术落后轧机仅为80%左右;热轧无缝管吨管电耗先进轧机为100—150kWh/t,落后轧机为300kWh/t以上;轧机作业率先进轧机为75%以上,落后轧机为70%以下。

国民经济中需求的特殊用途、高附加值、高技术含量钢管,短期内还无法完全满足需求,尚需依赖进口。如特殊扣套管,还有高钢级高压锅炉管、油井钻杆等仍需部分进口。

无缝钢管同焊管在市场上存在着越来越激烈的竞争。过去人们普遍认为焊接钢管在质量上、安全性上不如无缝钢管,加上其材质一般为普钢Q235,生产工艺又较简单,因此成本远低于无缝钢管。因其用途仅限于一般民用建筑和低压流体输送管道,所以尽管其价格远低于无缝钢管,也无法同无缝钢管争夺市场。但进入21世纪后,先进的焊管金属装备在我国陆续出现,由于焊接工艺技术的提高,焊缝质量发生了质的改善,一些中小规格焊管,因其质量接近或达到无缝管水平,正向原属无缝钢管应用领域进军,例如低中压锅炉用管、J55级石油套管以及X70级以下的油、气管线管等。

三、中国无缝钢管行业发展战略

1.提高钢管企业集中度,走联合发展之路

加速资产重组和联合兼并的步伐,进一步提高钢管企业的集中度,有利于合理配置资源和占领市场,发挥各企业优势,增加企业综合竞争和抗风险能力。

实现专业化分工,组建巨型、跨国钢铁集团公司,是目前国际市场新的发展趋势。我国无缝钢管行业的现状是工厂多而散,全国约有113家钢管厂,150台、套轧管机(组),但50万吨级的机组仅有4套,约占2.8%;10万吨级以上的有12套,约占8.1%;2—8万吨级的约占12.4%;其余1万吨级以下的机组约占76.7%,均属工艺装备落后、污染环境严重的淘汰性机组。

现在面临国际国内两个市场的激烈竞争,中国无缝钢管行业要发展,必须改变现状,适应目前国际市场发展趋势,逐步实现国内钢管产品市场的重新分工,组建跨地区跨部门的集团公司,增强国际竞争能力,抢占更多的市场份额。

鉴于目前我国无缝钢管行业现状,建议分步走,先是本地区本部门联合,例如包钢最近将三个钢管厂联合组建为一个厂,宝钢将鲁宝等厂统一划归钢管分公司管辖。然后再进一步组建跨地区、跨部门的钢管(集团)公司。例如,以现有的独立大型无缝钢管公司为主组建集团。组建亦可先以组建联合采购、生产、销售集团公司,逐步发展为资产一体化的集团公司。

2.更新和淘汰须同时进行

目前无缝钢管的生产能力大于市场需求量,不宜重复建设一般水平甚至低水平机组。要依靠设备更新,增加部分先进能力,同时淘汰部分相对落后没有竞争能力的设备,使先进技术装备在现有基础上再提高一步。新增能力可以新建也可以用先进技术改造原有设备。

新建机组一是要有可靠的原料,无缝钢管企业应有配套齐全的冶炼和加工系统(或有长期合作的战略伙伴)。二是机组本身应为先进水平。至今仍采用落后工艺装备、靠廉价劳动力参与市场竞争,已经无济于事。

3.无缝钢管行业与焊接钢管行业保持协调发展

世界上无缝钢管与焊接钢管均以各自优势占据着各自的市场份额。两者在共同的适用范围内相互竞争,同时在品种上又相互补充。竞争促进了钢管质量提高和成本降低。目前无缝管和焊管的新工艺、新技术增强了其生命力,在很多领域无缝钢管不能被焊接钢管或其他管材所取代,同样焊管也不能被无缝钢管或其他管材所取代。在我国两者应该协调发展、发挥各自的优势。

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