□ 趙 佳 管志杰 肖邦國(guó)
2017年,我國(guó)汽車生產(chǎn)量達(dá)2 901.5萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)3.2%,產(chǎn)量創(chuàng)歷史新高,連續(xù)9年蟬聯(lián)全球第一。
2013—2017年我國(guó)汽車產(chǎn)量和增長(zhǎng)情況詳見圖1。
圖1 2013—2017年我國(guó)汽車產(chǎn)量和增長(zhǎng)情況
2017年,乘用車產(chǎn)銷增速明顯減緩,是2008年以來(lái)最低的年度增長(zhǎng)水平,全年乘用車產(chǎn)量2 480.7萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)1.6%,占汽車產(chǎn)量的85.5%。其中,轎車產(chǎn)量為1 193.8萬(wàn)輛,同比下降1.4%;SUV產(chǎn)量為1 028.7萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)12.4%;MPV產(chǎn)量為205.2萬(wàn)輛,同比下降17.6%;交叉型乘用車產(chǎn)量為53萬(wàn)輛,同比下降20.4%。
2017年,商用車在貨車產(chǎn)量增長(zhǎng)的拉動(dòng)下,產(chǎn)量增速明顯高于上年,產(chǎn)量再次回到400萬(wàn)輛以上的水平,達(dá)到420.9萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)13.8%,增速高于上年5.8個(gè)百分點(diǎn)。分車型情況看,客車產(chǎn)量52.6萬(wàn)輛,同比下降3.8%;貨車產(chǎn)量368.3萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)16.9%,其中重型貨車產(chǎn)量達(dá)115萬(wàn)輛,創(chuàng)歷史新高,這也是繼2010年首次突破100萬(wàn)輛后,再次超過(guò)100萬(wàn)輛。[1]
2013—2017年我國(guó)汽車分車型生產(chǎn)情況見圖2,2017年我國(guó)汽車分車型產(chǎn)量占比見圖3。
圖2 2013—2017年我國(guó)汽車分車型產(chǎn)量
圖3 2017年我國(guó)汽車分車型產(chǎn)量占比
2017年,汽車整車進(jìn)口結(jié)束了2015年以來(lái)的連續(xù)下降趨勢(shì),呈較快增長(zhǎng),進(jìn)口總量超過(guò)120萬(wàn)輛,僅次于2014年,為歷史次高值。2017年,汽車整車?yán)塾?jì)進(jìn)口124.68萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)15.77%;進(jìn)口金額510.3億美元,同比增長(zhǎng)13.54%。在汽車主要進(jìn)口品種中,轎車和越野車進(jìn)口量增長(zhǎng)較快,小型客車增速略低。
2017年,汽車整車出口表現(xiàn)也明顯好于上年,共出口106.38萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)31.37%;出口金額140.57億美元,同比增長(zhǎng)23.05%。在汽車整車出口主要品種中,轎車出口增速比上年大幅提升,載貨車出口結(jié)束上年下降趨勢(shì),呈一定增長(zhǎng),客車出口增速比上年有所減緩。[2]
據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)分析,2018年1—11月,國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)量2 532.5萬(wàn)輛,同比下降2.6%。其中,乘用車產(chǎn)量2 147.4萬(wàn)輛,同比下降3.4%;商用車產(chǎn)量385.1萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)2%[3]。
汽車行業(yè)屬于市場(chǎng)導(dǎo)向的消費(fèi)性行業(yè),其景氣程度受宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境及居民消費(fèi)水平的影響?!笆濉焙汀笆奈濉逼陂g,我國(guó)經(jīng)濟(jì)仍將處于穩(wěn)定增長(zhǎng)階段,隨著中國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程推進(jìn),居民收入增加,城鄉(xiāng)道路不斷完善,以及目前仍然較低的人均汽車保有量,汽車消費(fèi)市場(chǎng)仍將穩(wěn)定增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)2020年將達(dá)到3 000萬(wàn)輛左右,2025年將達(dá)到3 500萬(wàn)輛左右。
汽車輕量化是技術(shù)創(chuàng)新的主要目標(biāo)?!笆濉逼陂g,我國(guó)把汽車行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新放在非常重要的位置,以使我國(guó)能夠追趕上全球汽車業(yè)新一輪的節(jié)能減排技術(shù)變革潮流。2020年我國(guó)汽車輕量化減重指標(biāo)是以2005年目標(biāo)車為基數(shù),減重20%左右?!镀嚠a(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》提出,到2020年,乘用車新車平均百公里燃料消耗量5L、怠速啟停等節(jié)能技術(shù)應(yīng)用率超過(guò)50%;到2025年,乘用車新車平均燃料消耗量比2020年降低20%,怠速啟停等節(jié)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)普遍應(yīng)用。
新能源汽車是行業(yè)發(fā)展的主要方向。為了實(shí)現(xiàn)我國(guó)向世界提出的節(jié)能減排目標(biāo),未來(lái)5年我國(guó)仍將投入超過(guò)千億元的資金,全部用于扶持新能源汽車生產(chǎn)。隨著“十三五”新能源汽車戰(zhàn)略規(guī)劃的制定實(shí)施,到2020年,新能源汽車年產(chǎn)銷量將達(dá)到200萬(wàn)輛;到2025年,新能源汽車將占汽車產(chǎn)銷量的20%以上。
汽車用鋼包括整車制造、汽車維修及汽車零部件出口共3部分。2017年,國(guó)內(nèi)汽車工業(yè)用鋼消費(fèi)量5 700萬(wàn)噸,其中,整車制造4 800萬(wàn)噸,占84.2%;汽車維修700萬(wàn)噸,占12.3%;汽車零部件出口200萬(wàn)噸,占3.5%。按照品種劃分,消費(fèi)板帶材3 500萬(wàn)噸,占61.4%;優(yōu)特鋼棒線材1 700萬(wàn)噸,占29.8%;管材350萬(wàn)噸,占6%;其他150萬(wàn)噸,占3%,具體見圖4、圖5。
圖4 2017年汽車鋼材消費(fèi)情況
圖5 2017年汽車用鋼分品種消費(fèi)情況
2017年整車制造消費(fèi)鋼材4 800萬(wàn)噸,其中,轎車制造消費(fèi)1 370萬(wàn)噸,占28.5%;SUV制造消費(fèi)1 580萬(wàn)噸,占32.9%;MPV制造消費(fèi)320萬(wàn)噸,占6.7%;交叉型制造消費(fèi)50萬(wàn)噸,占1%;客車制造消費(fèi)230萬(wàn)噸,占4.8%;貨車制造消費(fèi)1 250萬(wàn)噸,占26%,具體見圖6。
圖6 2017年整車制造分車型鋼材消費(fèi)比例
2017年整車制造分品種鋼材消費(fèi)中,板帶材3 200萬(wàn)噸,占66.7%;優(yōu)特鋼棒線材1 300萬(wàn)噸,占27.1%;管材200萬(wàn)噸,占4.2%;其他100萬(wàn)噸,占2.1%,具體見圖7。
圖7 整車制造分品種鋼材消費(fèi)比例
(1)高強(qiáng)度鋼消費(fèi)量將持續(xù)增長(zhǎng)
提高鋼材的強(qiáng)度,既可以提高汽車的安全性,又可以降低鋼材單耗,從而達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。目前,我國(guó)貨車和客車大梁板實(shí)際應(yīng)用強(qiáng)度大部分為510~600MPa,少部分達(dá)到700MPa,為提高貨車的載重量同時(shí)不增加車身自重及提高客車的安全性,貨車和客車大梁板的強(qiáng)度將提高到600~750MPa;部分引進(jìn)轎車采用與國(guó)外同步上市的新車型,所用冷軋板最高強(qiáng)度達(dá)1 800MPa、鍍鋅板最高強(qiáng)度達(dá)1 000MPa,目前國(guó)產(chǎn)板材最高強(qiáng)度可以達(dá)到1 800MPa,與國(guó)際水平保持一致。線材用于制造高強(qiáng)螺栓,強(qiáng)度為1 000~1 200MPa,主要鋼種為冷鐓鋼,大部分產(chǎn)品可以國(guó)產(chǎn)化,但是存在高端供應(yīng)量不足、質(zhì)量不穩(wěn)定等問(wèn)題。
(2)消費(fèi)的鋼材規(guī)格呈減?。ū。┶厔?shì)
在保證安全的前提下,適當(dāng)減小(?。╀摬囊?guī)格可以降低車重、減少能耗。適當(dāng)減小鋼材規(guī)格的品種主要為板材,如日本和韓國(guó)的轎車部分鋼板提高了強(qiáng)度后,厚度規(guī)格從0.8 mm降至0.65~0.7 mm。
(3)對(duì)鋼材綜合質(zhì)量水平要求提高
目前,汽車主要部件(如發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、轉(zhuǎn)向器、車橋等)使用性能的提高,以及制造技術(shù)的改進(jìn),對(duì)鋼材提出了更多的綜合性能要求,如發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、連桿用棒材內(nèi)外質(zhì)量檢驗(yàn)要求提高,必須經(jīng)過(guò)多道次探傷,并經(jīng)過(guò)扒皮加工,做到100%無(wú)缺陷;部分車型的齒輪和十字節(jié)毛坯加工,用冷擠壓工藝代替熱鍛,對(duì)鋼材不僅有窄淬透帶要求,還調(diào)整了硬度要求;重型貨車采用引進(jìn)技術(shù)制造的大扭矩變速器,對(duì)齒輪鋼的要求與轎車相當(dāng),增加了窄淬透帶的要求,氧含量要達(dá)到0.001 5%、內(nèi)部夾雜和晶粒度等要求都有所提高。
(4)對(duì)鋼材的尺寸精度要求提高
許多零件加工采用連續(xù)、高效的加工設(shè)備,對(duì)使用鋼材的尺寸精度要求有較大提高,使一些棒材交貨狀態(tài)從較粗糙的熱軋改為精度很高的扒皮材及銀亮材。
2017年,我國(guó)汽車用鋼共消費(fèi)棒材約1 350萬(wàn)噸,占消費(fèi)全部鋼材的23.7%。其中,整車制造消費(fèi)棒材850萬(wàn)噸,占63%;汽車維修消費(fèi)棒材340萬(wàn)噸,占25.2%;出口零部件消費(fèi)棒材160萬(wàn)噸,占11.8%;見圖8。
圖8 2017年汽車消費(fèi)棒材情況
整車制造使用的棒材用于制造汽車的各種零部件,包括發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、傳動(dòng)軸、車橋、轉(zhuǎn)向器、制動(dòng)器等;汽車維修使用的棒材主要為一些易損消耗零部件和事故損壞零部件,主要為離合器、制動(dòng)器、減震器等較小的零部件,也包括變速器、發(fā)動(dòng)機(jī)、車橋等主要部件;出口零部件主要為變速器、車橋和轉(zhuǎn)向器等[4]。
2017年汽車工業(yè)消費(fèi)棒材的1 350萬(wàn)噸中,主要為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼和軸承鋼。
(1)分車型棒材消費(fèi)分析
2017年,整車制造共消費(fèi)棒材850萬(wàn)噸。從分車型消費(fèi)數(shù)據(jù)可以看出,乘用車消費(fèi)的棒材數(shù)量最大,約占棒材消費(fèi)量的55%,貨車和客車合占棒材消費(fèi)量的45%左右。目前,我國(guó)汽車使用的棒材大部分可以實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,但是部分重型貨車及轎車使用的高端齒輪鋼、轎車使用的彈簧鋼和軸承鋼、部分車型使用的冷鐓鋼等仍需少量進(jìn)口。
(2)分鋼種棒材消費(fèi)分析
2017年,整車制造消耗棒材以合金結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼為主。合結(jié)鋼特別是齒輪鋼,是汽車用棒材中用量最大的品種,也是質(zhì)量要求最高的品種之一。齒輪鋼是汽車用棒材的代表鋼種。
齒輪鋼可用于制造汽車的各種主要部件,如變速器、車橋、傳動(dòng)軸、轉(zhuǎn)向器及其他需要傳動(dòng)力矩或轉(zhuǎn)動(dòng)的部件,這些部件中的齒輪既要承受巨大的力矩,還要高速運(yùn)轉(zhuǎn),因此,既要求齒輪內(nèi)部有較高的強(qiáng)度,又要求表面有較高的硬度,以保證耐磨。為了滿足要求,齒輪鋼的各項(xiàng)質(zhì)量性能參數(shù)的指標(biāo)都較高,還附加有獨(dú)特的窄淬透帶要求;有的齒輪加工時(shí),采用冷擠壓工藝生產(chǎn)齒坯,對(duì)鋼材還增加了變形要求,這些使其成為合結(jié)鋼中特殊的鋼類。
目前,國(guó)內(nèi)汽車用齒輪鋼的國(guó)產(chǎn)化率在95%以上,其中部分重型貨車大規(guī)格(直徑大于200mm)、高性能(含窄淬透帶要求)的齒輪鋼依靠進(jìn)口;合資轎車生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的主要車型所用高端齒輪鋼部分依靠進(jìn)口。目前,國(guó)內(nèi)轎車齒輪鋼生產(chǎn)企業(yè)主要為中信泰富特鋼集團(tuán)、寶鋼特鋼有限公司、撫順特殊鋼股份有限公司、萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司、河鋼集團(tuán)石鋼公司等。
齒輪在工作時(shí),長(zhǎng)期受到變載荷的沖擊力、接觸應(yīng)力、脈動(dòng)彎曲應(yīng)力及摩擦力等多種應(yīng)力的作用,還受到加工精度、裝配精度、外來(lái)硬質(zhì)點(diǎn)的研磨等多種因素的影響,是極易損壞的零件,因此要求齒輪鋼具有較高的強(qiáng)韌性、疲勞強(qiáng)度和耐磨性。為了生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)齒輪鋼,一方面要求鋼廠為用戶提供淬透性穩(wěn)定且適應(yīng)用戶工藝要求的齒輪鋼產(chǎn)品;另一方面,齒輪廠也要通過(guò)優(yōu)化現(xiàn)有工藝,引進(jìn)新工藝來(lái)提高齒輪的質(zhì)量[5]。
目前,日本鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)汽車用齒輪鋼的工藝流程主要為:大噸位超高功率電爐(不小于70t)—真空脫氣—保護(hù)澆注(部分為大于350mm大方坯,部分為大鋼錠)—初軋開坯—中間坯檢查—熱軋材—精整(熱處理)—成品。
目前,歐洲鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)汽車用齒輪鋼的工藝流程主要為:大噸位轉(zhuǎn)爐(不小于100t)—真空脫氣—保護(hù)澆注(大部分為大于240mm連鑄坯)—鋼坯檢查—熱軋材—精整(熱處理)—成品。
采用轉(zhuǎn)爐—精煉—連鑄—連軋工藝生產(chǎn)齒輪鋼與采用電爐—精煉—鋼錠—開坯—連軋工藝生產(chǎn)齒輪鋼,都可以滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求,但是高檔齒輪鋼(如重型貨車和轎車用)對(duì)氧含量要求較高(不大于0.001 5%),用轉(zhuǎn)爐難以控制,必須用電爐冶煉。產(chǎn)品質(zhì)量控制的關(guān)健環(huán)節(jié)是煉鋼、精煉、連鑄工序。采用轉(zhuǎn)爐—精煉—連鑄—連軋工藝生產(chǎn)工藝是現(xiàn)代齒輪鋼工藝的發(fā)展方向之一,但是轎車用齒輪鋼還應(yīng)采用電爐—精煉—連鑄—連軋工藝生產(chǎn)。
與日本、德國(guó)、美國(guó)生產(chǎn)的齒輪鋼相比,我國(guó)齒輪鋼存在的主要問(wèn)題是:鋼的牌號(hào)未形成系列化,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)落后;鋼的淬透性帶較寬,國(guó)外鋼的淬透性帶已經(jīng)達(dá)到4HRC,而中國(guó)為6~8HRC,并且不夠穩(wěn)定;鋼的純凈度較低,從日本、德國(guó)、奧地利等國(guó)進(jìn)口的齒輪鋼,其氧含量波動(dòng)在0.000 7%~0.001 8%,而中國(guó)在0.001 5%~0.002 5%,并且非金屬夾雜物彌散程度不夠,分布不均,大顆粒夾雜物較多;晶粒度要求不同,中國(guó)齒輪鋼晶粒度級(jí)別一般要求5~8級(jí),而日本特別強(qiáng)調(diào)滲碳齒輪鋼的晶粒度應(yīng)不粗于6級(jí);日本開發(fā)了低硅抗晶界氧化滲碳鋼系列,可使晶界氧化層降低到不大于5μm,而SCM420H等Cr-Mo鋼為15~20μm;平均使用壽命短,單位產(chǎn)品能耗大,勞動(dòng)生產(chǎn)率低[6]。
國(guó)內(nèi)外齒輪鋼質(zhì)量比較見表1。
表1 國(guó)內(nèi)外齒輪鋼質(zhì)量對(duì)比
國(guó)內(nèi)齒輪鋼生產(chǎn)存在的問(wèn)題,也同樣出現(xiàn)在其他汽車用棒材鋼種上,如優(yōu)質(zhì)碳結(jié)鋼、軸承鋼、冷鐓鋼和彈簧鋼等。因此,未來(lái)應(yīng)全面提升我國(guó)汽車用棒材生產(chǎn)的裝備水平,優(yōu)化工藝路線,在此基礎(chǔ)上注重提高汽車用棒材的生產(chǎn)技術(shù)水平和質(zhì)量管理水平,才能真正解決我國(guó)汽車用棒材的質(zhì)量問(wèn)題。
2017年,我國(guó)汽車用鋼共消費(fèi)板材約3 500萬(wàn)噸,占消費(fèi)全部鋼材的61.4%。其中,整車制造消費(fèi)板材3 200萬(wàn)噸,占91.4%;汽車維修消費(fèi)板材280萬(wàn)噸,占8.0%;出口零部件消費(fèi)板材20萬(wàn)噸,占0.6%。2017年我國(guó)汽車消費(fèi)板材情況詳見圖9。
圖9 2017年汽車消費(fèi)板材情況
整車制造使用的板材用于制造汽車的各種零部件,包括車架、結(jié)構(gòu)件、車橋、車身、油箱、排氣管等;汽車維修使用的板材主要為一些易損消耗零部件和事故損壞零部件,主要為防撞梁、車門、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋等零部件;出口零部件主要為車輪、車橋等。
2017年,在汽車工業(yè)消費(fèi)的3 500萬(wàn)噸板材中,主要為熱鍍鋅板、冷軋薄板、中板、熱軋薄板和電鍍鋅板等。
(1)分車型板材消費(fèi)分析
2017年,整車制造共消費(fèi)板材3 160萬(wàn)噸,按車型劃分,SUV制造消費(fèi)2 530萬(wàn)噸,占80.1%;商用車制造消費(fèi)約630萬(wàn)噸,占19.9%。
從分車型消費(fèi)數(shù)據(jù)可以看出,SUV制造消費(fèi)的板材數(shù)量最大,其次是轎車制造。目前,我國(guó)汽車使用的板材大部分可以實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,但是部分高端轎車使用面板需采用進(jìn)口板材。
(2)分鋼種板材消費(fèi)分析
從分鋼種消費(fèi)數(shù)據(jù)可以看出,薄板特別是熱鍍鋅板,是汽車用板材中用量最大的品種,也是質(zhì)量要求最高的品種之一。
在汽車板中,冷軋板主要用于轎車制造,無(wú)論品種還是質(zhì)量冷軋板都代表了汽車板的最高水平。能否為轎車批量供應(yīng)各類冷軋板,已成為衡量鋼鐵廠綜合技術(shù)水平的標(biāo)志。
轎車用冷軋板帶及鍍鋅板厚度范圍為0.40~3.0mm。用量最多的冷軋板帶厚度是0.80mm,其次是0.70mm。鍍鋅板用量最多的也是0.80mm和0.70mm厚度規(guī)格。轎車用冷軋板帶的寬度范圍為600~1 850mm,特別是寬度在1 000mm以下的規(guī)格繁多。這些規(guī)格的冷軋板帶大都由汽車制造廠自設(shè)的剪機(jī)縱切面而成。因此,鋼鐵企業(yè)提供的板帶寬度規(guī)格有相當(dāng)部分不是最終需要的規(guī)格。粗略統(tǒng)計(jì),寬度小于1 050mm的冷軋板帶約占轎車總需求量的32.97%;寬度為1 050~1 250mm的冷軋板帶約占轎車總需求量的34.8%;寬度為1 250~1 530mm的冷軋板帶約占22.2%;寬度為1 530~1 850mm的冷軋板帶約占10.03%。
客車用冷軋薄板在大型客車中主要用作蒙皮,在小型和微型客車中主要用于外覆蓋件及加強(qiáng)板和梁等。客車分大型、中型、小型和微型4種車型,各車型用冷軋板帶的單耗量相差很大,其規(guī)格厚度為0.40~3.20mm,用量最多的是1.00mm,其次是0.80mm。其中,大型客車用冷軋板帶的厚度大部分為1.0~1.4mm;小型客車用冷軋板帶用量比重最大的是0.80mm,其次為1.0mm;微型客車用冷軋板帶用量最多的厚度規(guī)格集中在0.70mm、0.75mm和0.80mm。由此可見,客車用冷軋板帶的厚度規(guī)格和轎車一樣用量最多的是0.70~0.80mm[7]?!?/p>