管线钢市场生产与发展

1、1 / 12管线钢市场、生产与发展管线钢市场、生产与发展目目 录录1.1.前前 言言 1 12 2 管线用钢主要工程管线用钢主要工程 2 22.1 我国正在建设和计划将要建设的重点天然气管道工程 22.2“西气东输”工程与其管材用钢情况 33 3 国管线钢生产情况国管线钢生产情况 4 43.1 宝钢 43.1.1 高强度高韧性管线钢的基本冶金原理和工艺流程 43.1.2 高科技在高强度高韧性管线钢中的应用 43.1.3 管线钢的工业性批量生产 53.2 武钢 53.2.1 X70 管线钢的纯净度和工艺流程 53.2.2 X70 超低硫工艺控制技术 53.2.3 X70 管线钢的工业性批量生产

2、63.3 鞍钢 63.3.1 管线钢卷板供货情况 63.3.2 设备情况 63.3.3 管线钢开发情况 63.4 其他企业 74 4 未来未来 5 5L0L0 年管线钢供需情况展望年管线钢供需情况展望 7 74.1 油气管线建设规划与对钢材的需求量 74.2 管线用钢的需求品种 84.3 管线用钢生产展望 84.3.1 耐酸性气体的管线钢 84.3.2 X70 高强度高韧性管线钢的生产 94.3.3 X80 高钢级管线钢的生产 95 5 设想设想 9 95.1 国管线钢发展方向 95.2 我公司生产管线钢的能力分析 95.2.1 炼钢能力分析 95.2.2 轧钢能力分析 95.3 后续规划中有

3、关管线钢生产的建议 102 / 121.1.前前 言言本月颁布的钢铁产业政策中，在谈到产品结构调整时，有如下描述：“第三十四条 鼓励钢铁企业生产高强度钢材和耐腐蚀钢材，提高钢材强度和使用寿命，降低钢材使用数量。开发应用抗硫化氢、抗二氧化碳腐蚀的油井管和管线钢板、耐大气腐蚀钢板和型钢、耐火钢等产品，提高钢材的耐腐蚀性和钢材使用寿命。”其中提到开发应用抗硫化氢、抗二氧化碳腐蚀的管线钢板，主要用于石油行业的石油、液化石油气、液化天然气输送用钢，管线钢板的生产和研究水平，反映了一个国家的钢铁技术水平，尤其是炼钢技术水平，是实现我国由钢铁产能大国向钢铁强国转变的标志性体现。作为建龙技术研究和销售部门，在

4、学习钢铁产业政策基础上，我们对管线钢的市场、研究、生产以与发展作了一些调研和资料收集工作。作为管线钢的最大用户，石油行业“十五”期间发展重点为：一是加强国石油勘探，增加后备储量，实现东部稳产、西部和海洋有较大发展的目标；二是加快天然气基础设施建设，改善能源结构；三是坚持利用国外资源的战略方针，积极拓展海外油气勘探开发业务；四是加快建设国家战略储备库，保障国家石油供给安全。石油行业的发展重点是依据国家发展方向和市场情况决定的，钢铁产业政策中所规定的管线钢条款主要是依据石油行业市场制定的，为此有必要了解管线钢市场应用和需求情况：管道运输石油、天然气是最经济、最方便、最主要的运输方式之一，40多年来

5、，随着国石油和天然气工业的发展，油气管道建设取得了长足的进步。目前，国原油、成品油和天然气运输管道的长度约为21000km，基本上实现了管道运输。但与世界发达国家相比，国的管道运输无论从数量上还是从油气管线的质量和品种上都存在很大差距。中国虽为世界第五大产油国，但油气管线长度不到世界管线总长度的1%，中国现有天然气长输管道3.2万公里。美国已拥有80万公里输气管道，俄罗斯有22万公里，日本有20.7万公里。与其他国家相比，我国的油气管道建无论是从长度、直径、输量等方面均存在差距，随着我国天然气资源的进一步开发利用，油气管线向长距离、大口径发展是必然趋势。根据国经济发展战略，国家已经把天然气长距

6、离输送管道列入全国重点基础建设项目，全国计划在l0年建设近10000km的管线，预计共需管材1000万吨左右。现已建成和正在建设涩宁兰、兰成渝、忠武管道，尤其备受世人瞩目的“西气东输”工程的建设，强力拉动了钢管等相关产业的发展，其产需也有了较大幅度的增长。3 / 122 2 管线用钢主要工程管线用钢主要工程2.1 我国正在建设和计划将要建设的重点天然气管道工程西气东输工程，全长 4176 公里，总投资 1200 亿元；涩宁兰输气管道工程，全长 950 公里，已于 2000 年 5 月开工建设，目前已接近完工，天然气已送到；忠县至输气管道工程，全长 760 公里，前期准备工作已获得重大进展，在建

7、的 11 条隧道已有 4 条贯通；至涿州输气管道工程，全长 202 公里，已于 2000 年 5 月开工建设，目前已接近完工；至输气管道工程，全长约 160 公里；靖边至输气工程复线；靖边至输气管道工程复线；陕甘宁至呼和浩特输气工程，全长 497 公里；岛天然气管道工程，全长约 270 公里；龙口至输气管道工程，全长约 250 公里；中俄输气管道工程，中国境全长 2000 公里；液化天然气工程，招商引资工作已完成，计划 2005 年建成。在建和将建的输油管道有：兰成渝成品油管道工程，全长 1207 公里，已开工建设；中俄输油管道工程，中国境长约 700 公里；中哈输油管道工程，中国境长 800

8、 公里；由至至长达 2000 公里的成品油管线和镇海至、的原油管线也即将开工建设。除主干线之外，大规模的城市输气管网建设也要同期配套进行。2.2“西气东输”工程与其管材用钢情况“西气东输”工程西起轮南，东至，全长4000km，创造了国管道史上多个之最。它是国最长的管道：全长4000km，跨越9个省、市、区；穿越地形最复杂；压力最高(设计输气压力10MPa)；管径最大(1016mm)，在国管道发展史上具有划时代的意义。工程干线共需管材约175万吨，板带钢200万吨。其中，螺旋焊管137万吨，宽带钢157万吨；直缝焊管38万吨，中厚板45万吨。目前宝钢、鞍钢、武钢等企业生4 / 12产的宽带钢基本

9、可以满足螺旋焊管的要求，而生产直缝埋弧焊管用中厚板则存在较大问题，可见工程对管材用钢要求很高。“西气东输”管道用钢标准与用量见表1，管道施工焊管需求量见表2。表1“西气东输”管道用钢标准与用量区段地区等级焊管类型长度km壁厚 mm钢管用量 万吨轮南 1234螺旋焊管直缝焊管直缝焊管直缝焊管271973973914614. 617. 521. 026. 298. 0331. 8420. 409. 34靖边 (复线)1234螺旋焊管螺旋焊管直缝焊管直缝焊管62746834314111. 714. 016. 821. 014. 5312. 9311. 345. 70注: 轮南、靖边(复线)所用管道的

10、口径分别为 1016mm 和 813mm。表 2管道施工焊管需求量时间/年螺旋焊管直缝焊管合计20012002200320072008总计2. 527. 867. 719. 38. 1-11. 844. 65. 211. 35. 8-14. 372. 472. 930. 613. 9204. 1“西气东输”管道工程全面对外开放，国外企业凭技术、资金等方面的优势进入了中国市场，如“西气东输”工程所用的首批直缝埋弧焊管进行了国际招标，17万吨订货全部为外国公司包揽。“西气东输”管道工程也给国钢铁生产厂家带来了新的挑战和机遇。在大力推动工程用钢管、钢板的国产化的有利条件下，对国尚不能生产的管材，争取

11、技贸结合引进技术。2003年以后争取全面国产化。2.3 中俄天然气管道从伊尔库茨克柯维克金天然气田-中国，全长达2300公里，中俄政府将在今年底以前对这一项目作出正式答复。由于中俄两国确立了能源的战略合作伙伴关系，2005年7月1日，中石油与与俄罗斯石油公司签订了长期合作协议，中石化与俄石油签订了建立合资企业的议定书，使得这个可以被称为“世纪工程”的跨国天然气管道有望在明年破土动工，从 2008 年开始全线输气。5 / 123 3 国管线钢生产情况国管线钢生产情况近几年来，国管线钢生产发展很快，宝钢、武钢、鞍钢、本钢、攀钢等企业相继开发生产了高钢级的X 系列管线钢。3.1 宝钢管线钢是宝钢主要

12、代表品种之一。近年宝钢管线钢开发生产发展很快，无论是数量还是品种质量在国市场都占绝对优势。2000年宝钢管线钢产销大幅增长，全年销售量达到了355万吨。在品种质量方面，宝钢生产的管线钢也达到了很高的水准，不仅可生产X60X70高牌号品种，并且产品质量可与日本产品相媲美 2000年宝钢抓住国家西部大开发的有力时机，在管线钢新品种的开发上取得了重大突破，开发出了我国“西气东输”工程使用的新型管线钢，试制开发了X70高钢级管线钢、抗HIC管线钢和厚度大于16mm的超厚规格的管线钢，先后在涩宁兰、入川线、出川线等重大管线工程中中标，为其全面加入“西气东输”工程奠定了坚实的基础。3.1.1 高强度高韧性

13、管线钢的基本冶金原理和工艺流程宝钢通过采用低的碳含量设计、细晶强化、微钛处理技术，与铌、钒微合金化细化晶粒和沉淀强化作用相结合，以与降低硫含量等综合技术措施，使管线钢具有高强度、高韧性和良好的焊接性能。宝钢管线钢的基本冶金工艺流程为铁水预脱硫一LD转炉冶炼一炉外精炼一板坯连铸一板坯再加热一轧制一冷却一卷取。3.1.2 高科技在高强度高韧性管线钢中的应用目前，宝钢在冶炼技术中应用先进的计算机技术，将钢的化学成分波动控制在很窄的围，且炉与炉之间的成分波动也非常的小，同时尽可能地降低硫、磷等有害元素的含量。例如，从宝钢生产的556炉X65管线钢的部分成分统计结果中可见钢中的硫含量均控制在00054%

14、；碳含量和碳当量的波动值已控制在005 %之，这些均为最终产品获得稳定的性能和良好的韧性提供了基本保证。宝钢板卷的热机械处理技术(或称控轧控冷技术)的应用和稳定的轧制条件使管线钢中微合金的作用得以充分发挥，从而在获得高强度高韧性板卷的同时保证了批量生产的管线钢具有更加稳定的力学性能。目前，国际上一般对板卷屈服强度的波动值要求小于120MPa，甚至更低。宝钢现在已较好地掌握了管线钢生产的先进控制技术，产品屈服强度波动值已控制在100MPa围之。从宝钢生产的19万吨X65管线钢板卷的屈服强度抽样统计结果中可见，屈服强度的波动值已很好地控制在100MPa之，且99%以上的数据波动值在75MPa。6

15、/ 123.1.3 管线钢的工业性批量生产19952005年，宝钢先后为塔里木沙漠管线工程、陕一京管线工程和库一鄯管线工程、西气东输等国外重要输油、输气管线工程提供了330万吨X52、X60、X65和X70的高强度高韧性管线钢板卷，改变了国长输管线用钢长期依靠进口的局面。宝钢在研制库一鄯管线工程用X65管线钢的基础上，进一步开发了厚规格的X65高强度高韧性管线钢板卷。批量生产X65管线钢的板卷厚度从71mm和87mm两个规格发展到1072mm127mm和l43mm三个规格，试生产厚度已达165mm。l997年以来宝钢已累积生产了45万吨X65高强度高韧性管线钢板卷并先后在印度HALDIABAR

16、AUNI输油管线工程、丹MUGLADBASIN 输油管线工程和土耳其BOTAS输气管线工程中得到成功的应用。“西气东输”工程，宝钢提供16万吨的管线钢合同。近年来宝钢管线钢的钢级不断地向高钢级、厚规格发展。3.2 武钢武钢是国第二大管线钢生产企业。在西气东输冀宁管线工程招标中，武钢生产的X70以产品质量高于国外同类产品，中标了全部15万吨合同。这是武钢从2004年7月底以来，连续在“双兰”管线工程、沿江管线、中哈管线、LNG管线工程之后又一次在国外重大管线钢工程中中标，标志着武钢管线钢生产已居国际一流水平。 管线钢属钢铁行业中的高技术含量和高附加值产品，过去大多从国外进口。随着西部大开发、西气

17、东输等全面铺开，管线钢的需求量逐年上升,为抢占西部大开发管线钢市场的商机，顶替进口，为民族工业作贡献，近年来，武钢加速开发新一代高性能管线钢品种，成功开发出超低硫工艺和全新的处理工艺，从X42、X52、X60、X65、X70形成了一整套管线钢生产管理办法和工艺控制技术。生产性能达国际一流水平，2003年，武钢生产的管线钢市场占有率已达23%。 近年来，武钢成功开发并批量生产X70，合格率达到99%，远高于国外其它企业，居世界一流水平。目前X80一次试制成功，并实现了批量生产，使武钢成为国少量几个能生产高品质管线钢的生产基地。 下面以X70为例简要介绍武钢在高强韧管线钢生产方面的技术水平。3.2

18、.1X70 管线钢的纯净度和工艺流程武钢通过铁水脱硫、转炉脱硫、RH真空脱硫与LHF炉脱硫，管用钢的硫含量能控制到较低的水平S(0.004%)，同期开发的Ca处理工艺，已基本上达到使夹杂物变性处理的目的。工艺流程：铁水脱硫-转炉冶炼-吹氩-RH真空处理-LF钢包炉（Si-Ca处理）-连铸-板坯加热-1700mm热连轧-层流冷却-卷取-检验、发货7 / 123.2.2 X70 超低硫工艺控制技术为了降低钢中硫含量，根据确定的生产工艺路线和武钢现有装备条件，超深脱硫技术主要应用系统控制的思想，整体控制，分步实施。通过鱼雷罐铁水脱硫，降低入炉铁水硫含量倒罐时的铁水挡渣，防止铁水回硫铁水扒渣，降低了转

19、炉石灰消耗，提高脱硫率和金属收得率转炉采用低硫原辅材料，如：石灰等熔剂，尤其是必须采用超低硫废钢（S0.01%）,来满足超低硫管线钢生产的需要转炉采用合理的冶炼模式,降低转炉终点硫含量转炉出钢挡渣罐罐干净、无残渣LHF炉造高碱度、还原性渣脱硫连铸防止大包下渣回硫3.2.3X70 管线钢的工业性批量生产“西气东输”工程要求输气管线由高强度、高韧性的X70管线焊接而成。武钢提供了4万吨X70管线钢。另外，涩宁兰管线也是用了武钢的X70卷板。3.3 鞍钢1997年以后随着鞍钢技术改造的深入，鞍钢集团公司正式将管线钢的批量试生产作为一项重要工作。八年时间，管线钢从实验室转向了大生产。X6O、X70管线

20、钢卷板与X65平板，进人大批量供货阶段，X80试制通过鉴定。国1780机组、4300mm宽厚板轧机和RH真空处理设备的正式投产，为生产高钢级高质量管线钢提供了良好的技术和设备条件。3.3.1 管线钢卷板供货情况自从1997年12月首次供应管线钢以来，在原1700mm热轧生产线生产了卷板15600t，历年管线钢供货情况见表3。表 3鞍钢历年管线钢供货情况供货日期牌号板厚,mm轧钢厂制管厂家制管方式供货量, t用途1997. 121998. 11998. 5X56X42X4211710热轧带钢厂热轧带钢厂热轧带钢厂钢管厂海城钢管公司钢管公司ERWERWSSAW31009001500输气输油输油8

21、/ 121998. 101998. 111999. 31999. 11999. 122004BX46X52X52X46X707810714. 721热轧带钢厂热轧带钢厂热轧带钢厂热轧带钢厂热轧带钢厂热轧带钢厂三冶钢管厂钢管厂钢管厂三冶钢管厂三冶钢管厂SSAWSSAWERWSSAWSSAW SSAW26004100900180070020000输油输油输气输油输油输气3.3.2 设备情况鞍钢管线钢开发所需要的硬件条件已基本具备，特别是轧钢系统设备更为完善，新建了国最先进的热连轧生产线1780机组；同时鞍钢又有4300mm宽厚板机组，可满足直径1220mm以下的UOE直缝焊管的原料供应要求。炼钢系

22、统的改造也初具规模，目前已形成了一炼钢一宽厚板厂(4300机组)和三炼钢一热连轧厂(1780机组)两条管线钢的生产线。3.3.3 管线钢开发情况鞍钢三炼钢历年管线钢卷板的开发计划参见表4。表 4三炼钢管线钢卷板开发计划主要技术指标时间工艺路线新增设备规格钢级S, %A kv, J1999年以前 三炼钢1700 机组-(611) 1250X600.010352000 年 三炼钢1780 机组RH 真空处理, 喷粉站(614)1630 X650.0051002002 年 三炼钢1780 机组L F 炉(616) 1630X700. 003150据鞍钢介绍，“西气东输”工程要求输气管线由高强度、高韧

23、性的X70管线焊接而成。鞍钢1780机组生产线建成投产前，国仅有宝钢和武钢具备与之相匹配的生产能力。鞍钢从2000年10月开始，以1780机组生产线为龙头致力于X70管线钢的研制生产。2002年3月，在中国石油化工总公司“西气东输”管线钢招标中，鞍钢与国浦项、国的宝钢、武钢一同中标，承接了5000tX70管线钢的生产任务。3.4 其他企业除宝钢和武钢外，本钢、攀钢、鞍钢和太钢等企业在管线钢市场也占有一定份额。这些企业都能生产X60以下钢级的管线钢，市场主要是东北石油管理局、胜利油田和华北油田。攀钢在国市场中也占有较大的份额，1997年攀钢生产管线钢474万吨，在国市场的占有率约为19 左右。1

24、999年其产量和市场份额都有所下降，9 / 12产量为285万吨，市场占有率约为10 左右。攀钢生产的管线钢品种质量虽不与宝钢和武钢，但其产品有其自身的特点。攀钢根据自身的设备、工艺与资源条件，研制开发的钒、铌、钛复合微合金化X60级管线钢通过了原国家冶金局主持的技术鉴定，其软科学性能已达到国宝钢和武钢同类产品水平，已具有大批量生产的条件。本钢在管线钢生产中也取得较大进展，其石油管线从$40$70等规格不等，广泛用于华北和东北的油田中。2000年本钢针对“西气东输”工程，开发出高级别石油管线钢，在兰成渝线与宝钢一道中标，获得23万吨订货合同。4 4 未来未来 5 5l0l0 年管线钢供需情况展

25、望年管线钢供需情况展望4.1 油气管线建设规划与对钢材的需求量油气管线建设规划与对钢材的需求量随着国能源结构的调整和环境保护力度的加强，以石油天然气替代煤炭作为主要能源是 21 世纪发展的必然趋势。目前，国家已把发展石油天然气长输管道列入全国重点基础建设项目，今后 10 年，国将构筑连接全国乃至国外的油气大动脉，形成全国性的大管网和“亚洲石油大陆桥”，石油天然气长输管道建设将进入高峰期。除了第 2.1 条列出的我国正在建设和计划将要建设的重点天然气管道工程以外，另据海关透露，国家重点工程春晓油气田将于今年 10 月份完工。届时，该油气田的日处理天然气能力可达 910 万方。该油气田位于市东南

26、350 公里的东海西湖凹陷区域，由春晓、残雪、断桥和天外天 4 个油气田组成，总面积达 2.2 万平方公里。目前中海油正在全力构筑一个纵贯南北的沿海天然气管网，从北至南，辐射环渤海经济区、长江三角洲经济区和珠江三角洲经济区。目前，在、已经建成四大液化天然气进口站。在、等地已经建成天然气供应站。据此估计，在未来 10 年，国将需要管线用钢 850 万吨左右。对于国的钢铁生产厂家而言，这是一个巨大的、前途光明的市场。4.2 管线用钢的需求品种从国油气生产和消费结构以与西部大开发战略综合考虑，长距离、大口径、高压力、耐腐蚀是国油气管道发展的必然趋势，这就对管线钢的强度和韧性提出了更高的要求。首先要求

27、提高管线钢的钢级。每提高一个钢级，可节约建设成本 7 左右。近年来，在世界围管道工程均以使用 X7O 管线钢为主，X8O 也已批量用于管线建设中，而且 X100 和更高钢级的管线钢也在开发和试用推广；其次，在加紧开发高级管线钢的同时，要注重提高钢材韧性，兼顾材质的高强度和高韧性；此外，还10 / 12要提高管材的抗 HIC 性能。因为油气输送管道会随着钢级增高、输送压力大，导致H2S 的分压值升高，从而使管线钢抗 HIC 的能力成为一个关键问题。据报道在“西气东输”工程技术方案中，管道输气压力暂定为 10MPa，钢材等级推荐使用X70 钢级；管道用管(约占 80 )选用螺旋焊管，其壁厚为 14

28、6mm；其余选用直缝埋弧焊管，其壁厚分为 174mm，209mm 和 261mm 三种；管道外径拟定为 ll18 mm。据国油气干线发展规划，未来管线用管直径在 3771420mm 之间，以大口径管道居多；壁厚在 725mm，以厚壁居多，这无疑对制作焊管的管线钢的宽度和厚度提出更高的要求。4.3 管线用钢生产展望虽然近年来国管线钢生产取得了长足的进步，但与世界水平与管线行业的需求相比仍有很大差距。目前，国虽已具备 X65 、X70 管线钢与其板卷的规模生产能力，但 X80 以上钢级的管线钢还没有投人大批量生产。目前能生产的管线钢在品种和质量上与发达国家也有一定差距：一是卷板性能各部位差异性较大

29、，尤其头尾部与其他部位的抗拉强度偏差很大；二是卷板的几何尺寸精度不够，一般相差 20mm，而进口卷板的实际公差在+10mm 以；三是带钢表面问题较多，主要是压坑和划伤，多出现在沿宽度方向，造成制管原料切除量大。在全球经济逐步走向一体化的情况下，国管线钢面临着严峻的国际市场的竞争和挑战。为此，管线钢的发展应注重以下几个方面的工作，以满足未来几年国外管线建设的发展需要。4.3.1 耐酸性气体的管线钢酸性环境下使用的管线钢是管线用钢系列中质量要求最为严格的一类品种，因其使用环境的特殊性对钢的成分设计、冶炼技术和轧制工艺与冶金装备水平均提出十分严格的要求，在焊管的设计和生产与标准的选用上也与常规的输油

30、管线用钢不同。目前国对于输送酸性气体的管线钢不论是板卷生产还是焊管制造均缺乏实际应用的经验。随着西部管线工程的发展，对酸性环境下使用的输气管线用钢将提出需求。因此，国冶金企业与管线建设部门应加强合作，加快酸性环境下使用的输气管线用钢的研制与应用。4.3.2 X70 高强度高韧性管线钢的生产国际上钢级 X70 的高强度高韧性管线钢在长输管线上已使用多年，而国对批量生产和工程使用该钢的经验较为缺乏。随着“西气东输”管线和拟建的“中一俄”管线向大口径、高压输送发展的建设需要，也将对 X70 钢级的高强度高韧性管线钢提出一定的需求。因此，国应在已有的 X65 管线钢的经验基础上尽早地进行 X70 管11 / 12线钢的研制工作，进行小批量的试制和部分试验段应用，做好工程的前期技术准备工作。4.3.3 X80 高钢级管线钢的研究与生产2002 年宝钢试制的 X80 热轧板卷被制成国第一根 X80 螺旋焊管，板卷和焊管的各项性能指标达到美国石油协会 API 标准和用户要求，并通过中国石油天然气总公司和中国钢铁工业协会组织的产品鉴定，2005 年投产的宝钢股份宽厚板工程，也将为我国开发生产 X100 至 X120 等更高钢级的管线钢提供支撑。 2004 年底，鞍钢研制、生产的 X80 管线钢，在中国石油天然气总公司和中国钢铁工业协会组织的产品鉴定会上，一次通过鉴定，