鞍鋼鐵路貨車用耐蝕鋼耐候鋼S450AW

1

產品、工藝及裝備

鞍鋼新型耐蝕鋼S450AW是鞍鋼自主研發的獨有新產品，突破了中國鐵道貨車近50年停留在耐大氣腐蝕設計的思維，樹立了鐵道運煤敞車底部耐酸性介質腐蝕設計的全新理念。

鞍鋼針對原鋼板在運營維護過程中發現的問題，在保持接口關系及性能要求不變的前提下，優化耐腐蝕、耐磨設計，充分考慮腐蝕最苛刻部位的腐蝕情況，使整車的防腐性能得到全面提高，減少廠修時間，滿足鐵道貨車設計壽命25年的要求。

鞍鋼新型耐蝕鋼S450AW在保證材料力學性能和工藝性能穩定性的基礎上，進一步提高貨車鋼材的耐腐蝕性能。為了全面提高整車的耐腐蝕性能，該項目充分考慮鐵路貨車腐蝕最苛刻部位腐蝕情況，采用全新的設計理念，添加Cr、Ni、Cu、Sb等耐腐蝕元素，研制的新型耐蝕鋼除了具有與現用鋼種Q450NQR1同等的力學性能和耐大氣腐蝕性能外，還具有優異的耐車輛底部酸性介質腐蝕性能，適合通用敞車制造，更適合運煤專用敞車制造，能大幅提高鐵路車輛的使用壽命，同時與不銹鋼、鋁合金車輛相比具有良好的性價比。項目突破了傳統的耐大氣腐蝕鋼合金設計理念，在腐蝕機理研究和新鋼種應用性能研究方面具有獨創性。依托鞍鋼現有工藝裝備條件，通過冶煉、連鑄及軋制工藝參數優化，并采用中薄板坯2150ASP高效直軋短流程和1780傳統流程兩線同時生產，形成了低成本、規模化、高效率、高質量的生產工藝模式，實現了耐蝕鋼高效節能、綠色環保的工業化生產。

2

產品實物質量水平對比

鞍鋼新型耐蝕鋼S450AW采用Sb替代Cr，相比于高Cr的S450EW鋼，具有優異耐酸性介質腐蝕性能，同時兼顧高強度、高韌性、優異冷成形性能及焊接性能，具有低成本、易生產的特點。S450AW采用中薄板坯2150ASP流程生產，具有短流程、高效直軋、高拉速組織模式等顯著特點，同時具有節約能源和金屬消耗、實現節能增產和提高單位產能的優勢，替代了常規熱連軋生產流程，形成了低成本、規模化、全品種、高質量生產新型耐蝕鋼產品，實現高效節能綠色的工業化生產。該項目開發的新型耐蝕鋼在鋼板綜合性能上達到同類產品實物水平，具有國際競爭力。鞍鋼S450AW與寶鋼S450EW的產品腐蝕性能對比見表1。

表1 鞍鋼與寶鋼耐腐蝕性能比較

3

市場開拓及產品開發背景

鞍鋼被稱為中國鋼鐵工業的搖籃，擁有焦化、燒結、煉鐵、煉鋼、軋鋼等整套現代化鋼鐵生產工藝流程及相關配套設施和與之配套的能源動力系統，實現了鋼鐵生產工藝流程的完整性、系統性，是國內著名的特大型鋼鐵聯合企業之一。鞍鋼曾率先研發成功我國第一代鐵道車輛用耐大氣腐蝕鋼，近年來進一步加大了對鋼鐵新材料的開發力度，具有研發、生產各種環境下耐腐蝕用鋼的人才優勢、技術優勢和裝備優勢，成為全國重點工程和重點用戶的主要供應商。

為適應競爭日益激烈的市場，擺脫同質化產品惡性競爭，鞍鋼采取EVI服務模式，明確用戶的個性化消費需求，為客戶設計或提供更加適用的材料和服務，并得到用戶的認可，與用戶形成依賴關系，同時將這一服務延伸至客戶應用的全過程。通過建立EVI團隊長效機制，借助EVI項目不斷拓展市場，進一步提高企業核心競爭力。

隨著我國鐵路貨車快速、重載發展的要求，鐵路貨車已經迎來新的快速發展時期。與此同時，鐵路貨車的設計與制造也步入了新的階段，要求鋼鐵材料的強度更高，性能良好、穩定，經久耐用。

對于貨車車體材料而言，在保障強度等物理性能的前提下，從制造角度考慮，希望它有良好的工藝性能（加工成形性能和焊接性等）；從使用角度考慮，希望它有較好的耐磨損性和耐大氣腐蝕性能；從維護修理角度考慮，希望它修理量少，并有較好的切割性能及補焊條件下的焊修性能。

從鐵道運輸對貨車的要求來看，由于大量使用高強度鋼材，車體輕量化后，隨著結構材料厚度的減少，對腐蝕破壞的敏感度大大增強，鐵道貨車不同部件的防腐保護應根據其本身工作特性及腐蝕介質的情況選用不同性質的特種耐候鋼，需要考慮腐蝕最苛刻部位腐蝕情況，最終才能使整車的防腐性能得到提高。

2012年前，國內鐵路貨車制造采用的材料主要為耐大氣腐蝕鋼Q450NQR1、鋁合金和不銹鋼。鋁合金和不銹鋼成本昂貴，耐大氣腐蝕鋼Q450NQR的耐腐蝕性能不能滿足要求，急需更新換代產品。寶鋼先于其他鋼鐵企業成功開發了高耐蝕耐候鋼S450EW，目前中車下屬鐵道車輛廠采用S450EW制造的2000輛貨車正在接受運營檢驗。

2014年3月，鐵總首發招標5000輛通用敞車（約5萬噸鋼板），鞍鋼新型耐蝕鋼研發團隊共同努力一舉獲得3.5萬噸合同，訂單數量遙遙領先于其他鋼企，市場占有率70%，在全國12家車輛廠中9家企業選擇了鞍鋼的產品。新型耐蝕鋼S450AW化學成分設計先進合理、生產順暢、成本低。該新型耐蝕鋼產品的工藝路線節能環保，且成功實現穩定批量生產，鋼板的實物性能達到國際先進水平，焊接性、耐磨性及冷成形性能良好。

4

應用效果

采用鞍鋼S450AW制造的27噸軸重80噸級通用貨車C80E已投入使用，能使單車載重量比既有貨車提高10-20噸，車輛單車載重比60噸級貨車提升33%，比70噸級貨車提升14%。相對于70噸級通用貨車每列增運1000噸，在開行對數不變的條件下，一年就能增運1000萬噸，能大幅度提高運能，按全鐵路每天通用貨車裝車10萬輛計算，可年增運力5.8億噸。用鞍鋼新型耐蝕鋼生產3500輛C80E，保守按每噸運費按100元計算，至少為國家節省運輸費用20億以上。

2014年6月14日，用鞍鋼生產的新型耐蝕S450AW鋼板，由中國北車齊齊哈爾軌道交通公司主導研制的C80E型敞車，編組96輛長達1408m的運煤大列，首次由大秦線湖東二場出發奔赴京唐港。這意味著，具有世界先進水平的27噸軸重新型鐵路貨車C80E正式投入專用線路試運用，并將在全鐵路既有線路上推廣使用，標志著我國鐵路邁入國際重載鐵路先進行列。

鞍鋼產品實物質量穩定，取得了顯著的經濟效益和社會效益，隨著鐵道貨車在設計壽命內長時間安全使用的需求，S450AW鋼的應用范圍將不斷擴大，具有廣闊的市場前景。今后繼續擴大市場，特別是迅速打入國際市場。同時鞍鋼還將繼續進行技術儲備，開展系列化產品研發。

（該產品獲得2016年度中國鋼鐵工業產品開發市場開拓獎）