楊 歡
2001年以來(lái),全國(guó)主要優(yōu)特鋼企業(yè)軸承鋼總體供應(yīng)情況的數(shù)據(jù)顯示,全國(guó)主要優(yōu)特鋼企業(yè)軸承鋼產(chǎn)銷量呈年均13%的速率快速增長(zhǎng),10年增長(zhǎng)近4倍。2012年以后,全國(guó)軸承鋼的產(chǎn)銷量增長(zhǎng)停滯(見(jiàn)圖1)。
2003年以來(lái),全國(guó)共有23家特鋼企業(yè)軸承鋼產(chǎn)銷量進(jìn)入前10位,期間由于結(jié)構(gòu)改革,不斷調(diào)整,僅寶特、興澄、大治及東特一直保持在前10位。2008年金融危機(jī)后,興澄特鋼快速擴(kuò)張迅速發(fā)展,進(jìn)入第一梯隊(duì)(見(jiàn)表1)。
2018年我國(guó)特鋼協(xié)會(huì)納入統(tǒng)計(jì)的主要優(yōu)特鋼企業(yè)軸承鋼材產(chǎn)量為382.39萬(wàn)噸。該數(shù)據(jù)與業(yè)界反饋的400萬(wàn)噸左右產(chǎn)銷量基本相符(見(jiàn)圖2)。
軸承為關(guān)鍵基礎(chǔ)機(jī)械零部件,廣泛應(yīng)用于各種直線或曲線運(yùn)動(dòng),幾乎涉及百姓生活出行的方方面面。軸承主要包含內(nèi)套圈、外套圈、滾動(dòng)體和保持架,俗稱“四大件”。前三者均主要由軸承鋼生產(chǎn),后者由碳鋼、銅及樹(shù)脂等均可生產(chǎn)。
圖1 2001年-2017年全國(guó)軸承鋼產(chǎn)量 萬(wàn)噸
圖2 2018年全國(guó)特鋼廠軸承鋼市場(chǎng)份額對(duì)比
2001-2011 年全國(guó)軸承行業(yè)產(chǎn)值以年均19%速率快速增長(zhǎng),翻了近5翻,與全國(guó)軸承鋼產(chǎn)量增長(zhǎng)節(jié)奏基本一致。2012年之后,軸承行業(yè)進(jìn)入調(diào)整階段,年均增長(zhǎng)率近3.6%,呈現(xiàn)出產(chǎn)能過(guò)剩的特點(diǎn)。2018年全國(guó)軸承產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值1848億元(見(jiàn)表2),僅次于日本和瑞典。其中主營(yíng)業(yè)務(wù)收入超過(guò)30億的企業(yè)只有人本(160億)、萬(wàn)向(112億)、瓦軸(60億)及洛軸(30億),四家企業(yè)合并市場(chǎng)份額僅17%,而歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的TOP3軸承企業(yè)市場(chǎng)份額一般超過(guò)50%。一方面中低端產(chǎn)能過(guò)剩,另一方面高端產(chǎn)品難于生產(chǎn),例如高鐵軸承、中高檔轎車(chē)輪轂鋼球以及高精密機(jī)床用絲杠等依賴斯凱孚、恩斯克及舍弗勒之類的世界八大軸承進(jìn)口。
表1 2003-2018年全國(guó)軸承鋼產(chǎn)量前10位的特鋼廠 萬(wàn)噸
表2 2001-2018年全國(guó)軸承行業(yè)產(chǎn)量及產(chǎn)值情況
2.2.1 行業(yè)整合,分工明確,專業(yè)化生產(chǎn)
當(dāng)前國(guó)內(nèi)1848億產(chǎn)值由近2000家軸承企業(yè)創(chuàng)造,行業(yè)分散,中低端產(chǎn)能過(guò)剩,高端無(wú)法生產(chǎn),多數(shù)以價(jià)格競(jìng)爭(zhēng),基本處于無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)。低盈利甚至不盈利的現(xiàn)狀倒逼行業(yè)整合。未來(lái),國(guó)內(nèi)要有像歐美企業(yè)那樣一家獨(dú)大(如瑞典斯凱孚,美國(guó)鐵姆肯,德國(guó)舍弗勒),像日本那樣分工明確(軸承企業(yè)的客戶群既有所側(cè)重又有重疊,既有分工、合作,又有競(jìng)爭(zhēng))的企業(yè),有賴于行業(yè)自律和國(guó)家引導(dǎo)。
目前國(guó)內(nèi)僅人本集團(tuán)等少數(shù)企業(yè)可以與跨國(guó)企業(yè)抗衡,但售價(jià)低很多(少則20%,多則50%),在創(chuàng)新等方面仍有不少差距。短期內(nèi)國(guó)內(nèi)軸承行業(yè)仍將由跨國(guó)企業(yè)引領(lǐng),未來(lái)將整合,形成5-10家銷售額超過(guò)100億的集團(tuán)企業(yè),才有可能破局。行業(yè)亟需國(guó)內(nèi)軸承企業(yè)加強(qiáng)自律,加強(qiáng)研發(fā)創(chuàng)新,盡早成熟起來(lái)。
2.2.2 走向國(guó)際化
目前國(guó)內(nèi)軸承企業(yè)在國(guó)外建物流中轉(zhuǎn)中心、銷售公司的多,建工廠的很少。隨著軸承企業(yè)不斷的成熟,在國(guó)家“走出去”戰(zhàn)略的支持下,將來(lái)會(huì)有越來(lái)越多的軸承企業(yè)到國(guó)外市場(chǎng)投資建廠。
2.2.3 供應(yīng)鏈上下游關(guān)系由對(duì)立走向合作共贏
有分析認(rèn)為,鋼材影響軸承壽命性能在80%以上,但由于當(dāng)前的現(xiàn)狀,大部分軸承企業(yè)與鋼廠均處于對(duì)立狀態(tài),相互不考慮對(duì)方利益。其實(shí)鋼廠和軸承企業(yè)雙方都是供應(yīng)鏈上的重要環(huán)節(jié),只有合作才能共贏。相信隨著軸承企業(yè)不斷成熟,行業(yè)將更加自律,與鋼廠逐漸形成聯(lián)盟,共同研發(fā)創(chuàng)新產(chǎn)品,共克時(shí)艱,但屆時(shí)行業(yè)壁壘也將增加。
另一方面,由于軸承行業(yè)的分工和較長(zhǎng)的資金占用(常常6個(gè)月以上)等行業(yè)特點(diǎn)以及降低供應(yīng)鏈成本及提高供應(yīng)鏈效率等需求,客觀要求供應(yīng)鏈從單純提供原材料,轉(zhuǎn)為提供更加專業(yè)和全面的材料咨詢、加工配送及金融等一站式解決方案式服務(wù)。
2.2.4 市場(chǎng)需求迭代變化加速
軸承行業(yè)高速增長(zhǎng)的時(shí)機(jī)已經(jīng)遠(yuǎn)去。目前產(chǎn)能過(guò)剩,各家企業(yè)裝備接近,彼此的競(jìng)爭(zhēng)將進(jìn)一步加劇,未來(lái)軸承行業(yè)將是現(xiàn)場(chǎng)管理能力和技術(shù)創(chuàng)新轉(zhuǎn)化能力的競(jìng)爭(zhēng)。由于競(jìng)爭(zhēng)加劇,客觀要求軸承企業(yè)挖掘一切潛力提升效率,提升質(zhì)量和降低成本。同時(shí),材料的加工余量將進(jìn)一步減少,對(duì)材料的純凈度,碳化物均勻性,質(zhì)量穩(wěn)定性以及交貨及時(shí)性要求將更高。
新能源汽車(chē)、機(jī)器人的快速發(fā)展,對(duì)軸承行業(yè)將產(chǎn)生很大影響。2018年全國(guó)新能源車(chē)產(chǎn)銷量100.8萬(wàn)臺(tái),同比增長(zhǎng)88.5%,而且仍在快速增長(zhǎng),這意味著發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等傳統(tǒng)附加值較高的軸承需求將明顯減少。
其他的市場(chǎng)需求迭代也會(huì)產(chǎn)生,而且會(huì)加速進(jìn)行。加工工藝變化:目前小微型軸承僅內(nèi)圈使用冷鐓工藝,由于冷鐓相對(duì)穿管效率高、成本低,利于組織生產(chǎn),未來(lái)冷鐓線材的規(guī)格將擴(kuò)大(目前寧波市場(chǎng)已經(jīng)擴(kuò)大到Φ23mm)到外圈,同時(shí)使用將更加廣泛。未來(lái),如減少拉拔道次、增加盤(pán)重及減少加工余量之類的加工工藝會(huì)越來(lái)越來(lái)普遍。圓錐滾子需求增加:由于鋼球是點(diǎn)接觸,圓錐滾子為線接觸,載荷承受能力更大,穩(wěn)定性更好,但噪音問(wèn)題仍需要解決。由于諸多優(yōu)點(diǎn),研究和使用將增多,但圓錐滾子加工難度大,對(duì)材料脫碳、尺寸及純凈度要求將更高。可以預(yù)見(jiàn)市場(chǎng)需求變化將來(lái)得比以往更快。
2008年后,由于國(guó)內(nèi)鋼材產(chǎn)能過(guò)剩,普碳鋼生產(chǎn)企業(yè)積極轉(zhuǎn)向生產(chǎn)優(yōu)特鋼,傳統(tǒng)優(yōu)特鋼廠投入資金引進(jìn)或改良設(shè)備,設(shè)備逐步達(dá)到世界一流水平,相互之間生產(chǎn)設(shè)備差異不大,與瑞典、德國(guó)及意大利等歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相近。設(shè)備趨勢(shì)方面,煉鋼爐容量逐步增大,連鑄坯型也越來(lái)越大。煉鋼容量增大在提高效率的同時(shí)也增加了新產(chǎn)品認(rèn)證中的小批量試制,而連鑄坯型越大意味著更大的成分和組織偏析(見(jiàn)表3)。
產(chǎn)品純凈度:基于先進(jìn)的轉(zhuǎn)爐/電爐煉鋼設(shè)備以及LF、RH、VD精煉設(shè)裝備、高比例(80%以上)使用鐵水以及相近的生產(chǎn)工藝,目前軸承鋼材的純凈度達(dá)到很高的水平:O含量基本達(dá)到6ppm-8ppm,個(gè)別企業(yè)能穩(wěn)定控制在5ppm以下,甚至達(dá)到3ppm-4ppm;Ti控制在25ppm以下,通過(guò)嚴(yán)格控制添加的鉻鐵合金含量,Ti達(dá)到15ppm以下;DS夾雜物基本上能達(dá)到1.0級(jí)以下;單純從夾雜物純凈度而言,國(guó)內(nèi)軸承鋼水平與世界水平相差不大。
碳化物偏析:碳化物偏析如帶狀及網(wǎng)狀由于控制難度較大,成本高,效率低,且國(guó)內(nèi)不重視等原因,仍是制約大多數(shù)特鋼企業(yè)治煉軸承鋼水平提升的主要問(wèn)題。以Φ50mm為例,目前基本上做到2.5-3.0級(jí)之間,制約國(guó)產(chǎn)軸承壽命提升,同時(shí)國(guó)內(nèi)普遍缺乏有效的理論分析和足夠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)積累。
表面缺陷:當(dāng)前國(guó)內(nèi)特殊鋼企業(yè)在脫碳、表面尺寸精度、表面缺陷等方面均與進(jìn)口材,特別是日本材有一定的差距。目前國(guó)內(nèi)采取的補(bǔ)救辦法是采取砂輪剝皮、坯料剝皮等方法,效率低,且增加成本,這種方法對(duì)棒材非常有效,但對(duì)線材收效不大,仍是國(guó)內(nèi)線材軸承鋼需要重點(diǎn)研究突破的課題。
質(zhì)量穩(wěn)定性:由于裝備水平及人員素質(zhì)提升,目前國(guó)內(nèi)特鋼廠大批量穩(wěn)定供應(yīng)能力較弱,這也是拉開(kāi)國(guó)內(nèi)特殊鋼企業(yè)軸承鋼品牌和競(jìng)爭(zhēng)力差距的重要因素。
表3 國(guó)內(nèi)部分主流特鋼廠軸承鋼生產(chǎn)工藝情況
材料失效分析:盡管各大特殊鋼廠的分析設(shè)備均非常先進(jìn),但對(duì)用戶的使用技術(shù)研究,對(duì)材料發(fā)生失效后的原因分析及整改仍較為欠缺,至于理論研究更加匱乏。
尚待研究的課題:目前時(shí)速160Km以上(不含)的D字頭、G字頭鐵路軸承也就是CRH系列全部依賴進(jìn)口,除此外,中高檔轎車(chē)輪轂鋼球用鋼,高精密機(jī)床用絲杠軸承用鋼等仍依賴進(jìn)口,仍需攻關(guān)努力。該部分市場(chǎng)容量不大,研發(fā)的技術(shù)意義,遠(yuǎn)大于市場(chǎng)意義,社會(huì)效益大于經(jīng)濟(jì)效益。
模鑄和電渣材仍將繼續(xù)存在:由于模鑄材和電渣材制成的軸承壽命及質(zhì)量穩(wěn)定性較高,在鐵路、軋機(jī)、機(jī)床、礦山機(jī)械、風(fēng)電以及航空航天等要求質(zhì)量穩(wěn)定性非常高的領(lǐng)域仍將廣泛使用,該部分市場(chǎng)需求將維持在12萬(wàn)噸/年左右。
材料純凈度改善:進(jìn)一步降低O含量量穩(wěn)定至6ppm以下。下一步將降低Ti穩(wěn)定至10ppm以下,H含量穩(wěn)定至1ppm以下。
碳化物細(xì)化及均勻性提升:碳化物帶狀,網(wǎng)狀形態(tài)、分布及均勻細(xì)化將被重點(diǎn)研究,未來(lái)將成為提升軸承壽命重要的因素。
表面缺陷改善,質(zhì)量穩(wěn)定性提升:隨著自動(dòng)化、智能化設(shè)備的廣泛使用,現(xiàn)場(chǎng)精細(xì)化管理水平將進(jìn)一步改善,全生產(chǎn)及運(yùn)輸過(guò)程的造成的表面缺陷將顯著下降,產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性將明顯提升。
材料使用技術(shù)及失效分析水平提升:對(duì)材料使用技術(shù)、分析測(cè)試技術(shù)以及快速失效分析將逐步得到重視。該水平的高低,未來(lái)也將成為評(píng)價(jià)一家特殊鋼企業(yè)水平的重要指標(biāo)之一。
1960年日本粗鋼產(chǎn)量2000萬(wàn)噸,特殊鋼產(chǎn)量200萬(wàn)噸,特殊鋼占比10%。1991年日本粗鋼產(chǎn)量1.1億噸,特殊鋼產(chǎn)量2008.5萬(wàn)噸,特殊鋼占比18.3%。2018年日本粗鋼產(chǎn)量1.04億噸,特鋼產(chǎn)量2509.7萬(wàn)噸,特殊鋼占比24.5%。我國(guó)2018年粗鋼產(chǎn)量9.3億噸,特殊鋼粗鋼產(chǎn)量1.33億噸,特殊鋼占比14.3%,這個(gè)比例中還含有約4000萬(wàn)噸的大量普通質(zhì)量的優(yōu)鋼和人為添加的非必須的含硼、鈮等的低合金鋼,實(shí)際特殊鋼約9300萬(wàn)噸,占比在10%左右。參考日本等歐美發(fā)達(dá)國(guó)家在鋼鐵產(chǎn)量超過(guò)高峰后,整體鋼鐵產(chǎn)量停滯增長(zhǎng),但特殊鋼占比不斷提升,大部分在20%左右,可見(jiàn)我國(guó)特殊鋼要達(dá)到該水平仍有很大發(fā)展空間。按照當(dāng)前年產(chǎn)9.3億噸粗鋼,特殊鋼占比20%計(jì)算,未來(lái)特殊鋼產(chǎn)量將達(dá)到1.86億噸,將是目前產(chǎn)量的一倍,產(chǎn)值將在1萬(wàn)億元左右。
日本軸承鋼2018年產(chǎn)量100萬(wàn)噸,占當(dāng)年鋼鐵總產(chǎn)量的1%,但大量用于出口。參照發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn),對(duì)該比例打六折進(jìn)行估算,我國(guó)軸承鋼產(chǎn)量未來(lái)將穩(wěn)定在558萬(wàn)噸左右,較當(dāng)前的390萬(wàn)噸產(chǎn)銷量仍有非??捎^的發(fā)展空間。
經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放40年的大發(fā)展,我國(guó)特殊鋼行業(yè)取得了巨大的進(jìn)步,但是競(jìng)爭(zhēng)手段仍然單一。目前國(guó)內(nèi)大部分特殊鋼企業(yè)均采用低價(jià)競(jìng)爭(zhēng),整個(gè)行業(yè)基本處于無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài),缺乏品牌和供應(yīng)鏈概念,造成整個(gè)行業(yè)供應(yīng)鏈上下游關(guān)系緊張,混亂中各方處于價(jià)值鏈底部,均難以創(chuàng)造利潤(rùn),市場(chǎng)好的時(shí)候給國(guó)外礦山打工,市場(chǎng)差時(shí)入不敷出,甚至還會(huì)對(duì)國(guó)防原材料供應(yīng)安全造成影響。
表4 2018年世界主要產(chǎn)鋼國(guó)家的電爐煉鋼占比情況 億噸,%
當(dāng)前一方面是一些國(guó)內(nèi)要求特別高的鋼材或新材料依賴于進(jìn)口,國(guó)內(nèi)企業(yè)有開(kāi)發(fā)需求,但苦于缺乏相應(yīng)的研發(fā)人才和研發(fā)能力;另一方面是高??蒲性核难芯砍晒y于轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)成果。資源的錯(cuò)配造成巨大資源的浪費(fèi),同時(shí),由于缺乏有實(shí)質(zhì)創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)和理論研究,整個(gè)軸承鋼行業(yè)除個(gè)別企業(yè)外,大部分企業(yè)缺乏核心競(jìng)爭(zhēng)力,往往在與日本、歐洲及美國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的特殊鋼企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中處于下風(fēng)。
整個(gè)特殊鋼行業(yè)市場(chǎng)空間是廣闊的,唯有加強(qiáng)行業(yè)自律,發(fā)揮高??蒲性核膮f(xié)同作優(yōu)勢(shì),潛心對(duì)生產(chǎn)技術(shù)、用戶使用技術(shù)以及用戶需求開(kāi)展研究,從鋼材供應(yīng)商轉(zhuǎn)變?yōu)樾虏牧瞎?yīng)商,再轉(zhuǎn)型為用戶量身打造解決方案,共同開(kāi)發(fā)產(chǎn)品,開(kāi)發(fā)市場(chǎng),逐漸形成有序的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)局面,方能共贏發(fā)展,共同打造出中國(guó)特殊鋼行業(yè)制造的世界名片。
2018年,我國(guó)粗鋼產(chǎn)量9.3億噸,高爐煉鋼(長(zhǎng)流程煉鋼工藝)7.7億噸,占比83.1%,電爐煉鋼(短流程煉鋼工藝)占比16.9%,總共消耗鐵礦石12.3億噸(折品位62%Fe),其中進(jìn)口鐵礦石10.75億噸,鐵礦石對(duì)外依存度高達(dá)87.4%,巨大的鐵礦石進(jìn)口量,直接導(dǎo)致鐵礦石價(jià)格缺乏話語(yǔ)權(quán),同時(shí)供應(yīng)缺乏穩(wěn)定。盡管我國(guó)電爐煉鋼占比顯著提升,但仍明顯低于世界主流國(guó)家30%的電爐煉鋼占比,甚至低于在海外擁有大量鐵礦石礦山或礦權(quán)的日本(見(jiàn)表4)。
一方面,經(jīng)過(guò)近40年的快速發(fā)展,每年廢鋼產(chǎn)生量將逐漸增多,估計(jì)當(dāng)前廢鋼產(chǎn)量在1.8億噸左右,同時(shí)該產(chǎn)量還在迅速增長(zhǎng)。
另一方面,相對(duì)高爐煉鋼而言,電爐煉鋼產(chǎn)生污染排放較少。但由于大量使用火力發(fā)電,廢鋼分類缺乏嚴(yán)格管理以及環(huán)保節(jié)能政策缺乏有效的引導(dǎo)等多方面因素,造成國(guó)內(nèi)電爐煉鋼比例偏低。
廢鋼利用、綠色環(huán)保,減少鐵礦石對(duì)外依賴等客觀現(xiàn)狀,要求我國(guó)加快引導(dǎo)和發(fā)展電爐煉鋼,強(qiáng)化廢鋼分類管理,循環(huán)利用廢鋼。對(duì)于軸承鋼而言,強(qiáng)化廢鋼、耐材輔料、保護(hù)渣、精煉、連鑄及軋制等生產(chǎn)全過(guò)程管理,對(duì)提高軸承鋼產(chǎn)品的純凈度也具有非常重要的意義。
特殊鋼就之所以特殊,在于工作環(huán)境載荷要求高,例如:軸承套圈和鋼球之間的接觸是點(diǎn)接觸,局部接觸疲勞強(qiáng)度最高可達(dá)4000MPa,這就要求材料要具有很好的耐磨性能、硬度、較少的夾雜物,較均勻的組織等。要求如此高的材料,自然要求生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)者常懷敬畏之心。
日本山陽(yáng)特殊鋼廠是當(dāng)今世界上特殊鋼棒材軸承鋼質(zhì)量最優(yōu)的特殊鋼企業(yè)之一,1933年成立,1935年開(kāi)始生產(chǎn)軸承鋼,1939年獲得軸承鋼生產(chǎn)許可證,用了20多年接近瑞典Ovako的水平。我國(guó)寶鋼特鋼(原上鋼五廠)從1958年建廠開(kāi)始生產(chǎn)軸承鋼,到80年代接近瑞典Ovako等世界一流鋼廠水平,用了近30年的時(shí)間。我國(guó)國(guó)內(nèi)軸承鋼產(chǎn)量最大的江陰興澄特鋼從1993年從德國(guó)引進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)型生產(chǎn)特鋼,2005年引進(jìn)日本住友技術(shù),用了近20年的時(shí)間達(dá)到國(guó)內(nèi)一流水平。國(guó)內(nèi)外特殊鋼企業(yè)如此長(zhǎng)時(shí)間的執(zhí)著追求,一方面說(shuō)明軸承鋼行業(yè)的巨大市場(chǎng)與魅力,另一方面也需要長(zhǎng)期飽含熱情投入,并能耐住寂寞,忍住誘惑。憑著中華民族的智慧和勤勞,中國(guó)軸承鋼和特殊鋼行業(yè),一定能達(dá)到世界第一流的水平。
參考文獻(xiàn)略