| 大力推广铌在国内钢铁工业中的应用 |
铌应用领域基本上可以分为钢铁工业和非钢铁工业用铌两大市场,前者用铌占世界铌消费量的85%以上;后者不足15%。非钢铁用铌是指含铌超合金、铌基合金、光学电子及陶瓷碳化物工具等方面的应用。1965—1985年,世界铌消费量平均每年增长10%, 预计1986—1990年平均每年至少增长5%。
美国是世界上最大的钽铌消费国,占有国际钽、铌市场分别为50%和25%, 其次是日本。我国目前钽铌的年消费量占世界钽、铌消费量的4%和0.5%。
我国铌的应用,合金(合金钢为主)添加剂占55%, 陶瓷电容器和铌酸锂单晶35%, 其它10%, 应用领域尚未完全打开,与国外差距甚大。目前铌在国内钢铁工业中主要是用于低合金钢、不锈钢及其焊条、工具钢、耐热钢、耐蚀钢和耐磨铸铁等,一般以铌铁、铌条形式用作钢,铁的添加剂。从六十年代中期开始,研制和使用铌钢,二十多年来,累计消费3000多吨低级铌铁(含Nb13—15%)和300多吨中,高级铌铁(含Nb>50%)。
(一) 铌在合金钢中的应用铌是钢的重要合金元素之一,钢中加入极少量铌,便能大大提高钢的强度,改善钢的机械和焊接性能,提高抗腐蚀性能。铌钢的应用十分广泛,遍及桥梁、建筑、重型机械、船舶、轨梁、汽车、拖拉机、内燃机、汽轮机、钻探设备、大型锅炉、刀具、工模具等许多部门。
我国已纳入标准或鉴定转产的含铌钢有24种,加上批量试制的共有35种,目前铌钢年产量达万吨以上。其发展经历了曲折的过程,六十年代中到七十年代初处于上升阶段;七十年代中,后期处于低潮;八十年代初以来又处于上升阶段。至今,铌钢的科研、生产和应用已取得新的进展。
低合金高强度钢用铌量最大,占钢铁工业用铌的80%以上,一般含铌0.02—0.05%;加入微量铌形成稳定的碳化物和碳氮化物,使之细化晶粒,碳化铌的析出,又可提高钢的强度(一般提高25~30%和抗蠕变性能。如上钢一厂生产的10MnNb钢板用于建造三千吨级挖泥船,性能良好,达到ZCD36船用钢板的要求,并准备用于建造三千吨级油轮和万吨级海轮。上海重型汽车制造厂用10MnNb钢板作为4吨起重汽车大梁,其冲压性能优良,并继续扩大在10吨、15吨起重汽车上使用。石油、天然气输送管道方面,10MnNb钢板、10MnVNb钢板达到了美国X56、X60。钢的水平,正组织推广应用。低碳锰铌钢板有可能作为锅炉用钢,以改善其成型性和可焊性,也在组织推广应用。
除含铌低合金钢外,其它均属高合金钢,其含铌量比低合金钢多,用量却比低合金钢少。含铌高合金钢的添加剂一般为金属铌条或含铌为50—70%的铌铁。含铌高合金钢包括不锈钢、耐热钢、耐蚀钢等,如lCrllCobMnVNbBN钢已用于航空发动机的8—11级涡轮盘和9—12级叶片,OCr13si4NbRE钢可耐氧化性介质腐蚀,已用了浓硝酸生产设备的阀门和泵体等。含铌不锈钢焊条主要有奥137等牌号(焊条及焊药中均含Nb2%),近年来用量不断扩大。
(二) 在铌铸铁中的应用铸铁中加入少量铌能促进石墨化,减少铸件裂纹和提高铸件的耐磨性,且对铁的韧性和强度有明显提高。用含铌铸铁(含Nb0.3%左右)制造的汽缸套和活塞环,可提高其耐磨性和使用寿命。长春第一汽车制造厂研制的含铌铸铁汽缸套,经装车在西藏高原上进行跑车试验,效果良好;山东省新材料研究所试制了含铌铸铁缸套,用于柴油机及民用摩托车,经30多次、400余套台架试验,寿命比含硼缸套提高一倍(硼缸套为一万公里),且易切削加工,成本接近于硼缸套。
二 应用前景到1990年,含铌低合金钢年产22万吨,约占钢总产量0.5%,按钢中含铌0.04%和收率80%计,则年需金属铌110吨。不锈钢、不锈钢焊条、工具钢等用铌,估计需金属铌25~30吨。
在耐磨铸铁方面,含铌铸铁缸套和活塞环得到推广的话,仅山东省需低级铌铁100吨,预计到1990年全国铸铁领域年需200吨低级铌铁,相当于金属铌30吨。即到1990年钢铁工业用铌将达到170吨左右,前景是广阔的。
三 问题和建议1.内蒙包头白云鄂博铁矿区是我国最大的铌原料基地,年采出近4000吨Nb2O5,建议在包头建立长期稳定的低级铌铁生产基地,以满足低合金钢和铸铁对铌铁的需要。
| 表 1 国内主要铌钢 |
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2.据钢厂反映,每生产一吨含铌钢需提高成本100—200元。为了调动钢厂生产铌钢的识极性,国家对含铌合金钢应实行优质优价政策,合理的调整价格,使矿山、冶炼厂、钢厂三者之间的经济利益分配合理。
3.铌在钢铁工业中的应用一直未引起上级部门的重视,对铌钢的科研、生产和应用缺乏统一的组织管理。建议要象抓稀土那样来抓铌的推广应用,由有色总公司和冶金部组织一个强有力的领导机构,对科研、生产及推广应用一抓到底。
1989, Vol. 3
