中国钢铁工业产品开发市场开拓奖申报书
一、项目基本情况
编号：
项目名称 完成单位 项目起止时间 项目基本情况： 一 项目背景： 大背景 本钢低成本、高性能、环保型系列车轮用钢带（板）的研制 本溪钢铁集团（有限）责任公司 东北大学 龙口兴民车轮有限公司 正兴车轮制造有限公司 济宁世纪车轮制造有限公司 2004年1月 ～2007年6 月 用于生产时间 2004年1月 随着汽车轻量化和性能要求的提高，汽车用钢板向高强度方向发展，据相关资料报道：车重每减轻1%，燃料消耗降低0.6~1.0%。随着车轮轮辐重量的减轻，对于减少汽车的耗油量和提高刹车性能是非常明显的。原用的钢种已远远不能满足用户的使用需求，迫切地需要进行材料的升级换代。以达到汽车在增加载荷的同时实现自身减重、降低油耗、提高安全性的目的。 小背景 20世纪90年代初，国内的车轮用钢以国外进口为主，每年需要大量的外汇，从那时开始，本钢一直致力于研制车轮用钢，到目前为止，本钢拥有自主开发、自行研制的BG330CL、BG380CL、BG420CL等多种牌号的车轮用钢，可以用来制作多种型号的商用车、乘用车车轮的轮辐和轮辋，替代进口钢材，为国家节省了大量外汇，并逐步在国内、国际市场上推广使用。 2004年末，美国QUANDE公司通过全球网上招标的形式订购型号：8.25×22.5 50万套，要求如下：第一，车轮重量：由原来47.5kg减为37.5kg以内；第二，通过美国交通部DOT认证（弯曲疲劳寿命：≥10万次）。 国内知名车轮生产厂——龙口车轮有限公司与本钢签订技术协议，共同研制无内胎车轮用钢，本钢在短时间内，开发出SW400车轮钢，车轮重量控制在37.5kg以内，车轮样品在美国权威机构SMITH车轮检测中心检测，弯曲疲劳寿命全部达到50万次以上，未发生破坏，径向弯曲疲劳寿命全部达到100万次以上，通过美国交通部DOT认证，龙口车轮有限公司一举签订了每年出口50万套，型号为8.25×22.5的购销合同，随着本钢SW400车轮专用钢的实验成功，产品迅速地推广到济宁世纪车轮厂、厦门日尚车轮有限公司、正兴车轮集团有限公司等生产企业，车轮产品全部出口，车轮型号逐步推广到5 1/2JJ×14 5J×15 6JJ×15 6K×16 6.75×22.5 7.50×22.5 8.25×22.5 9.00×22.5 8.25×24.5等，台架弯曲疲劳寿命均通过美国交通部DOT认证，并逐步销往印度、希腊、南非、东南亚等国家和地区。 二 项目目标 一方面通过本钢开发低成本、高性能、环保型系列车轮用钢，替代进口，满足国内的车轮生产厂家和汽车厂家的要求，实现车轮轻量化和低成本化；另一方面本钢为满足国外客商和汽车厂家的要求，开发了细晶车轮钢SW400，制造5 1/2JJ×14 5J×15 6JJ×15 6K×16 6.75×22.5 7.50×22.5 1
8.25×22.5 9.00×22.5 8.25×24.5等多种型号的无内胎车轮，台架弯曲疲劳寿命均通过美国交通部DOT认证，产品实现批量出口。 由于本钢开发低成本、高性能、环保型系列车轮用钢生产工艺稳定，产品尺寸精确、板形良好，可以满足不同档次的国内、国外用户需求，目前，该系列产品的实物质量已达到国内外同类产品的领先水平。 三 主要技术管理路线 前期调研→市场定位→品种开发→销售及售后服务→编制技术条件→确定工艺路线→编制质量计划→小批量生产实验→用户实验→实验室实验（热模拟实验、有限元分析计算等）→确定工艺参数→逐步优化→确定最佳的工艺参数→组织鉴定→推广使用 四 实施过程中的主要创新 1） 采用在BG420CL钢中加入微合金元素铌，结合稀土处理工艺，提高了钢板的综合性能，尤其是提高了钢板的耐疲劳性能；通过一系列实验确定了合理的铌加入量、稀土加入量，其各项性能满足用户的需求。 2） 对于BG330CL、BG380CL采用了特殊的夹杂物处理手段，实施效果良好。 3） 对于SW400钢，采用加入微合金元素铌，结合钙处理工艺，提高了钢板的综合性能，尤其是提高了钢板的耐疲劳性能。 4） 对于SW400钢，根据车轮的制造特点，采用柔性轧制技术，获得了良好的效果。 五 主要实施效果和贡献 本钢开发低成本、高性能、环保型系列车轮用钢，一方面替代进口钢板，制作多种型号的商用车、乘用车车轮，弯曲疲劳性能和径向疲劳达到了国家优质产品的标准，为国家节省了大量的外汇；另一方面根据美国客商和汽车厂的要求，开发SW400制造型号为22.5×8.25无内胎车轮，样品经SMITH车轮检测中心检测，通过美国交通部DOT认证，并逐步销往印度、希腊、南非、东南亚等国家和地区，增强了本钢参与国内、国际市场竞争的实力。 六 与国内外先进指标对比 1）化学成分对比分析 将本钢BG420CL热轧钢带（板）的化学成分与德国、宝钢同类产品进行了对比，列于表1。 表1 化学成分对比 /% 厂家 本钢BG420CL N=1168 统计项 标准 最小 最大 均值 标准 德国TL-VW1107 最小 N=112 宝钢B420CL N=113 最大 均值 标准 最小 最大 均值 0.08 0.15 0.13 ≤0.12 0.07 0.12 0.10 0.05 0.30 0.21 ≤0.30 0.08 0.25 0.18 0.80 1.15 1.02 0.80-1.20 0.90 1.15 1.00 0.010 0.030 0.015 ≤0.030 0.007 0.020 0.011 0.005 0.020 0.012 ≤0.025 0.003 0.010 0.007 ≥0.020 0.02 0.06 0.03 C ≤0.12 0.07 0.12 0.09 ≤0.16 Si ≤0.30 0.07 0.20 0.13 ≤0.50 Mn 0.80-1.20 0.85 1.20 1.01 ≤1.20 P ≤0.030 0.006 0.015 0.011 ≤0.035 S ≤0.025 0.004 0.015 0.009 ≤0.035 Als或 Alt ≥0.015 0.015 0.06 0.035 Nb ≤0.03 0.005 0.02 0.01 经过对比分析表明：本钢BG420CL车轮钢的整体化学成分控制水平已达到国内外领先水平。 2
2）力学性能对比分析 将本钢BG420CL的力学性能与德国、宝钢的同类产品进行对比，列于表2。 分析表2中数据可见，本钢BG420CL的屈服强度平均值高于德国水平，与宝钢相近；抗拉强度平均值高于德国水平，比宝钢略低；由于宝钢B420CL均为薄规格的产品，延伸率的数值较高，本钢、德国同类产品的韧性指标相近；本钢BG420CL的冲击功平均值(厚度≥10mm)与德国水平相近。 经过对比分析表明，本钢BG420CL车轮钢的力学性能各项指标与宝钢、德国水平相近。 表2 力学性能对比 统 计 厂 家 项 标准 最小 N=2900 德国TL- VW1107 N=112 宝钢B420CL 最大 均值 标准 最小 最大 均值 标准 最小 最大 N=203 屈服强度 抗拉强度 Rel Rm （ Mpa） （ MPa） ≥290 300 400 355 ≥260 260 400 320 ≥290 330 400 420~520 420 520 465 ≥420 420 580 445 420~520 443 510 延 伸 率A （%） 厚度2.5~5.5 ≥28 ≥5.5~10.0 ≥26 ≥10.0~14.0 ≥26 26 36 30 厚度≤16mm ≥26 26 34 29 厚度3.0~5.0 ≥28 32 40 180o 冷弯 B=35mm 室温冲 击 功横向 Akv，J ≥41 50 270 140 ≥38 40 240 135 本钢BG420CL d=0.5a d=1.0a d=1.0a 合格 d=1.0a 合格 d=0.5a 合格 合格 均值 360 475 35 3） 成形性能对比分析 3.1 延伸凸缘性能(扩孔率λ的测定) 本钢、德国、宝钢同类产品的λ值及平均值对比列于表3。 表3 λ值对比 分析表3中数据可见，本钢BG420CL的λ值范围和平均值与宝钢、德国水平相近，本钢BG420CL的延伸凸缘性能良好。 厂家及牌号 本钢BG420CL 德国TL-VW1107 宝钢B420CL 厚度 mm 13.5 12 5.0 λ值 % 148~205 140~192 145~192 λ值 平均% 175 170 178 3.2 n、r和Δr值的对比分析 本钢BG420CL车轮钢与德国、宝钢同类对比见表4。 3
表4 n、r and Δr 对比 厂家及牌号 本钢BG420CL 德国 TL-VW1107 宝钢 B420CL 厚度 mm 13.5 12 5.0 n值 % 0.195~0.225 0.180~0.220 0.195~0.238 n值 平均% 0.202 0.201 0.205 r值 % 0.98~1.15 0.95~1.12 0.95~1.19 r值平均% 1.05 1.06 1.10. Δr -0.29 -0.30 -0.30 宽冷 弯 B=35mm 合格 合格 合格 宽冷 弯B=80mm 合格 合格 合格 分析表4中数据可见，本钢BG420CL的n值平均值与德国、宝钢水平相近；r值平均值与德国相近，比宝钢略低；Δr值与德国、宝钢的水平相近；本钢BG420CL的成形性能良好。 4 钢板的疲劳性能对比分析 从图 1中可以看出，BG420CL的疲劳极限σ-1=210MPa，TL-VW1107钢板的疲劳极限为σ-1=155MPa，说明BG420CL钢板的耐疲劳性能良好。 由于BG420CL钢板有较高的疲劳寿命，用它制作的汽车车轮，必然会提高汽车部件的强度和寿命，同时可以减轻汽车整体重量，以达到节省原材料和燃油的目的。 图1 BG420CL钢和TL-VW1107钢的疲劳性能曲线 5 ） 车轮台架弯曲疲劳寿命对比分析 本钢、德国、宝钢同类产品的车轮台架弯曲疲劳寿命对比见表5。 分析表5中数据可见，本钢BG420CL的车轮台架弯曲疲劳寿命与宝钢、德国水平相当，说明本钢BG420CL制作的车轮具有优良的耐疲劳性能。 表5 车轮台架弯曲疲劳寿命对比 厂 家 及 牌 号 车轮台架弯曲疲劳寿命 （万次 ） 1 60.470 58.535 68.477 2 65.695 60.211 61.554 3 74.113 67.289 75.442 最低值 60.47 58.535 61.554 本钢 BG420CL 德国TL-VW1107 宝钢 B420CL 七 社会作用和经济效益 在试制期间，本钢共生产系列车轮用钢板65.859万吨，为本钢创经济效益8,8526.265万元。预计该系列产品转产鉴定后，如每年按生产30万吨计算，则每年可为本钢创经济效益39000万元，经济效益和社会效益显著。 (不超过3000个汉字) 4
二、创造性贡献要点
一、生产工艺技术装备创造性贡献要点 1、本钢现有公称容量为150吨转炉3座，180吨转炉3座，设计年产量为1200万吨。 2、拥有铁水预处理装置5座。 3、本钢拥有钢包精炼处理装置4座，可以对钢水进行深脱硫处理。 4、本钢拥有一机两流直弧型连铸机两台，一机一流薄板坯连铸机两台。 5、2001年对1700mm轧机进行了现代化设备改造。 二、管理创造性贡献要点 1、 2006年，本钢采用ERP企业资源计划信息化管理。通过与中国台湾中钢公司合作，开发本钢综合管理信息系统。本钢借助与国际接轨的现代管理理念、管理模式和管理规范，达到更新管理理念、优化管理模式，得到跨越式的发展。该系统以炼铁、炼钢、连铸、热轧和冷轧等主流程生产线为突破口，建成以生产、销售、质量技术和成本管理为核心的企业基本运营管理信息系统，包括从订单到成品发货全过程的生产销售管理系统， 2、 本钢首先在一冷轧厂和二冷轧厂试点应用扁平化的一贯制管理、先进的生产制造执行系统技术，采用冶金工艺流程编码技术诀窍，打通了从生产到销售的主线，即从订货合同到生产计划到作业计划到出厂计划的关键路径，集成质量管理和财务管理，建成了综合产销系统即产销一体化系统，按合同优化排产，内部生产周期缩短10%以上，生产节奏加快，降低库存3.5%；产品质量异议处理周期下降了20%以上，把企业管理信息化的效益从隐性提升为显性。 3、 本钢在企业流程再造的基础上，把关键业务流程归纳为产销核心业务流程、科技管理业务流程、财务管理业务流程、采购管理业务流程、基础保障业务流程、人力资源管理业务流程和战略管理业务流程。其中基础保障业务流程则是对企业的设备、能源、环保等管理的业务流程，为企业整个生产经营活动提供安全稳定运行的基础保障。 三、节约社会资源与保护环境的创造性要点 1、使用本钢系列车轮用钢代替日本SAPH310～SAPH440、德国TL-VW1107、日本SPFH490~590等，如使用本钢BG420CL代替日本SAPH400，钢板厚度平均减薄1mm，节约材料7.68%；使用本钢SW400代替380cl，钢板厚度平均减薄2.5mm，节约材料18.52%。 实现了节约社会资源、减少浪费的目的。 2、随着汽车轻量化和性能要求的日益提高，汽车用钢板向高强度方向发展，据相关资料报道：车重每减轻1%，燃料消耗降低0.6~1.0%，随着车轮轮辐重量的减轻，对于减少汽车的耗油量和提高刹车性能是非常明显的。本钢研制的系列车轮用钢板在满足制作各种车轮 的同时，实现了车轮减重、降低油耗、保护环境，减少污染，达到了提高安全性的目的。 3、近几年来，随着设备改造的完成和技术研究的深入，本钢系列车轮用钢的国内和国际市场占有率日益增加。目前，本钢系列车轮用钢的国内市场占有率已达到40%，并已批量出口到美国、印度、希腊、南非、东南亚等国家和地区，在国外市场占有率达到35%左右。 . 5