煤炭行業發展及鋼材需求分析
我國已探明的煤炭儲量占世界煤炭儲量的33.8%，可采量位居第二，產量位居世界第一位。煤炭在我國一次性能源結構中處于絕對主要位置。“十二五”期間煤炭工業加快高產高效大型產業化礦井建設，提高煤炭重大裝備研發和制造能力，促進煤炭產業升級。大型煤炭基地加快現代化建設，為煤炭用剛的發展提供了廣闊的市場。
1、行業發展現狀及發展趨勢
1.1、行業發展現狀
1.1.1、煤炭是我國的主體能源
目前，煤炭在我國一次能源結構中占70%左右。中國煤炭工業協會統計數據顯示，2013年全國煤炭產量完成37億t左右，煤炭消費量36.1億t左右。從降能耗強度來講，煤炭行業首當其沖。
1.1.2、我國煤炭資源保障程度
截至2012年底，全國煤炭查明資源儲量1.4萬億t（國土資源部數據）。2010年評價了42個含煤盆地（群），儲采比為310年。煤炭人均占有量為世界平均水平的70.9%。
1.1.3、我國煤炭工業的突出問題
1）資源支撐難以為繼：我國煤炭人均可采儲量少，僅為世界的三分之二；開發規模大，儲采比不足世界平均水平的三分之一。
2）生產與消費布局矛盾加劇：東部煤炭資源日漸枯竭，產量萎縮；中部受資源與環境約束的矛盾加劇，煤炭凈調入省增加；資源開發加速向生態環境脆弱的西部轉移，不得不過早動用戰略后備資源。北煤南運、西煤東調的壓力增大，煤炭生產和運輸成本上升。
1.2、發展趨勢
主要趨勢分析如下：
1.2.1、煤炭消費量還將持續增加，但是在一次能源結構中的比重將明顯下降
在未來相當長的時期內，我國仍將是以煤為主的能源結構。煤炭消費量還將持續增加，但是在一次能源結構中的比重將明顯下降。2015年全國煤炭產量控制在39億t左右。“十二五”期間，煤炭消費比重降低到65%左右。近年煤炭產量見圖1。
1.2.2、全國煤炭開發將大力發展西部，而控制東部，穩定中部
全國煤炭開發總體布局是控制東部、穩定中部、發展西部。到2015年，東部（含東北）煤炭產量4.6億t，占全國的12%，其中黑龍江、山東產量保持穩定，其他省（市）下降；中部煤炭產量13.5億t，占全國的35%，其中山西產量增加，河南、安徽產量保持穩定，其它省下降；西部煤炭產量20.9億t，占全國的53%，其中內蒙古、陜西、新疆、寧夏和甘肅產量增加，貴州、云南產量略有增加，重慶和四川產量下降。
加快陜北、黃隴、神東、蒙東、寧東、新疆等煤炭基地建設，優化開發晉北、晉中、晉東、河南、兩淮和云貴煤炭基地資源，控制冀中、魯西煤炭基地開發規模和強度。
1.2.3、煤炭開采和洗選業固定投資規模將持續增長
根據相關規劃，在煤礦建設方面，“十二五”新開工建設規模7.4億t/年，建成投產規模7.5億t/年。但隨著生產與消費布局矛盾加劇，以及開采難度的增加，煤炭生產和運輸成本上升，導致開采和洗選業等固定投資不斷增加。
1.2.4、推進瓦斯抽采利用，促進煤層氣產業化發展
健全體制機制，推進采煤采氣一體化開發。加大煤層氣（煤礦瓦斯）勘探開發利用力度，遏制煤礦瓦斯事故，增加清潔能源供應，減少溫室氣體排放。
1.2.5、提高全國煤礦采煤機械化程度，推進煤礦重大裝備國產化
相關規劃提出，“十二五”期間全國煤礦采煤機械化程度要達到75%以上。
重點開展年產千萬噸級綜采成套裝備、薄煤層機械化開采裝備、短壁綜采裝備、煤巷快速掘進與支護成套裝備、礦井新型輔助運輸裝備、礦井信息網絡自動化系統，以及關鍵元部件的研制及示范應用。開展大型現代化露天煤礦半連續工藝關鍵設備國產化研制。重大事故快速搶險與應急處置技術及大型裝備的研制。
2、煤炭行業鋼材品種消費分析
2.1、鋼材消費數量和品種分析
煤炭行業消費的鋼材中，煤礦生產過程中消耗的鋼材量較大，消耗的鋼材主要是礦用U型鋼、礦用工字鋼、金屬錨網、錨桿鋼等鋼材品種。在礦井正常生產過程中，消費的鋼材主要是支護用礦用U型鋼、錨桿鋼、金屬網、鋼絲繩、鋼絞線等消耗類鋼材品種。
不同礦井生產萬噸煤炭消耗鋼材約7-13t。根據我國煤炭礦井建設情況和煤炭生產量推測，2012年全國煤炭行業消費鋼材約260萬t。
2.2、煤炭行業鋼材消費趨勢分析
2.2.1、煤炭用鋼量將持續增大
在未來的長時間內，煤炭在我國一次能源消費結構中，仍然占主導地位。煤炭行業的發展仍將會帶動鋼材需求量的增長，煤炭產業政策的實施和煤炭行業的技術進步，都將會拉動用鋼需求量的增長。
2.2.2、對鋼管提出了新的要求
煤炭用鋼管的數量比較大，用于輸氣管線和煤炭開采用，例如豎井用的圓形和方矩形管、單體液壓支柱管、液壓支架管、采煤機械及皮帶運輸機托輥管、煤礦排水和通風管等。
煤炭業對鋼管提出了新的要求。例如煤化工用的合金鋼、不銹鋼管，煤地下氣化、煤制油等新技術，要求耐高溫、耐高壓、耐腐蝕的鋼管。例如煤氣化向中高壓（8.5MPa）和高溫（1500-1600℃）方向發展，這是合金鋼和不銹鋼管的研制范疇。在這方面，鋼管用量也很可觀，例如煤制油領域，建一條生產100萬t油品生產線，約需一般碳鋼管0.9萬t，耐熱鋼管和不銹鋼管0.1萬t，其中不少規格國內目前尚待開發。
2.2.3、高強度、高性能的中厚板需求量增加
隨著采煤綜合機械化程度的不斷提高，液壓支架的發展速度較快，液壓支架所承受的壓力增大，強度逐漸提高，抗拉強度在70kg和80kg級別的鋼板（Q690及以上級別）大量使用于液壓支架的頂梁、掩護梁、底座等結構部位。近年來，煤機廠大量使用超低碳貝氏體鋼高強中板取代Q345中板，總的使用量已經占總量的50%左右以上。今后高強度級別的鋼板還將大量使用，目前國內鋼鐵企業舞陽鋼廠、鞍鋼、武鋼等企業可以生產超低碳貝氏體鋼HQ685DB厚板和HQ785DB厚板，分別應用于煤礦液壓支架的關鍵部位。
2.2.4、煤機用鋼新需求
隨著機械開采率的不斷提高、安全保障設施的不斷增加，煤炭機械正向大功率、高性能方向發展，對鋼材強度、耐磨性的要求不斷提高。因此，高強中厚板、耐磨鋼、防腐鋼、大規格礦用圓鋼、預應力鋼絞線等鋼材的需求量將明顯增加。如重型刮板運輸機所需的耐磨鋼、高強度礦用圓鋼，先進的井下綜掘機設備所需的30CrMnSiTi高強度耐磨鑄鋼、CrMnMo空冷耐磨鋼、礦井提升設備需要的高強度高韌性預應力鋼絞線等。
2.3、品種發展趨勢分析
煤炭開采用鋼材按品種分，主要以型鋼、鋼絲及鋼絞線、鋼軌、鋼筋等為主。近年來，隨著煤炭開采深度的不斷增加和礦井安全防護的增強，煤炭開采所需鋼材向高強度化方向發展。突出表現在支護用鋼筋、礦用型鋼和棒材強度提高，礦用鋼絲繩的質量性能要求也在提高。
分類型分析介紹如下：
1）鋼絲繩
煤炭行業是我國鋼絲繩產品的最大用戶之一。
主提升繩以三角股和線接觸為主，每年用量約為8-10萬t，其他輔助用鋼繩一般為線接觸和點接觸鋼繩，每年用量約為15-20萬t左右。所需鋼材的材質為65#、70#、72A、77B、80#、82B等，規格為?6.5mm、?8.0mm、?10.0mm線材等，年需求量大約20-30萬t。
鋼絲繩的使用正向高強度、高韌性、超長超重方向發展，因此要求鋼鐵企業從原材料方面提高線材的質量，包括提高鋼質的純凈度，降低夾雜物的品種和數量，減少氧化和脫碳，提高索氏體化率和組織的均勻性。
由于國產鋼絲繩在使用壽命和質量性能等方面較國外重點產品還有一定差距，尤其是1770MPa級別以上的鋼絲繩，國產的延伸率不穩定。這對我國鋼絲繩及其原材料高碳鋼線材提出了更高的要求。
2）礦用U型鋼
主要是礦用U型鋼，主要規格為25#、29#等。
3）鋼管
煤炭行業用鋼主要是生產支柱用鋼和煤機用鋼。其中，單體液壓支柱管、液壓支架管、采煤機械及皮帶運輸機托輥管、煤礦排水管、通風管、煤層氣開采、煤化工用管等都是使用鋼管為材料，按煤炭行業用鋼量推算，鋼管約占20%。2012年用量約300萬t。單從煤炭行業用管來看，無論從品種、規格國內完全能滿足需求。
4）鋼軌
輕軌用作井下運輸軌道。重軌主要規格是38kg/m、42kg/m和50kg/m，用于礦井外鐵路線。
5）板材
主要是中厚板材，大多用于煤炭機械制造。中厚板產品規格范圍為：12-60mm，以20mm、25mm、30mm厚度為主。
6）錨桿
錨桿支護是一種快速、安全、經濟的巷道支護方式，支護成本比金屬棚式支護低30%，已經成為我國煤炭支護的主要形式之一，錨桿支護年消耗各種鋼材230多萬t。國產錨桿鋼以MG335為主，少量MG500、MG600級別。
7）煤機用鋼
刮板運輸機：圓環鏈是刮板鏈的主要零件，工作時要承受較大的張力，并與溜槽相互摩擦。對鏈材料的主要要求為高強度和耐磨損，其材料一般為優質合金鋼經編鏈形成。礦用圓鋼要符合原煤炭部MT36-80標準和GBT1278-91礦用高強度圓環鏈B級、C級、D級國家標準。圓環規格用“棒材直徑×鏈環節距”表示。常用規格有?14×50、?18×64、?22×86、?26×92、?48×152等，目前年消耗礦用圓鋼3萬t左右。
刮板是刮板鏈的另一主要零件，由27SiMn、40Mn2等方坯鍛造的異型工字鋼制成。刮板間距1m左右，是刮板運輸機的易損件，年消耗27SiMn、40Mn2等方坯6萬t左右。
溜槽是刮板運輸機機身的主體，是貨載及刮板鏈的支撐機構，主要由10-40mm的Q345中厚板焊接而成。目前年消耗中厚板18萬t左右，今后對材料的耐磨性要求提高。
礦車和鋼軌：礦車是煤礦運輸設備中用量最大的一種設備。它廣泛用于地面軌道運輸系統、井下大巷電機車組以及中小斜井井筒串車提運、上下山軌道運輸和工作面的順槽輔助運輸等。預計全國煤炭行業礦車用鋼量和鋼軌的用鋼消耗量應在30萬t左右。
2.4、國內供應分析
煤炭開采用鋼材大部分產品國內均能滿足。但在某些規格和產品方面還有待進一步研發和應用。例如：煤制油領域耐熱鋼管和不銹鋼管其中不少規格國內目前尚待開發；抗拉強度在70kg和80kg級別的鋼板（Q690及以上級別）的液壓支架的頂梁、掩護梁、底座等結構部位；重型刮板運輸機所需的耐磨鋼、高強度礦用圓鋼，先進的井下綜掘設備所需的30CrMnSiTi高強度耐磨鑄鋼、CrMnMo空冷耐磨鋼、礦井提升設備需要的高強度高韌性預應力鋼絞線等；大型煉焦設備、大型煤液化容器，大型煤氣化爐等需要的大量耐高溫、耐高壓、耐腐蝕、耐磨損的鋼材。
2.5、重點鋼材品種發展建議
根據煤炭行業用鋼發展趨勢，大力開發高強、耐磨、耐腐蝕鋼材。
1）鋼管
大力開發煤化工用的合金鋼、不銹鋼管，煤地下氣化（CUG）、煤制油等，滿足耐高溫、耐高壓、耐腐蝕要求。拓展耐熱鋼管和不銹鋼管規格。
2）鋼絲繩用鋼
由于國產鋼絲繩在使用壽命和質量性能等方面較國外重點產品還有一定差距，需要提高鋼質的純凈度，降低夾雜物的品種和數量，減少氧化和脫碳，提高索氏體化率和組織的均勻性。
3）高強度、高性能中厚板
大力開發抗拉強度在70kg和80kg級別的鋼板（Q690及以上級別），使用于液壓支架的頂梁、掩護梁、底座等結構部位。
4）錨桿鋼
應加大對MG500、MG600級別的研發和應用。
3、結論
在未來的長時間內，煤炭行業的發展仍將會帶動鋼材需求量的增長，煤炭產業政策的實施和煤炭行業的技術進步，都將會拉動用鋼需求量的增長。
隨著煤炭開采深度的增加，以及礦井安全防護的增強，煤炭開采所需鋼材向高強度化方向發展。煤炭機械也正朝著大功率、高性能方向發展，對鋼材強度、耐磨性的要求不斷提高。另外，潔凈煤技術的推廣，使得煤的焦化、液化等二次轉化設備也得到迅速發展，需要開發研制大型煉焦設備、大型煤液化容器，會應用到大量耐高溫、耐高壓、耐腐蝕、耐磨損的鋼材。
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