12月6日,總投資約為72.625億元、工期為60個月的上海沿江通道越江隧道工程開工,2臺被稱之“地下蛟龍”的超大直徑盾構(gòu)機在這一工程中大顯身手,引起業(yè)界關(guān)注。有鋼鐵業(yè)內(nèi)人士表示,未來,隨著盾構(gòu)機械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,盾構(gòu)機用鋼市場前景值得期待。
我國盾構(gòu)機產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展
目前,在地鐵、地下軌道交通建設(shè)中,開掘隧道必須采用盾構(gòu)機械裝備。盾構(gòu)掘進機是集光、電、液、傳感、信息等多門技術(shù)于一體的高科技隧道施工設(shè)備,被譽為現(xiàn)代地下“工程機械之王”,是衡量一個國家裝備制造業(yè)水平和能力高低的重大關(guān)鍵裝備。由于盾構(gòu)機制造工藝復(fù)雜,技術(shù)附加值高,一度被德國、法國、日本等少數(shù)發(fā)達國家壟斷,“洋盾構(gòu)”在我國市場占有率曾高達90%以上,且價格昂貴。
我國盾構(gòu)機產(chǎn)業(yè)發(fā)展較晚,上世紀90年代才開始采用全新盾構(gòu)掘進機,實現(xiàn)工廠化作業(yè)。
近年來,隨著我國地鐵、高鐵和城市軌道交通建設(shè)的不斷加快,盾構(gòu)機產(chǎn)業(yè)隨之快速崛起。國內(nèi)一些重工企業(yè)相繼進入盾構(gòu)機裝配制造行業(yè)。
2011年6月16日,2臺用于北京東直門快速軌道工程的盾構(gòu)機在中鐵隧道裝備制造有限公司下線。去年,該公司收購德國維爾特公司硬巖掘進機知識產(chǎn)權(quán)和業(yè)務(wù),成為世界上能夠獨立生產(chǎn)并有知識產(chǎn)權(quán)的三大企業(yè)之一。
2014年5月份,該公司制造出世界大矩形盾構(gòu)機。目前,該公司已經(jīng)成為國內(nèi)、世界第二的掘進機生產(chǎn)廠商,國內(nèi)24個城市地鐵建設(shè)中使用了中鐵裝備掘進機,市場占有率達50%。此外,該公司的產(chǎn)品還出口到馬來西亞、新加坡等國家。
2014年9月份,中鐵自主設(shè)計制造的盾構(gòu)機參與馬來西亞MRT項目(即馬來西亞捷運線)的施工建設(shè),這是中國自主設(shè)計、自主制造的盾構(gòu)機次跨出國門參與海外工程施工。
由此可見,我國盾構(gòu)機從無到有,到跨出國門,在國外隧道工程中投入使用,正在實現(xiàn)盾構(gòu)機產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
盾構(gòu)機用鋼取得長足進步
制造盾構(gòu)機所用的鋼材主要有高強鋼、合金鋼、軸承鋼、耐磨鋼、不銹鋼等優(yōu)鋼、特鋼。隨著我國的盾構(gòu)機產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,我國盾構(gòu)機用鋼的生產(chǎn)研發(fā)也有了長足進步。今年2月份,河北鋼鐵集團舞陽鋼鐵有限責(zé)任公司研發(fā)的高強鋼在國內(nèi)地鐵用大直徑的盾構(gòu)機上應(yīng)用。據(jù)悉,該型號盾構(gòu)機盾殼大直徑為14.8米,是目前國內(nèi)地鐵用大直徑的盾構(gòu)機,專門服務(wù)于長沙地鐵項目。該高強度鋼用于建造這2臺盾構(gòu)機的關(guān)鍵部位。
目前,國內(nèi)生產(chǎn)的盾構(gòu)機基本采用國產(chǎn)鋼材,例如中國中鐵系列盾構(gòu)機國產(chǎn)化率已達60%以上,很多關(guān)鍵部件實現(xiàn)了完全國產(chǎn)化,不僅使國外盾構(gòu)機大幅降價20%左右,也帶動了盾構(gòu)機相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
雖然我國盾構(gòu)機用鋼的生產(chǎn)研發(fā)已經(jīng)有較大的進步,但一些盾構(gòu)機的關(guān)鍵部件所用鋼材仍依靠進口,亟待國內(nèi)企業(yè)加強對這些鋼種的研發(fā)。
如盾構(gòu)刀具方面。由于盾構(gòu)機的作業(yè)環(huán)境極其復(fù)雜,地下的地質(zhì)狀況千變?nèi)f化,有巖石、軟土層、泥沙等,盾構(gòu)刀具在強擠壓、大扭矩、強沖擊、高磨損情況下工作,對其所用鋼材的性能要求極為苛刻。當(dāng)前,我國的盾構(gòu)刀具產(chǎn)品與技術(shù)相對而言比較落后,目前主要依賴進口,其國產(chǎn)化率極低。
目前,許多研究機構(gòu)和企業(yè)針對國產(chǎn)刀具存在的問題,正在通過較為合理的淬火加回火的調(diào)質(zhì)工藝,研發(fā)一種集較好強硬性、耐磨性、耐熱疲勞性和韌性于一體的盾構(gòu)刀具用鋼。
盾構(gòu)技術(shù)的國產(chǎn)化還離不開其關(guān)鍵部件———主軸承的國產(chǎn)化。國內(nèi)對盾構(gòu)主軸承的研制起步較晚,缺乏相應(yīng)的試驗手段和相關(guān)的基礎(chǔ)資料,其承載能力、壽命和可靠性、一致性與國外同期同類產(chǎn)品相比,還存在很大的差距。由于主軸承的高可靠性要求,國內(nèi)盾構(gòu)機用戶不愿采用國內(nèi)軸承,而是采用進口軸承。盾構(gòu)主軸承的自主研發(fā)制造能否跟得上,將成為促進或制約中國盾構(gòu)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。在前期,盾構(gòu)機主軸承依靠進口,美國鐵姆肯公司占有份額較大,滾動體采用鋼種為GCr15SiMn,套圈則采用42CrMo或滲碳鋼G20CrNi2Mo。
盾構(gòu)機市場拉動鋼材需求
業(yè)內(nèi)人士認為,未來我國盾構(gòu)機市場前景廣闊,盾構(gòu)機用鋼市場前景亦被看好。
隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展,在上個世紀末僅被少數(shù)一線城市擁有的地鐵,正向眾多二線、三線城市擴散,這為盾構(gòu)機的發(fā)展提供了廣闊的市場前景。據(jù)不完全統(tǒng)計,目前國內(nèi)正在施工建設(shè)的地鐵線路超過70條,總投資額達到8000多億元,如果加上已經(jīng)獲批的項目,投資額達到1.5萬億以上。目前,獲批軌道交通建設(shè)規(guī)劃的城市已有36個,預(yù)計到2020年全國擁有軌道交通的城市將達到50個,將建成173條地鐵線路,總里程達到6200公里,投資將達到4萬億元。到2050年,中國將建成地鐵289條,總里程1.17萬公里,將占世界地鐵總里程的一半以上。
業(yè)內(nèi)人士認為,如此大規(guī)模的地鐵建設(shè),將為我國盾構(gòu)機市場帶來巨大發(fā)展機會。我國已成為世界上在地鐵施工領(lǐng)域中使用盾構(gòu)機多的國家之一。每年全國新增直徑4米以上大型盾構(gòu)機的數(shù)量為30臺~50臺,這為盾構(gòu)機用鋼營造了值得期待的市場。鋼鐵企業(yè)可根據(jù)盾構(gòu)機產(chǎn)業(yè)發(fā)展對鋼材的需求進行研發(fā)生產(chǎn),提高我國盾構(gòu)機的國產(chǎn)化率,使我國真正成為盾構(gòu)機制造的強國。