一、軌道交通用鋼種類及特點分析

 1.產品分類

軌道交通包括地鐵、輕軌、有軌電車等城市軌道交通，也包括高速鐵路、普速鐵路等鐵路交通。軌道交通用鋼主要包括線路鋪設用鋼、車輛用鋼，以及橋梁、隧道、車站等基礎建設用鋼、電氣化鐵路用鋼等，鋼材品種種類繁多（表 1）

2.特點分析

（1）鋼軌

鋼軌直接承受車輪傳遞的列車及其載荷質量，并引導列車的行進方向。與普通線路相比，客運專線、高速列車及重載列車對鋼軌的安全性要求極為苛刻。鋼軌不僅要承受機車、車輛的壓力，還要承受列車高速運行所帶來的沖擊載荷，因此鋼軌需要具有足夠的強度、硬度、韌性以及良好的焊接性能。通常，按照抗拉輕度鋼軌可以分為普通級鋼軌、耐磨級鋼軌、特級鋼軌 3 個等級。鋼軌質量越重，所能承受的載荷越大，我國主要線路一般鋪設 60kg/m 和 75kg/m 的重型鋼軌。我國高速鐵路用鋼軌主要包括 U71MnG 和 U75VG 材質，通常時速200km/h 以上高速客貨鐵路選用 U71MnG，時速 200 ～ 250km/h 高速客貨鐵路選用 U75VG。

（2）車輪用鋼

車輪是車輛的主要承載零件，是車輛走行系統的重要組成部分。車輪與輪箍用鋼是采用電爐或轉爐冶煉的鎮靜鋼，根據生產工藝劃分為輾鋼車輪和鑄鋼車輪，一般而言，客車、高速列車等較高端的車輪通常使用輾鋼工藝生產。對于重載列車，輪軌接觸應力大，特別是在在高應力下，輪軌接觸區的面積加大，列車行進時車輪磨損大，容易出現接觸疲勞失效。所以對重載列車車輪用鋼需要更高的耐磨性和抗解除疲勞性能，同時還要考慮抗熱疲勞損傷性能。

（3）車軸用鋼

車軸是鐵路機車和車輛的重要部件，是車輛走行系統的重要組成部分，如果車軸發生斷裂將會導致列車脫軌。車軸用鋼應具有良好的疲勞強度和抗沖擊性能。我國普通客車和貨車車軸一般采用 LZ50 中碳鋼，機車少量采用 JZ45，基本都是實心車軸；動車組采用中碳合金調制鋼，車軸為空心車軸。

（4）車體用鋼

車體用鋼主要是車體主梁、車框、內外車廂板等用鋼，鋼材品種主要包括不銹鋼、耐候鋼板、耐候型鋼等，基本要求是高強度、高耐腐蝕性、高焊接性及輕量化。對于鐵路貨車用鋼主要是高強度耐候耐蝕鋼。

二、軌道用鋼生產企業及發展情況

1.國內重點企業情況

目前我國軌道交通用鋼生產企業主要包括攀鋼集團有限公司（以下簡稱“攀鋼”）、鞍鋼集團公司（以下簡稱“鞍鋼”）、包鋼集團 （ 以下簡稱“包鋼”）、寶鋼集團有限公司（以下簡稱“寶鋼”）、馬鞍山鋼鐵股份有限公司（以下簡稱“馬鋼”）、太原鋼鐵（集團）有限公司（以下簡稱“太鋼”）等鋼鐵企業及以江陰興澄特種鋼鐵有限公司（以下簡稱“興澄特鋼”）、西寧特殊鋼股份有限公司公司（以下簡稱“西寧特鋼”）、大冶特殊鋼股份有限公司（以下簡稱“大冶特鋼”）等為代表的特鋼企業，各企業重點軌道用鋼產品如表 2。

2.重點品種發展情況

（1）鋼軌

目前，我國鋼軌生產企業主要有攀鋼、鞍鋼、包鋼和武鋼等（表 3），其中攀鋼是國內第 1 家能夠生產百米定尺鋼軌的企業，包鋼生產的 U71Mn 和 U75V 鐵路用熱軋鋼軌和武鋼生產的 U71MnG 和 U75VG 高速鐵路用鋼軌均獲得了 2016 年“金杯獎”產品。

“十二五”期間，我國鋼企向中國鐵路供軌約 1389 萬 t，其中，普速鋼軌 69%，高速鋼軌 28.4%，道岔用非對稱斷面鋼軌 2.6%。目前，各鋼企均已具備現代化的鋼軌生產能力，基本滿足國內高速鐵路和重載鐵路對鋼軌的質量需求。與國外相比，我國高速鐵路用鋼軌與國外差距不大，但在重載鐵路用鋼方面仍然存在一定差距。如重載鐵路用鋼軌方面，日本生產的過共析珠光體 SP3 鋼軌，通過熱處理，軌面硬度可達到 450HB，碳含量僅為 0.80%，但國產的過共析鋼軌 U95Cr，通過在線熱處理后，軌面硬度可達到 420HB，但其碳含量大于0.90%。

（2）車輪

馬鞍山鋼鐵股份有限公司是目前國內最大的車輪生產商，除馬鋼以外，生產車輪的企業還有山西太重車輪廠、中美合資信陽同合車輪有限公司、中美合資大同愛碧璽鑄造有限公司。我國在普通客車、貨車及機車車輪方面，技術水平與國外相差無幾。對于重載列車車輪，我國也已經開發出一系列新材質重載貨車車輪，并且已經投入應用，研發水平已處于世界先進水平之列。但在高速列車車輪的研究和開發方面，我國與國外存在一定差距。目前我國動車組車輪和大功率機車車輪基本依賴進口，全部從日本住友、法國 VALDUNES、德國 BVV、意大利 LUCCHINI 等少數幾個具備高速車輪生產能力的企業進口。

（3）車軸

普通客車和貨車的車軸主要以實心車軸為主，我國在車軸鋼冶煉潔凈度完全能滿足生產實心車軸的要求，所以在普通客車和貨車車軸生產完全實現國產化。但在重載和高速列車車軸的研究與開發方面，仍然比較落后。目前，我國采用微合金化路線生產出適用于 30t 以上的重載車輛的車軸鋼坯，制造出的車軸已經裝車試運行，效果良好。動車組列車采用空心軸，目前空心軸核心生產技術主要掌握日本等少數發達國家手中。

（4）車體用鋼

不銹鋼車輛具有耐腐蝕、免維護、安全、輕量化、全壽命周期成本低等特點，隨著綠色、節能、環保、安全等意識的提高，不銹鋼車輛漸成趨勢。特別是隨著輕量化要求越來越高，不銹鋼已經成為車體主要用鋼。2005 年太原鋼鐵集團有限公司就開始為軌道交通提高車體用不銹鋼，經過不斷的鉆研與努力，車體用不銹鋼的國產化率由最初的 100% 依賴進口，到目前僅有少數高耐蝕不銹鋼種需要進口。

三、軌道交通產業發展及鋼材消費情況

1.軌道交通產業發展現狀

城市軌道交通方面，截至 2015 年底，我國城市軌道交通運營線路網長度達到 3195.4km（圖 1），是 2005 年的 8.2倍，10 年內年均增長 23%。“十二五”期間，我國城市軌道交通運營線路新增 1 724km，同期我國城市軌道運營車輛也從2010年的21 165標臺增至48 165標臺，年均增長18%（圖2）。

鐵路交通方面，2011-2015 年，我國新增鐵路營運里程逐年保持增長（圖 3）。截至 2015 年底，全國鐵路營業里程12.1 萬 km，其中高鐵運營里程達到 1.9 萬 km。2015 年全國鐵路機車、鐵路客車、鐵路動車組和鐵路貨車擁有量分別為21366 臺、67706 輛、17648 輛和 768516 輛（表 4），其中機車、客車和動車組分別較 2010 年增長了 9.96%、29.88% 和300.36%。

2.軌道交通用鋼消費情況

城市軌道交通用鋼方面，據統計，城市軌道交通每新增1km，將帶動鋼材消費 5.6 萬 t，鋼軌消費 260t。照此估算，“十二五”期間我國城市軌道交通拉動鋼材消費近 1 億 t，軌道用鋼 40 多萬 t，年均消費鋼材 2000 萬 t 左右（圖 4）。

總體來看，“十二五”期間，我國城市軌道交通和鐵路交通共帶動鋼材消費 2.06 億 t，年均消費鋼材超過 4100 萬 t。

四、軌道交通用鋼的未來發展趨勢

1.未來需求預測

“十三五”期間，我國鐵路建設和城市軌道交通將繼續保持快速發展。鐵路建設方面，到 2020 年，我國鐵路網規模將達到 15 萬 km（其中高速鐵路 3 萬 km），預計每年拉動鋼材消費 2300 萬 t，“十三五”期間預計拉動鋼材消費 1.15 億t 左右。城市軌道交通方面，“十三五”期間我國城市軌道交通建成投運線路將超過 3000km，年均新增營運里程 600km 以上，預計“十三五”期間將帶動鋼材消費 1.68 億 t，鋼軌消費 79 萬 t；平均每年拉動鋼材消費 3300 萬 t 以上，鋼軌消費16 萬 t 左右。綜合來看，“十三五”期間，我國軌道交通用鋼 5600 萬 t 左右。

2.重點發展方向

鋼軌：隨著我國軌道交通向高速、重載方向發展，對鋼軌的斷面、鋼種、鋼的純凈度、外觀平直度以及鋼軌表面質量、尺寸精度等各方面要求更加嚴格，今后應將高速重載輪軌用鋼作為重點發展方向。

輪軸：已經進入試用的重載輪軸，加快推進國產替代的速度；對尚未擁有生產技術能力的高速輪軸要加大研發力度，突破鋼種成分優化、強韌性匹配、抗剝離性能、接觸疲勞性能批量生產及檢測技術，早日改變我國在高速輪軸進口依賴的被動局面。

車體用鋼：鑒于不銹鋼車體的免維護、綠色、節能、環保、全壽命周期成本低及輕量化等優勢特點，積極推進不銹鋼車體的研發設計，特別是加強高耐蝕鋼和耐候鋼的技術研發，大力促進不銹鋼在車輛制造中的應用。

    來源：工業和信息化部賽迪智庫原材料工業研究所