鋼絲簾線

我國汽車輪胎總產量和子午線輪胎產量均不斷增長,輪胎子午化率已達63 %以上。

我國從20 世紀60 年代開始研製子午線輪胎,從2001 年起進入騰飛階段,促進因素如下。

(1) 國家取消子午線輪胎消費税,極大地刺激了子午線輪胎的發展。

(2) 輪胎產品結構進一步優化。2006年我國輪胎子午化率為63. 2 % ,與發達國家相比,還有增長空間。

(3) 我國成為世界輪胎製造大國。世界輪胎巨頭紛紛進入我國,世界輪胎中心向我國轉移,國內輪胎企業也在做大做強。2005 年,世界輪胎產量16. 65 億條,我國佔15 %。1997～2005 年的近10 年間,我國的輪胎產量快速增長,佔全球的份額由10 %上升到15 %。

(4) 汽車製造業快速發展。2006 年我國汽車產量728萬輛,同比增長27 . 5 %。2007～2010年我國汽車市場需求預計以每年10 %以上的速度增長。到2010 年,我國將成為世界主要汽車製造國,汽車年產量將增加到1 000 萬輛,汽車保有量將從2006 年的3 800 萬輛增加到6 200 萬輛。

(5) 世界汽車製造業穩步增長。從2003 ～2005 年統計數據看,全球汽車總產量除歐洲較穩定外,美洲平均年增長2. 85 % ,亞洲2大洋洲平均年增長8. 71 %,非洲平均年增長15. 95 %,全球平均年增長4. 78 % ,詳見表2 。

(6) 全國公路總里程及高速公路里程快速增長。尤其是2006 年,國家加大了對農村公路建設的投資。據國家交通部統計,2006 年年底,全國公路總里程達348萬km ,其中高速公路4 . 54萬km ;到2010 年,高速公路將達到6. 5 萬km ,增幅達43. 2 %。

我國子午線輪胎仍處在投資增長期,不論內資還是外資企業都看好這個市場,不斷增資擴產上項目,這個過程還將持續幾年 ^[1]  。

我國主要鋼絲簾線生產企業有19 家。

2005 年16 家主要鋼絲簾線生產企業共生產鋼絲簾線42. 37 萬t ,其中主要包括江蘇興達鋼簾線股份有限公司、中國貝卡爾特鋼簾線有限公司、貝卡爾特瀋陽鋼簾線有限公司、貝卡爾特威海鋼簾線有限公司、湖北福星科技股份有限公司、青島高麗鋼簾線有限公司、揚子高麗鋼線(南通) 有限公司、嘉興東方鋼簾線有限公司、榮成成山鋼簾線有限公司、山東勝通鋼簾線有限公司、山東西水橡膠集團有限公司、河南恆星科技股份有限公司、江蘇駿馬化纖股份有限公司、上海米其林回力輪胎股份有限公司鋼絲廠和普利司通(瀋陽) 鋼絲簾線有限公司等。國內鋼絲簾線行業呈現以下特徵。

1.行業競爭呈現雙頭壟斷

根據生產企業前幾名市場佔有率,可將競爭結構劃分為完全壟斷、絕對壟斷、雙頭壟斷、相對壟斷和分散競爭5 種態勢。

2005 年我國各鋼絲簾線生產企業產量排名。鋼絲簾線生產企業前5 名的市場份額分別為35. 9 % ,26. 2 % ,8. 7 %,7. 4 %和7. 1 % ,從鋼絲簾線生產企業數量和規模的分佈看,鋼絲簾線行業形成了雙頭壟斷的市場競爭格局,2006年這種格局更加明顯。

2.國產化程度提高

(1) 新增設備國產化程度提高,投資減少。除電鍍黃銅生產線進口外,大拉、中拉、水箱濕拉及捻股設備已基本採用國產設備,可滿足生產要求。大量國產設備的採用使項目固定資產投資減少近50 %。

(2) 國產原材料的使用比例逐年增加,生產成本降低。據初步統計,2005 年簾線企業採用寶山鋼鐵股份有限公司、鞍山鋼鐵股份有限公司、武漢鋼鐵有限公司和江蘇沙鋼集團有限公司等生產的鋼絲簾線專用盤條佔總用量的30 % ,2006 年又有南京鋼鐵集團有限公司、山東石橫特鋼集團有限公司和青島鋼鐵控股集團有限公司等積極試製,估計用量還會有較大提高。鋼絲簾線企業在選擇裝備和工藝時都考慮適用於國產原材料,以在成本上有競爭力。例如複雜結構的鋼絲簾線設備選管式機而不選雙捻機,其原因之一就是考慮設備適應國產盤條的捻制。

3.鋼絲簾線的市場需求量及預測

1999～2006 年我國輪胎鋼絲簾線的市場需求。2003 年之前我國鋼絲簾線一直供不應求,自2004 年供需開始平衡,並有產大於銷的趨勢,有關鋼絲簾線生產企業應引起注意,控制投資風險 ^[2]  。

子午線輪胎製造技術的進步和發展影響着鋼絲簾線的物理性能、結構及製造技術的發展。

1.強度

鋼絲簾線正在由普通強度(NT) 向高強( HT) 、超高強(ST) 和特高強(UT) 方向發展。在發達國家,HT 鋼絲簾線的使用量已佔鋼絲簾線總用量的60 %左右, ST 鋼絲簾線的用量也已超過2 0 %。以Φ0 . 2 0 mm鋼絲為例,NT級、HT級、ST級和U T級鋼絲簾線的強度分別為2 8 5 0 ,3 300 ,3 600 和3 800 MPa , H T 鋼絲簾線的強度比N T 產品高約15 %,ST 級高約25 % ,U T 級高約34 %。由此可以看出高強度鋼絲簾線在減小輪胎質量和提高輪胎承載能力方面的潛力。

2.結構

（1）載重輪胎胎體

胎體要承受較多的交變負荷,因此胎體鋼絲簾線除要具有較高的強度外,更應具有柔韌性、均勻一致的低負荷伸長、良好的耐疲勞性能(鋼絲簾線中鋼絲之間的磨損小) 和較高的抗衝擊性能等。

載重輪胎胎體鋼絲簾線結構的發展趨勢主要包括:

①強度從N T 向H T ,ST 甚至U T 方向過渡;

②結構從較為複雜的股狀結構向層狀以至緊密型結構發展;

③生產工藝由複雜的多步驟向簡單的兩步甚至一步成型方向發展;

④鋼絲直徑仍以小尺寸為主,其主要原因是鋼絲直徑對簾線的疲勞壽命影響大。

（2）帶束層

帶束層是子午線輪胎的主要受力部件,因此帶束層鋼絲簾線應具有良好的滲膠性能、較低的結構伸長、較小的直徑、合適的剛度及較高的粘合力及粘合力保持率。傳統的乘用汽車輪胎(包括轎車和旅行車輪胎) 帶束層鋼絲簾線通常由4～12 根鋼絲組成,以規則形狀為主。帶束層鋼絲簾線發展趨勢如下:

①單絲直徑變大;

②結構簡單化,結構主要由2～11 根鋼絲組成;

③向開放型結構發展,主要目的是強化鋼絲間的滲膠性能,防止鋼絲間的潮氣侵蝕;

④向不規則結構發展,如2 + 1 ,2 + 7 ,3 + 8 等,其目的也是提高滲膠性能。

載重輪胎的帶束層鋼絲簾線用量較大,減小鋼絲簾線用量即意味着減小輪胎質量,降低生產成本。因此,載重輪胎的帶束層鋼絲簾線向結構簡化、高強度方向發展的趨勢更為明顯。例如,以3 + 8 ×0. 33HT 鋼絲簾線替代3 + 9 + 15 ×0. 22W鋼絲簾線,每條輪胎鋼絲簾線用量從4. 66 kg 減小至4. 10 kg ,用量減小12 % ,輪胎質量減小5 % ,節約生產成本2 %以上。隨着單絲直徑的加大(最大達0. 41 mm ,已超出BISFA 標準中的0. 38mm) ,鋼絲簾線的彎曲剛度增大,提高了抗衝擊和抗切割能力,降低了輪胎的滾動阻力,減輕了輪胎的磨損,但值得注意的是,鋼絲簾線的彎曲剛度加大及外形的不規則,給簾布壓延帶來困難,易造成壓延時跳線、壓延後的簾布不平以及經密不均。

3.製造技術

（1）鋼絲直接拉拔

鋼絲直接拉拔技術是指盤條直接拉拔到電鍍所需的規格,減少一次中間熱處理。例如,70 # 鋼可以從Φ5. 5 mm 直接拉拔到Φ1. 20 mm ,80 # 鋼直接拉拔到Φ1. 30 mm。鋼絲直接拉拔技術的應用提高了生產效率,減小了鋼絲製造成本。

（2）節能環保

傳統的鉛浴熱處理存在鉛蒸汽揮發造成環境污染的缺點,隨着國家對環境保護力度的加大,傳統方法將逐漸被流動粒子淬火和水浴淬火等清潔生產工藝所取代,流動粒子淬火和水基有機介質水浴淬火工藝已在國內鋼絲簾線生產中得到應用。

（3）高效節能新工藝

在鋼絲簾線生產企業,由於技術的整體優勢,高效節能新技術總是最快得到應用,主要體現在以下3 個方面。

(1) 變頻直進式拉絲機和變頻水箱拉絲機的拉拔速度分別達到12 和15 m ·s - 1 以上,產品質量更加穩定可靠,與傳統的滑差電機相比,至少省電20 % ,效率提高近1 倍。

(2) 電鍍電源使用高效開關電源取代普通硅整流直流電鍍電源,鍍層緻密且節能降耗,電源體積更小,可節約30 %電能。

(3) 黃銅合金的熱擴散採用感應加熱和流動粒子加熱,能夠在不損傷鍍層的前提下實現銅/ 鋅間原子的擴散,與傳統採用焦耳效應的熱擴散方式相比,節能且可避免鋼絲與加熱輥之間打火花。

（4）捻制及產品的控制

在鋼絲簾線的生產中,越來越多的工廠採用大工字輪收放線。在濕拉之前應用1 t 容重的工字輪已較普遍,國外甚至有用4 t 的工字輪進行週轉。在捻制工序,應用大尺寸工字輪也是一種趨勢,國內已有單輪鋼絲容重120 kg的工字輪的應用實例(過去為60 或80 kg) 。這樣可以大大降低工人的勞動強度(換線次數) 以及工字輪週轉頻率和鋼絲消耗。電氣控制方面正在向智能化和精密化方向發展,如採用殘餘扭轉智能控制系統,保證鋼絲簾線殘餘應力的均勻一致,改善簾布的壓延效果。採用高精密長度計量裝置,以保證鋼絲簾線長度的均一性,減少用户的廢料損失。

汽車工業的發展使輪胎的子午化、扁平化、輕量化和高速化成為今後的發展方向,低噪聲、低油耗的綠色輪胎已成為未來輪胎設計製造的主流。

我國經濟的快速增長促使輪胎工業同步發展,國內名牌輪胎產品做大做強,國外知名品牌紛紛進軍我國 ,子午線輪胎產量與日俱增“, 十一五”期間輪胎生產仍將保持較快的增長速度。子午線輪胎的快速發展吸引了全球知名鋼絲簾線企業到中國獨資或合資建廠,同時促進了民族鋼絲簾線產業的發展和技術進步 ^[3]  。