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深度!轨道车辆车轮产品市场调查分析报告

e车轨道交通资讯2021-11-20 15:24:17

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一、行业概况

 

2016年以来,因国内铁路开工不足,以及部分铁路建设项目开工较晚,导致国内车轮销售劲头不足,但由于“一带一路”倡议的影响,我国车轮出口势头猛增。

 

1、车轮发展历程


车轮按制造方法分,可以分为辗钢车轮和铸钢车轮。


辗钢车轮:是用圆锭和圆坯经过压轧等工序制造而成。从我国目前使用范围看辗钢车轮适用于机车客车和货车,由钢锭制成辗钢车轮一般要经过一次或几次加热及多次辗压。制造辗钢车轮比直接铸造车轮要消耗更多热能。


铸钢车轮:是用钢水直接浇铸而成,国内铸钢车轮仅用于货运列车,国外也应用于机车和客车。与辗钢车轮相比,铸钢车轮具有工艺流程短、设备工艺相对简单、操作人员少、生产效率高、生产和管理成本较低的特点。


20世纪70年代,货车车轮主要产品是按冶金部、铁道部“两部协议”制造84车轮型,一直采用斜辐板结构形式,其踏面为锥形踏面,辐板为不加工的原始轧制表面,车轮辐板上设有两个直径45mm的工艺孔。针对840D 车轮结构形式不能适应铁路货车提速、重需要,21t轴重S形辐板车轮—HDS型车轮,在设计上彻底取消了车轮辐板孔,消除因辐板孔边缘应力集中所带来的安全隐患,比直辐板车轮具有更好的径向弹性、更大的承载能力和更好的抗热裂性能。


20世纪90年代中期,铁道部从美国进口铸钢车轮,选择了当时仅有的两家世界著名铸钢车轮制造厂(美国ABC公司和美国GRIFFIN 公司) 的产品,一进口技术标准采用美国AARM10720 吕标准。通过对进口铸钢车轮进行跟踪检测,并制TB/T1013一1999《碳素铸钢车轮技术条件》,在我国开始生产铸钢货车车轮。


铁路货车今后发展方向是增少、载重、降低自重,降低自重的途径除降低车体自重外,重要的是要降低车辆簧重量。由于车轮在辐板、轮毅等部位实现减重技术上难度较大因此参考国外技术,将多次磨耗轮改为一次磨耗轮(即轮惘厚度由65mm变为50mm),同时优化了其他部位设计。


2005年,在铁道部科技司和运输局装备部的支持下,由铁道科学研究院标准所、金化所、马鞍山钢铁公司等单位开始共同研和制订新的车轮技术标准体系。剖析我国现行车轮技术标准存在的问题,同时组织试验验证车轮标准的有关技术指标,并将根据我国实际运营情况提出新标准的修订方案。


2、当前车轮产业政策


政策年份

政策

2013年-2020年

《关于改革铁路投融资体制加快推进铁路建设的意见》

2015年

《铁路“十二五”发展规划》全国铁路固定资产总投资将达到2.8万亿元,全国铁路营业里程达12万公里左右,其中西部地区铁路5万公里左右

2015年

《“十二五”综合交通运输体系规划》发展高速铁路,基本建成快速铁路网营业里程达4万公里以上,基本覆盖省会及50万人口以上城市

2016年-2018年

《交通基础设施重大工程建设三年行动计划》

2016年-2020年

美国《修复美国地面交通法》美国2016至2020财年的交通基础设施建设提供3050亿美元融资,其中约2050亿美元将用于高速公路建设,约480亿美元投资于轨道交通项目。

2016年以来

《一带一路》2016年,中国中车新签订单约2626亿元,其中国际业务签约额约559亿元,同比增长40%,期末在手订单约1881亿元。此外,公司马来西亚制造中心成为“一带一路”倡议实施示范基地,公司在印度设立的首家工厂也于2016年建成投产。

 

3、车轮生命周期


国内:随着我国铁路的发展,对车轮的需求将进一步增加,对车轮的质量要求也更加严格。每个车轮的运用时间在5-10年左右,经过维修和保养可以提供更长时间的使用。

 

国外:世界车轮的主要市场在亚太地区(主要是中国)、东南亚(主要是印度、巴基斯坦)和欧洲(主要是在大力发展高速铁路系统的西班牙、德国、英国等)。

 

二、车轮产品生产调查


1、我国铁路货车车轮新技术和新材料


高洁净车轮钢工艺技术


疲劳掉块是困扰我国铁路多年的多发性车轮故障,对行车安全构成重要影响。其主要原因是由于车轮踏面亚表面存在堆积状脆性氧化物夹杂。随着重载运输的发展,在精炼脱氧、造渣、真空脱气、脱硫及夹杂物控制面进行了深入研究和大量工艺试验。使钢中夹杂物数量、尺寸、分布、种类、形态控制等方面取得了自主技术。


车轮钢圆坯连铸工艺技术


长期以来,我国车轮钢采用平炉炼钢、模铸钢锭。马鞍山钢铁公司实现淘汰平炉改为转炉炼钢,并实现连铸坯制造车轮。连铸是炼钢生产技术一个重大进步,有利于降低生产成本提高过程白动化水平,在提高产品内在质量卜具有不可替代的优势。


抗早期剥离技术


车轮踏面剥离是多年困扰铁路运用部门的重大难题。近两年通过对车轮剥离研究,发现车轮早期剥离现象产生的原因,即在车轮使用过程中,新车轮使用初期( 不超过一年)“早期剥离”的发生量很大。早期剥离发生后,经过一次旋修后再继续使用,在相当长时间内不会再发生剥离。根据这一规律,铁道科学研究院联合马鞍山钢铁公司等单位积极开展研究,取得了重要进展。


贝氏体钢车轮


2005 年底,“贝氏体钢车轮研究”课题通过了铁道部科技司组织的技术审查,该车轮与现有车轮相比具有革命性的变化。与现有CL60 钢车轮相比,车轮钢组织由传统的珠光体加铁素体变为无碳化物贝氏体组织等。含碳量大幅降低,具有高强度和合理的硬度分布,韧性指标大幅提高,具有良好的断裂韧性,具有高的热裂抗力、疲劳门槛值及裂纹扩展抗力,可以解决目前车轮出现的剥离掉块等损伤。


新型重载车轮


目前,我国货车的最大轴重己达到25t 。但实际使用中出现的异常磨耗等问题已经凸现出来。为适应重载运输需要,2005 年,我国钢铁生产厂商联合铁路研究单位和路外权威单位。参照国外(主要是美国)重载车轮技术,开始研制适合我国铁路重载运输的新型货车车轮。目前,实验重载货车车轮已于2006年3月在环行铁路试验线上运用考核。


2、我国铁路货车车轮制造装备的新发展


我国铁路货车车轮在制造水平、产品品种、技术标准等方面取得了很大进步,基本满足了各个时期铁路运输需要,其中新的标准提出推动了生产制造企业技术装备的改进,新的轮型设计解决了过去车轮存在的不足和安全隐患,同时满了铁路货车减重要求。


目前,我国铁路正面临第六次大提速,铁路货车最高运行速度将达到120km/h,重载运输也是解决我国铁路货运的重要发展方向,这些都对货车车轮制造装的发展提出了更高要求。

 

国外的生产标准有英标、德标、美标、日标、国标等。

 

3、制造过程


具体制造过程如下:

第一步:把钢厂炼出来的钢锭通过切割机切割成一块块,作为原料准备好。

第二步:把切割机切割成一块块的钢锭放到加热炉里加热,工人通过叉车把切割好的钢锭放进加热炉,再把加热完成的钢锭从加热炉里面取出。

第三步:工人把加热完成的钢锭从加热炉里面用叉车取出,放在机器上面加工。

第四步:通过水压机,把环形的热钢定型成为车轮。

第五步:通过吊车把车轮送入热处理炉,进行热处理作业。

第六步:完成热处理作业的车轮进行机床表面精加工。


完全加工好的车轮,经过检验员检查和各种验收试验后,就可以入库了。


4、地域产出结构


国内生产:我国生产车轮主要是四家工厂,分别是马钢股份、太原重工、大同爱碧玺、信阳同合。 


国外进口:日本新日铁—住友公司、西班牙铁路建设和协助公司(CAF)、捷克Bonatrans公司、意大利Lucchini公司等。


5、企业市场集中度

(以马钢和太原重工为例)

 

钢厂

年生产能力

主要生产规格

国内

国外

马钢

7个月14536吨

高铁车轮, 地铁车轮, 货车车轮, 客车车轮等。

京沪高铁, 各个地铁公司等

基本覆盖有铁路的车辆的国家。

太原重工

30万片以上

高铁车轮, 地铁车轮, 货车车轮。

各个地铁, 货车路线

南美洲, 北美洲, 非洲, 欧洲等。

 

6、消费区域市场调查


国内:近两年来,地铁、高铁行业发展较快,主要集中在中部城市,西部边陲地带较少。


国外:近年来,发展中国家轨道交通项目投资较多,其中东南亚、西亚地区比较集中,欧美地区一般为替换和维修。

 

三、车轮产品进出口市场调查


1、产品进口市场


1)进口产品结构

按照我国技术标准要求的理化性能和国外有关标准方法判定的车轮,因国外进口税率高,除了高铁、地铁, 车轮进口并不太多。

 

2)进口地域格局

进口生产国有日本、捷克、德国等。


2、产品出口市场


1)出口产品结构

出口的车轮有高铁车轮、地铁车轮、货车车轮、客车车轮等。


2)出口地域格局

主要为有铁路车辆的国家。

 

3)产品进出口政策

按照一般出口关税进行收取,没有特殊政策。


四、 车轮生产典型企业

 

马鞍山钢铁股份有限公司(Masteel)
马钢是我国特大型钢铁联合企业,A+H股上市公司,在50多年的发展历程中,马钢为我国钢铁工业的发展作出了重要贡献:60年代,建成了我国第一个车轮轮箍厂,填补了车轮轮箍国产化的空白;创造了“三清、四无、五不漏、规格化、一条线”的文明生产经验,“江南一枝花”享誉全国。80年代,建成了我国第一套高速线材轧机,成为我国线材高速轧制技术的摇篮。90年代,成为我国首批9家规范化股份制试点企业之一,享有“中国钢铁第一股”的美誉;1998年建成了我国第一条H型钢生产线,填补了国内大H型钢产品的空白。


产品构成和产量统计


GE-P3车轮:出口美国通用电器公司的系列产品之一,按美国AAR标准生产。2003年开始出口,每年出口约1万件。
AT840车轮:供法国阿尔斯通公司地铁的车轮,出口布达佩斯,2003年开始供货,订货量逐年增加,现每年供1500件左右。
ZC970车轮:为株洲出口澳大利亚整车配套产品,轴重40吨,每年供货4500件左右。
KKD车轮:供铁道部客车使用的车轮,按铁标组织生产,最高运行时速达200公里/小时。约45000件/年。
HDSA车轮:供铁道部货车使用的车轮,按铁标组织生产,最高运行时速达120公里/小时。约160000件/年。
HDEA车轮:供铁道部货车使用的重载车轮,按铁标组织生产,约150000件/年。

K1250A车轮:出口国外外径最大、重量最重的机车轮,外径1250mm,重量852Kg。韩国NEWTEC公司近年采购数百件。


出口国家统计


车轮:苏丹、刚果、伊朗、印度、印度尼西亚、澳大利亚、新加坡、泰国、土耳其、孟加拉、缅甸、新西兰、沙特、美国、英国、斯里兰卡、匈牙利、法国、埃及、哈萨克斯坦、韩国、越南、巴基斯坦、巴西、朝鲜、智利、土库曼斯坦、赞比亚、坦桑尼亚、南非、墨西哥、委内瑞拉、日本、塔吉克斯坦、芬兰、西班牙


轮箍、环件:泰国、斯里兰卡、美国、德国、缅甸


近期发展规划


关于近期计划, “十三五”是马钢改革发展关键时期,马钢要认真落实中央去产能工作部署,以“转型升级、健康发展”为主导,牢固树立并践行“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念,实施业务重组和资源整合,推进“钢铁做强、非钢做大、机制做活、绩效做优”。高海建强调,“十三五”期间,马钢将坚定不移地走产品升级、产业链延伸、国际化经营的发展道路。


通过全力打造“轮轴、板带、长材”三大特色板块,持续推动产品升级,巩固马钢品牌优势;通过全面导入EVI服务模式,以技术提升推动产业链延伸,实现由钢铁材料制造商向钢铁材料服务商转变;通过有序实施产业收缩调整,构建钢铁产业、钢铁上下游紧密相关性产业和战略性新兴产业发展格局,实现由钢铁产业一业独大向多元产业协同支撑转变。通过打造和谐家园文化,凝聚改革发展合力,团结带领全体职工在“十三五”期间实现马钢的扭亏脱困、转型升级、健康可持续发展。


太原重工股份有限公司

太原重工设立于1998年,是中国重型机械行业第一家上市公司,前身为太原重型机器厂,始建于1950年,是新中国自行设计建造的第一座重型机械制造企业。曾荣获“山西省五一劳动奖状”、“全国质量标杆企业”、“全国机械工业质量奖”和“山西资本市场优秀上市公司”等荣誉称号。


太原重工主营:轨道交通设备、起重设备、风力发电设备、挖掘设备、海洋工程装备、焦炉设备、齿轮传动、轧钢设备、锻压设备、煤化工设备、工程机械、港口机械、油膜轴承、铸锻件等产品及工程项目的总承包,产品广泛应用于冶金、矿山、能源、交通、海工、航天、化工、铁路、造船、环保等行业,已累计为国家重点建设项目提供了2000余种、近三万台(套)装备,属国家特大型重点骨干企业,被誉为“国之瑰宝”和“国民经济的开路先锋”。


产品构成


太原重工是国内唯一同时生产轨道交通用车轮、车轴、齿轮箱和轮对集成的企业。现有两条辗钢整体车轮生产线,一条精密锻造车轴生产线、一条快速锻造车轴生产线、一条齿轮箱生产线、一条轮对组装生产线以及一个试验中心。可满足TB(中国)、AAR(美国)、EN(欧洲)、BS(英国)、IRS(印度)、JIS(日本)、KS(韩国)、GOST(俄罗斯)等标准要求,生产各类轨道交通车辆用车轮、车轴、齿轮箱及轮对产品。产品广泛用于铁路、城市轨道交通、工业、矿山、冶金、电力、石油机械等领域。


产销量统计


具备年产车轮60万片、车轴16万根、新造和检修齿轮箱1万套、轮对组装3万副的制造能力。已为国内外用户提供了近350万件质量优异的轮、轴及轮对集成产品,产品远销到南美洲、北美洲、欧洲、澳洲、东南亚、非洲等五十多个国家和地区。


近期发展规划


太原重工以创建世界太重为目标,坚持国际市场和国内市场并重,力争在未来几年内把出口产品的比重, 从2010年的15% 提高到 30%,最终达到50%。


公司正在建立全球营销网络,已经成立了印度分公司,在德国、巴西秘鲁、澳大利亚、香港、蒙古、俄罗斯等国家和地区设置了办事处、服务站。


2006年以来,公司的国际化进程发展迅猛,主机产品已出口到全球约50个国家,主要出口产品有:220台起重机、36台挖掘机、30余套焦炉设备、8条无缝管生产线、3条螺旋焊管生产线、1条棒材生产线、1条纵横联合剪切生产线、8台大型铝挤压机、3台锻造液压机、3台板材矫正机、40万余支车轴、60万余片火车轮、6万余付火车轮对等。


五、主要生产企业

 

国内企业:马钢股份、太原重工、大同爱碧玺、信阳同合

 

国际企业:日本新日铁—住友公司、西班牙铁路建设和协助公司(CAF)、捷克Bonatrans公司、意大利Lucchini公司

(以上均为制造公司, 有很多的小型贸易商依托上述钢厂车轮厂进行对外贸易。)


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