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1、亟待发展的不锈钢行业我国不锈钢行业研究李勇军前言：不锈钢是不锈钢和耐酸钢的简称。在冶金学和材料科学领域中，将铬量大于12%、且以耐蚀性和不锈性为主要使用性能的一系列铁基合金称为不锈钢。不锈钢自本世纪初问世，到现在已有80年的历史，不锈钢的发明是世界冶金史上的一项重大成就，不锈钢的生产为近代工业的发展和科技进步奠定了重要的物质技术基础。目前，世界上不锈钢年产量已近2000万吨，约占全世界钢产量的3%。不锈钢具有良好的耐蚀性、耐高温低温性、高强度和外观精美的力学性能和工艺性能，因此广泛应用于化工、原子能、航天航空、能源、交通民用等各个工业部门，特别在一些关系到国防科技等尖端工业中更是必不可少的材料
2、，因此不锈钢在国民经济中处于举足轻重的地位。特别在我国，目前不锈钢材自给率仅有30%左右，因此迫切需要国家有关部门出台相关政策，进行重点产业投资，大力发展不锈钢行业。主题词：冶金，钢铁行业篇不锈钢自从1913年问世以来，发展十分迅速。由于其用途广泛并可百分之百地回收使用，所以需求一直呈不断增长趋势。此外，不锈钢的发展也得益于新工艺、新技术的不断涌现，特别是60年代末的炉外精炼技术、70年代的连铸技术、80年代的热轧和冷轧精整等技术的发展，使不锈钢的生产发生了很大的变化：产量不断增长，规模迅速扩大，成为特殊钢行业中的主力军。世界不锈钢产量从1950年的约100万吨增至1998年约1950万吨，年
3、平均增长率超过5%，远远大于同期普钢1.4%的增长率。据1996年5月召开的国际不锈钢协会统计，全球41家主要不锈钢生产企业共生产了1250万吨不锈钢，占世界不锈钢总产量的80%，而产量前十名厂家的产量和约占世界不锈钢总产量的35%，德国的克虏伯（生产能力200万吨，以下同）、法国的尤诺（120万吨）、瑞典的阿威斯诺（100万吨）、韩国的浦项（90万吨）和台湾的中联公司（80万吨）是世界五大不锈钢生产企业，图1反映了90年代世界不锈钢产量增长的情况。图1：90年代世界不锈钢产量增长情况表1是世界主要不锈钢生产国1994年产量及占所在国钢材比例，可见，发达国家不锈钢产量占总钢材比例都远远大于我国
4、不锈钢0.28%的比例，反过来也说明了我国不锈钢行业发展的巨大潜力。表1：1994年不锈钢主要生产国情况1994年日本美国德国法国意大利瑞典英国中国世界不锈钢产量(万吨)34518214292856053191399占所在国钢材比例(%)3.232.063.485.103.2612.243.060.282.27一、主要产品体系1. 不锈钢的分类不锈钢一般系不锈钢和耐酸钢的总称，不锈钢系指耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢，而耐酸钢则系指耐酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。不锈钢与耐酸钢在合金化程度上有较大差异，不锈钢虽然具有不锈性，但并不一定耐酸；而耐酸钢一般则均具有不锈性。不锈钢钢种很多，性
5、能又各异，常见的分类方法有：按钢的组织结构分类，如马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和双相不锈钢等。按钢中的主要化学成分或钢中一些特征元素来分类，如铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢以及超低碳不锈钢、高钼不锈钢、高纯不锈钢等。按钢的性能特点和用途分类，如耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、高强度不锈钢等。按钢的功能特点分类，如低温不锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢、超塑性不锈钢等。目前常用的分类方法是按钢的组织结构特点和按钢的化学成分特点以及两者结合的方法来分类。例如，把目前的不锈钢分为；马氏体钢，铁素体钢，奥氏体钢，双相钢和沉淀硬化型钢等五大类，或分为铬不锈钢和铬
6、镍不锈钢两大类。2. 冶炼方面表2是世界1983年和1996年生产不锈钢的各种冶炼方法的变化情况，可以看出，不锈钢的冶炼工艺以AOD和转炉/VOD两种方法为主，它们所生产的不锈钢占总产量的近90%。表2：生产不锈钢冶炼方法的变化冶炼方法占不锈钢总产量的比例(%)1983年1996年AOD71.868.7转炉/VOD10.419.5VOD9.26.8电炉4.2其它转炉4.45.0注:世界不锈钢总产量,1983年:655万吨；1996年：1500万吨二、主要生产工艺过程不锈钢生产过程同一般钢铁生产相比，主要在于多了精炼及添加了镍、铬等合金元素。鉴于各品种不锈钢的生产过程大相径庭，下面简单介绍一下热
7、轧薄板和冷轧薄板的主要工艺流程：热轧薄板生产工艺过程：电炉粗炼AOD精炼连铸坯步进式加热炉热轧退火（如客户对表面有要求则进行光亮退火，以下同）、酸洗冷轧薄板生产工艺过程：热轧板卷坯料冷轧退火、酸洗精整平整、剪切成品三、国外发展水平1、整体情况发达国家的不锈钢生产经历了多辊冷轧机、连铸和炉外精炼三次生产工艺装备技术革命，实现了精炼化、连续化、自动化、大型化，使生产成本大幅降低，产量剧增。尤其70年代以来，在世界钢材市场普遍不景气的情况下，不锈钢产量却高速增长。全世界不锈钢占钢的总产量的比例也在逐年上升，由1970年的1.5%增至1998年的3%。目前，世界人均不锈钢年消费量已超过2公斤，工业国家
8、人均不锈钢消费量已达8公斤，并且仍有不断增长的势头。日本在90年代初人均消费不锈钢已超过16公斤，北美人均不锈钢年消费量已从1990年的4公斤增加到1998年的8公斤，增长了100%。2、新钢种趋势在不锈钢成品方面，由于近几年民用不锈钢的不断增加，不锈钢冷轧带材、抛光钢带在板带中所占比例越来越大，已达70%以上。最新品种的开发有：1、超薄钢板和箔：可用于超电子相关领域或家用电器、汽车、建筑等方面的板厚小于0.3mm的薄板和箔。2、特细丝和纤维：可用于高精度实验仪器和合成纤维等的直径为微米级的不锈钢丝和纤维，还可制成各种用途的过滤和消毒器用毡网和烧结毡。3、复合板：将不锈钢和其它材料用爆炸复合或
9、热轧压接方法生产的复合板，可作为化工或其它设备结构材料以及制造各种器皿和厨房设备等，不仅成本低而且性能高，表面美观。4、表面处理钢板：如用硅聚酯树胶、硅丙烯酸树胶和碳氧树脂，经烧烤的涂装不锈钢的加工性、防光性、美观性和耐用性均比涂漆钢优越，可用于屋面板、厨房用具、户外建筑墙板。彩色板是用电解、化学发色法，在不锈钢表面形成一层氧化膜，不但耐蚀性好，加工性也优于有机涂层板，可做装饰材料，近年来产量增加很快，用途很广。另外，开发的还有蚀刻、压花、光亮加工等具有漂亮板面的不锈钢新品种。5、新型不锈钢管：应用于电站锅炉的耐水蒸汽的细晶粒钢管、耐大气腐蚀、耐煤灰腐蚀等的钢管、超临界压力锅炉用复合管、原子能
10、发电站用管等。现状篇一、我国不锈钢的整体简况中国不锈钢的科研和大量生产以及广泛应用已有40年以上的历史，不锈钢年产量(粗钢)最高已近35万吨，每年还大量进口不锈钢材。据统计，连同国外进口的数量在内，我国每年不锈钢消耗量(折算为粗钢)约占我国钢年产量的1.5%。表3反映了1998年我国三大类不锈钢粗钢和钢材产量的情况，其中不锈钢材增长率（16.36%）高于不锈钢粗钢的增长率（5.75%）。由此造成我国不锈钢的炼钢能力更加不足，如我国最大的不锈钢生产企业太钢不锈也需进口相当部分的热轧板卷作为冷板加工的原料。表3：97、98年我国不锈钢产量(单位：吨)成品类别粗钢钢材1997199819971998
11、镍不锈钢164711172576126104143538铬不锈钢66263731644798057579耐热钢18142177201258115895总 计249116263460186575217112图2是我国1996年的各种不锈钢材的消费构成情况，其中占很大比重的产品系列是不锈钢板、材、管，三者占了86%。图2：1996年我国不锈钢材使用比例情况二、我国不锈钢现状及存在的问题1999年我国年产不锈钢材产量可望达40万吨，但生产相当分散，生产工艺也很落后，炼钢和开坯工序尚处在铸锭经锻造和初轧两次开坯阶段。不锈钢生产能力万吨以上的企业有8家，但年产5万吨以上的只有太钢、张家港浦项不锈钢公司（
12、韩国浦项与张家港沙钢合资企业，于1998年底投产）、宁波宝新不锈钢公司（日本日新公司和宝钢公司合资，于1999年初投产），而其中张家钢和宁波都属新建企业，主体生产设备均从国外进口，装备较为先进，其原料热轧板卷都是从国外进口。能生产不锈钢板的企业也有十来家，但多数厂家仍使用单张叠轧生产热轧卷，而冷轧板多采用四辊冷轧工艺。综合来看，我国不锈钢的主要问题如下：1、生产现状我国从50年代初开始生产不锈钢，起步较早，但发展缓慢，近年来不锈钢材年产量一直在24万吨上下徘徊，自给率很低。工艺及装备水平比较落后，冶炼设备（电炉）全部小于30吨，很难配备二次精炼设施，浇铸仍沿用落后的模铸工艺，连铸比仅15%。轧
13、钢设备总体水平不高，成品实物质量与国外差距较大。现有生产能力小而分散，均达不到合理经济规模。据统计，国内目前生产不锈钢的厂家多达20余家，其中11家重点特殊钢厂的不锈钢平均生产能力仅3万吨（能力最大的太钢只有10万吨），主要厂家有太钢、上钢三厂、抚顺钢厂和长城特钢等。所生产的不锈钢材中，铬镍系奥氏体不锈钢占70%75%、铬系铁素体不锈钢占25%30%，板带材产量约占50%，由于工艺技术落后等原因，不锈钢的综合成材率仅为65%左右。2、生产能力和成品结构1995、1996两年，我国不锈钢材产量分别为28.03万吨和22.04万吨，消费量分别约为65万吨和74万吨，自给率仅分别为43%和30%。1
14、997年不锈钢材产量19.68万吨，表观消费量68.82万吨，自给率仅28.60%，缺口部分（尤其是高附加值的薄板）只能依靠大量进口。不锈钢成品中，板带材生产比重偏低，板带材产量仅占不锈钢材总产量的50%，而实际消费量占60%65%。另外，我国的不锈钢生产厂家分散，专业化程度较差，各个品种的生产都达不到合理的经济规模。3、生产成本和品种规格由于我国现有电炉容量较小，冶炼周期长，电耗高，加之连铸比低，导致成材率低，生产成本高，缺乏竞争力。不锈钢的四大类钢种中，我国目前除奥氏体型、马氏体型外，其它各类钢种由于工艺技术等方面的原因都还只能少量生产。即使在可以大量生产的钢种中，也有相当一部分属于国外淘
15、汰系列，例如；含钛18-8型奥氏体不锈钢薄板在国外已属淘汰成品（仅占2%3%），但我国仍占90%左右。我国生产的不锈钢80%为奥氏体不锈钢，其中90%是1Cr18Ni9Tih和0Cr18Ni9Ti,而其它国家含Ti不锈钢的产量只占总产量的1%1.5%。含钛钢不利于连铸，从而导致轧制过程中成材率较低，我国不锈钢成材率比国际普遍水平低20个百分点。在成品的品种规格方面，首先是1mm以下的不锈钢薄板，钢厂生产困难，实际产量很小；其次，就表面状态而言，仅能提供2D（热处理酸洗后再磨光）和2B（热处理酸洗后再冷轧）产品，提供少量光亮热处理表面板（BA）、抛光板（HL）、而具有连续磨砂表面的不锈钢（花纹板）等品种则不能提供。4、产品质量我国不锈钢冷轧薄板的常规力学性能和耐蚀性与国外产品相近，但冲压性能、表面质量、尺寸公差等质量水平与国外差距很大，如冲成率国内仅为60%，远低于国外95%以上的水平；同板板厚差国内多为0.05-0.07mm，而国外仅为0.01-0.02mm。5、工艺技术和装备冶炼：我国不锈钢冶炼主体设备只相当与国外60、70年代的水平，主要是电炉容量小，难与精炼和连铸匹配，导致钢水质量差，连铸发
