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钢铁/粉末冶金 |
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世界不锈钢需求产能和产品开发现状 |
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| http://cn.newmaker.com
10/9/2006 10:30:00 AM
佳工机电网
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在过去的30年间，全球不锈钢产量一直以平均超过5％的增长率增长。最近几年，世界不同地区的不锈钢产量有所差异，而亚洲地区不锈钢产量有惊人的增加。虽然不锈钢的开发不到100年，但不锈钢已经显示出是一种产量增长最快的金属原料，而最近几年其产量增长率甚至超过了塑料产量的增长率。不锈钢产量有如此高的增长率的驱动力在于它所具有的一些特点：耐腐蚀性和耐
氧化性，具有较高的强度重量比，优良的轧制成形性、可焊接性能、低温韧性等。
在过去的10年，中国和印度的不锈钢消费量已分别超过20％和10％的平均增长速度。然而，上述两个国家人均不锈钢消费量分别仅有4.1kg和1.1kg，仍然非常低，这表明这两个国家的不锈钢消费量仍有很大的增长空间。最近一段时间，中国已经成为世界不锈钢市场发展的中心。中国不锈钢产能正在持续增加，而2010年中国不锈钢粗钢产量预计将接近1000万吨。中国和印度将是世界两个不锈钢产能大幅度增长的国家。由于中国正在大幅度扩建不锈钢产能，因此中国净进口不锈钢数量将会不断减少，从而导致许多不锈钢出口国不锈钢生产能力的利用率较低。
不同品种不锈钢的消费量不同国家不锈钢的消费领域有很大的差异，例如西方发达国家就与印度有较大不同。在西方发达国家，白色家电和器皿行业所用不锈钢占不锈钢总消费量的比例最高，达到37％，其次是加工工业为19％，运输业为15％，焊接钢管业为12％，建筑业为11％，其它行业为6％。而在印度，有高达75％的不锈钢用于白色家电和器皿，其次加工工业为12％，剩余行业的不锈钢消费量均不到10％。基于不锈钢的组织结构，不锈钢一般分为4类：铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢（铁素体＋奥氏体）。
奥氏体不锈钢可以进一步细分为铬镍系不锈钢（AISI300系不锈钢）和铬锰系不锈钢（AISI200系不锈钢），它主要取决于添加的占主要地位的合金元素：镍和锰的数量。铬镍系不锈钢目前占世界不锈钢产量的三分之二。由于铬锰系不锈钢与铬镍系不锈钢一样也有同样的组织结构，在许多物理和力学性能方面类似，因此，在最近几年镍价居高不下的情况下，铬锰系不锈钢的产量也稳定增加。在过去的5年，铬锰系不锈钢的产量占不锈钢总产量的比例几乎翻番。而世界镍的供应量却没有与不锈钢产量同步增长。
世界镍矿的品位非常低，一般品位在1％至3％之间，而镍的精炼项目需要巨大的投资。尽管镍在不锈钢中起到奥氏体化元素的作用，但是作为在两个系列不锈钢中起主要作用的合金元素的价格却有巨大差异。因此，铬镍系不锈钢的价格紧随镍价的波动而发生变化。为此，不锈钢产业要健康发展和使不锈钢具有竞争力，就应该大力发展无镍和低镍铁素体不锈钢、铬锰奥氏体不锈钢和双相不锈钢。由于不锈钢除了具有强度高、可成形性好和焊接性能好的品质外，它还具有很好的耐腐蚀性，可以在许多腐蚀环境中使用。耐孔蚀指数可以作为一个耐腐蚀性度量指标。
添加氮和降低碳含量可以使双相不锈钢很容易地具有良好的可焊接性能。截至目前，基于其超级抗应力腐蚀裂纹性能，双相不锈钢的应用领域已经扩大到了油气工业、石化业、造纸业、海水淡化厂、污染控制设备等。在许多用途中，含有22％Cr、5％Ni和3％Mo的双相不锈钢2205已经替代了一些奥氏体系列不锈钢，如317L和较高镍含量的904L。
耐孔蚀指数超过40的超级双相不锈钢，如2507已经用于船舶、化工和石油行业等要求具有较高强度以及在极端恶劣环境中使用，如含有氯化物溶液的环境中使用。尽管其镍和钼的含量较低，但其耐腐蚀性能相当于含有5％至6％钼的高合金化的超级奥氏体不锈钢。基于其较高的屈服强度，双相不锈钢和超级双相不锈钢也可以大幅度降低使用的钢材重量。
在最近一些年，人们开发了若干节镍双相不锈钢。在该种双相不锈钢中，部分镍被锰和氮所替代。这类双相不锈钢包括用于油田和深海管线的含有20％Cr、16％Ni、5％Mn、002％C和013％N的19D（UNSS32001），以及用于海水淡化厂、造纸工业、大坝水闸和桥梁的含有21％Cr、15％Ni、5％Mn和022％N的LDX2101（UNSS32101）。其它低钼、无镍双相不锈钢包括可与昂贵的316相媲美的、具有超级强度、耐磨损和耐空蚀，同时具有降低重量的含有23％Cr、4％Ni的双相不锈钢。它广泛用于造纸工业以及海岸附近设备。
超级铁素体不锈钢超级铁素体不锈钢具有较高的铬含量和含有1％至2％的钼，相对传统铁素体其有很好的耐腐蚀性。超级铁素体不锈钢的碳和氮含量必须非常低（通常不到100ppm），以降低延性脆性转变温度。这可以通过真空脱碳工艺达到上述目的。含有22％、24％、26％和30％Cr的带有钼和起碳化物稳定作用的Ti/Nb超级铁素体不锈钢已经开发出来。此外，含22％Cr、15％Mo的超级铁素体不锈钢的耐腐蚀性可以和316相媲美，而Cr含量更高的超级铁素体耐蚀性更好。这些超级铁素体材料是在海岸附近房屋等屋顶和建筑外墙首选材料，原因是这些不锈钢有较高的耐腐蚀性和相比奥氏体不锈钢有较低的热膨胀系数。
铬锰系不锈钢已经在德国进行了很长时间的商业性生产。当朝鲜战争开始时镍短缺，促使企业进一步开发铬锰系不锈钢。战争结束后，镍的短缺有所好转，企业又重新转回到开发铬镍系不锈钢上。当时，200系不锈钢生产费用比较低。随着氩氧脱碳工艺的问世，人们可以利用较便宜高碳锰铁和气态氮进行合金化。
事实上，在铬锰系不锈钢的生产过程中，昂贵的氩的消耗量要低于铬镍系不锈钢生产的氩消耗量。AISI201铬锰不锈钢已经在许多国家生产，其中包括美国和日本，并且已经成功地应用于下列领域：食品与饮料业（餐具，厨房用具）、白色家电业（烤箱、洗衣机、微波炉、冰箱、饮料自动售货机）、建筑业（隔板、楼梯扶手、支撑结构等）、运输业（车皮、卡车、拖车、地铁车厢、电车、活塞环等）。
通过用铜进行合金化，铬锰系不锈钢的可拉拔性提高，从而进一步扩大其应用领域。在AISI201不锈钢中添加15％至2％的铜，不锈钢就具有很好的可拉拔性。
AISI201和202是在采用铸锭工艺流程时开发的。随着连铸工艺、氩氧脱碳工艺的出现和使用钢包炉进行更精确的成分控制和在轧制前更好的控制铸坯加热温度，可以生产出更加节约合金元素的带钢。
这些合金化元素赋予不锈钢钢材具有更高的强度，良好的可拉拔性、可焊接型和耐腐蚀性能。
超级马氏体不锈钢
超级马氏体不锈钢是最新进入“超级钢材”家族的钢材。尽管超级马氏体不锈钢具有极低的碳含量和具有马氏体结构，但其综合了高强度和具有良好低温韧性和可焊接性，且在许多用途有足够的耐腐蚀性。含有13％至17％Cr且镍和钼含量不同的超级马氏体在石油和天然气工业的应用不断增加。
印度不锈钢的生产在过去的15年，印度不锈钢生产以平均14％的年增长率增长，而世界年平均增长率仅为6％。在此期间，印度不锈钢产量占世界总产量的百分比从2％提升到7％，而印度不锈钢生产的品种也发生了急剧变化，200系不锈钢产量大幅度增加，300系不锈钢产量却从1990至91年度的占总产量的95％降至2004至05年度的22％。印度AOD炉的大量建成投产推动了印度铬锰系不锈钢的生产。
在印度，75％的不锈钢市场份额被餐具、厨房用品和白色家电所占有。而在上世纪80年代，上述行业占有85％的市场份额。
印度运输业的不锈钢消费量预计也将会有很大提高。目前运输业不锈钢的消费量为23万t，到2015至16年度将会增加到25万t。印度汽车产量近年来有很大幅度增长，而汽车零部件产业还参与了全球竞争，出口量也急剧增长。由于汽车尾气的排放标准日趋严格，因此，汽车和摩托车尾气排放系统使用的不锈钢将越来越多。在铁路客车中，许多设备和陈设品也消耗不锈钢。每辆地铁客车中消耗的不锈钢约为12t，而到2010年德里市地下铁路将需要1000辆客车，印度其它大城市也在计划采用德里市地下铁路的运输方式，这将会消耗大量不锈钢。所有运煤的新货车今后也将采用不锈钢或铝。所以，在不锈钢向用户提供更多价值和保持其地位之前将要面临更多挑战。
结论
1.亚洲不锈钢消费量有大幅增长。
2.在全球不锈钢产能总体过剩的情况下，未来新建产能将主要出现在中国和印度。
3.基于氩氧脱碳技术和真空氧脱碳技术的出现和完善，未来新超级不锈钢将会得到继续发展：具有极低碳、氮含量的超级马氏体不锈钢和超级铁素体不锈钢将会出现；有较高氮含量、可以更经济的生产的、具有超级性能的新奥氏体不锈钢、新双相不锈钢、新超级奥氏体不锈钢和新超级双相不锈钢也将问世。
4.价格昂贵的一些不锈钢品种将会被适当的、价格便宜的品种所替代：双相不锈钢将会被几乎无合金的超级马氏体不锈钢所替代；铬镍奥氏体不锈钢和铬镍钼奥氏体不锈钢将被铁素体不锈钢、铬锰奥氏体不锈钢和节镍双相不锈钢所替代；超级奥氏体不锈钢将会被合金含量较低的超级双相不锈钢替代。
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