不锈钢市场发展历史及生产工艺20150907docx

中冶东方工程技术有限公司二O一五年九月内容一.不锈钢发展史二.不锈钢种类及用途三.我国及世界不锈钢发展状态四.不锈钢生产工艺五.不锈钢发展趋势六.中冶东方不锈钢业绩不锈钢发展历史及生产工艺技术2一.不锈钢发展史不锈钢的发明实际上始于18世纪末，源于铬的发现。自那时起，关于铬及铬合金的研究一直在进行，并开发出了具有不锈性能的合金。进入20世纪后，有关不锈钢的研究、开发和生产有了蓬勃的发展。以德国、法国、英国和美国为代表的欧美工业发达国家取得了一系列的研究成果，而且还迅速地实现了工业化生产不锈钢的发明在冶金史上有着极其重要的意义，这不仅体现在一个新钢种的诞生，而且更重要的是使钢有了更广泛的用途。尽管目前所使用的不锈钢种类很多，但可以说这些钢都是在20世纪初所发明的3种基本不锈钢，即奥氏体型、马氏体和铁素体型不锈钢的基本上发展起来的之后，不锈钢的研究开发有了更大的发展。30年代法国开发出了双相不锈钢；30年代中期美国研制出了沉淀硬化型不锈钢，形成了5种基本不锈钢类型。后来又出现了节镍型不锈钢、高纯铁素体型不锈钢、超低碳奥氏体型不锈钢及马氏体时效不锈钢等多种适用于各种腐蚀环境的不锈钢。着不锈钢的研究与开发，其生产工艺也有了很大的发展，特别是冶炼工艺。不锈钢的工业钢的工业化生产早期是以电弧不锈钢发展历史及生产工艺技术3炉熔炼为基础的。但是电弧炉熔炼很难生产出低碳18-8型不锈钢。为此便采用了高频感应炉，但存在炉容小、生产率低、对原料要求高和成本高等问题。之后采用了埃鲁式炉，首先溶化普通废钢，添加铁矿石或氧化铁皮进行氧化脱碳，然后再加入低碳铬铁。在此时期的熔炼方法，几乎不可能使用不锈钢废铁。为了回收及使用不断蓄积的不锈钢废铁，开发了将氧气炼钢法用于不锈钢生产。氧气炼钢法不但为不锈钢的批量生产和降低成本做出了贡献，而且还能熔炼耐晶间腐蚀的碳含量低于0.03%的超低碳18-8型不锈钢。氧气炼钢法从而得到迅速的发展进入50年代，德国开始尝试将在大气常压下熔炼的钢液在真空中进行精炼的方法用于不锈钢生产。随后开发了工艺简单的DH法和RH法。日本引进了这两项技术，开发了向真空槽吹氧的技术，确立了氧气转炉和RH-OB并用的不锈钢熔炼工艺，并与1972年用于工业化生产。随后又开发的在顶底复吹转炉熔炼后用RH设备进行脱气的大批量生产不锈钢的工艺，于1981年开始用于生产为了开发在尽量减少铬氧化的条件下进行脱碳精炼的方法，德国于1967年提出了在真空条件下向装在钢包种不锈钢发展历史及生产工艺技术4的的钢液表面吹氧的VOD法。日本引进该技术并据此实现了在转炉预脱碳后移入钢包内在真空容器种进行最终脱碳的“LD-Vac”法和在电炉中进行预脱碳的Elo-Vac”法。进而对VOD法进行改进生产出了C+N0.01%的超纯铁素体型不锈钢与VOD法的开发同时，用惰性气体脱碳的VOD法法于68年进行了成功的试验。之后又开发了在管的外层通氩气，在管的内部通氧气的双层喷枪，是该法得以实现了工业化生产。由于AOD法不需真空，因此设备投资小、操作简单，脱碳速度快因而不需在电炉中预脱碳，在高碳与可用廉价的氮气代替氩气，进一步降低了成本。据此AOD法迅速在全世界得到了普遍应用不锈钢连铸可以说始于20世纪50年代。目前，各类型的连铸机均能适用于不锈钢生产，而且几乎所用的不锈钢都可以连铸。世界201不锈钢发展史，一般是201不锈钢和耐酸钢的总称。201不锈钢是指耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢，而耐酸钢则是指耐酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。201不锈钢自本世纪初问世，到现在已有90多年的历史。201不锈钢的发明是世界冶金史上的重大成就。不锈钢发展历史及生产工艺技术5从201到201A目前市场上用于生产的201不是美国ASTM标准的201，也不是日本JIS标准中的SUS201，它的含镍量达不到美国201或日本201的标准，我们姑且称为201A。它是一种由印度引进的，以锰代镍，含镍1%左右的节镍性不锈钢材料，在印度叫J4，在中国的台湾地区叫202A，在中国大陆有人叫1Cr15Mn8Ni1N。不锈钢发展历史及生产工艺技术6二.不锈钢种类及用途不锈钢简介不锈钢是20世纪科技史上的一项重大成就。不锈钢因其具有良好的耐腐蚀性、可加工性、表面美观、综合机械性能优良等特点而被广泛应用于化工、石化、航空航天、能源环保、轻纺等行业。近年来，不锈钢的消费领域不断拓展，特别是在家电、厨房用具、器皿、城市景观、建筑装潢、交通运输等领域得到了广泛应用，在社会发展和人们生活消费中发挥着越来越重要的作用。不锈钢的生产和消费是一个国家综合国力的标志，也是钢铁工业发展水平的标志。不锈钢有许多优良的性能，外观精美，使用寿命长，可以100%回收利用，因此得以广泛应用。不锈钢发展历史及生产工艺技术7奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢又可分为Cr-Ni系不锈钢(AISI300)和Cr-Mn系不锈钢(AISI200)两大类，它们主要取决于添加的占主导地位的合金元素Ni和Mn的数量。Cr-Ni系不锈钢的市场趋势目前占世界不锈钢产量的2/3。由于最近几年镍价不断高涨，Cr-Ni系不锈钢的价格紧随镍价的波动而发生变化，因此，目前Cr-Ni系不锈钢主要是进一步提高产品质量，减少使用量。不锈钢发展历史及生产工艺技术8不锈钢发展历史及生产工艺技术9200系不锈钢1、现代200系不锈钢是以氮代镍、以锰溶解氮型奥氏体不锈钢。2、200系不锈钢始于二战时期的美国，为了解决因战争而引起的镍供应量严重不足的困境，开发出这类不锈钢产品作为300系列的应急补充，属于临时过渡替代品，也就是传统的以锰代镍型奥氏体不锈钢。3、2001年以来，200系不锈钢的生产和应用比例逐年提高，主要产地和应用集中在亚洲，主要原因有两点：一是不锈钢的主要原料铬、镍价格的快速上涨，刺激低成本200系产量的快速增长；二是中国高速经济发展导致不锈钢需求的急剧增长，带动了200系不锈钢产量的大幅增加；三是现代冶炼工艺使得廉价镍铁大量生产和应用于不锈钢冶炼，使得廉价200系不锈钢成为可能。4、从2001年起，因中国不锈钢消费市场的快速发展，首先不锈钢发展历史及生产工艺技术10是印度开始向我国出口“200”系不锈钢，随后台湾、日本等国家和地区也相继开始大量生产并向我国大量出口。中国许多民营企业纷纷效仿，开始大量生产200系不锈钢。200系不锈钢的主要特点1、以N代Ni、以Mn溶解N，减少Ni含量，降低成本，价格便宜。节约了镍资源。2、固溶处理后的抗拉强度偏高，一般为800-1100MPa，而且无法将抗拉强度降下来。3、冷加工硬化率急剧上升，冷加工强化系数K15，加工难度大，过程成本增加。4、具有优良的耐磨性能和无磁性能。5、弯曲成形、冷镦和冲压性能较差6、传统200系不锈钢，对晶间腐蚀很敏感，而且加稳定化元素也无法改变其敏感性铁素体不锈钢铁素体不锈钢作为一种不含镍的铬系不锈钢，具有含镍不锈钢所具有的成形性、耐腐蚀性、抗氧化性等性能，具有成本低、耐应力腐蚀性能优异等显著持点，被称为经济型不锈钢。目前在镍供应紧张的情况下，国外积极调整不锈钢生产和消费结构，大力发展铁素体不锈钢，可以有效地节约镍资源消耗和降低消费成本。我国铁素不锈钢发展缓慢与其性能有很大关系。传统的铁素不锈钢由于深冲性能和焊接性能达不到要求，在使用方面受到了限制，而最近几年国外开发的超级铁素体不锈钢的各方面性能已经大幅度提高，扩大了使用领域。不锈钢发展历史及生产工艺技术11铁素体不锈钢按钢中的铬含量分为低铬(11%～13%Cr)、中铬(18%Cr)和高铬(25～30%Cr)三种类型。含有22%、24%、26%、30%Cr的带有Mo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和1.5%Mo的超级铁素体不锈钢的耐腐蚀性可以和316奥氏体不锈钢相媲美，而Cr含量更高的超级铁素体不锈钢耐腐蚀性能更好。由于超级铁素体不锈钢材料具有独特的性能和节约贵重的镍资源等特点，已被广泛应用于各工业和民用领域，如铁路车辆、汽车、化工、制碱、厨房设备，以及市政设施等。这些超级铁素体不锈钢材料是海岸附近建筑物等屋顶和外墙首选材料，原因是这些不锈钢有较高的耐腐蚀性能，相比奥氏体不锈钢具有较低的热膨胀系数。不锈钢发展历史及生产工艺技术12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C含量(≤0.03%)和具有马氏体结构，但超级马氏体不锈钢与传统的马氏体不锈钢(1Cr13、2Cr13、1Cr17Ni2)相比，强度水平高，塑性良好，低温韧性和可焊接性得到很大改善，且在许多用途中有足够的耐腐蚀性。按钢中的铬含量不同，超级马氏体不锈钢可分为13Cr型和16Cr型，以及含氮的超级马氏体不锈钢，典型代表钢号为3Cr15Mo1N。不锈钢发展历史及生产工艺技术13双相不锈钢目前，国外双相不锈钢从生产技术、加工制造及应用来看，技术己经比较成熟。双相不锈钢作为一种性能优良，又节省投资费用的工程材料，应用领域十分广泛。双相不锈钢的应用领域己经扩大到了油气业、石化业、运输业、造纸业、食品业、建筑业以及海水淡化和污染控制设备等。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不锈钢，如317L和较高镍含量的904L等。我国应借鉴国外经验，生产双相不锈钢的钢种应着力发展潜在需要量大、使用面广、工艺比较容易掌握的2205和2304牌号。不锈钢发展历史及生产工艺技术14沉淀硬化不锈钢沉淀硬化不锈钢（也有称析出强化不锈钢）常用于核电宇航等工业，主要特点是一类具有超高强度的不锈钢。一般按其组织形态可分为三类:沉淀硬化马氏体不锈钢，沉淀硬化半奥氏体不锈钢，沉淀硬化奥氏体不锈钢，也有的书把第一类归到马氏体不锈钢，第二类、第三类归到奥氏体不锈钢。不锈钢发展历史及生产工艺技术15三.我国及世界不锈钢发展状态不锈钢是我国近几十年发展起来新的特殊钢品种，特别是近20年，我国的不锈钢产量从起步的几十万吨/年发展至目前的2300万吨/年。从产量上来说已经有一个巨大的飞跃，但从品种和质量上来说还与西方国家有相当大的差距。不锈钢材一般占钢材总量比重为2.4%，经济每增长1%，将拉动不锈钢消费增长1%—1.5%,GDP到2014年按年均7%的速度递增，再按热轧板带占不锈钢总量的75%，冷轧板带占热轧板带的75%计，2015年我国不锈钢热轧与冷轧板带的需求量分别为1725万吨和1290万吨。而从目前发展趋势看，到2015年，我国不锈钢生产能力将达到2500多万吨，不锈钢表观消费量将增长至2200万吨。其中，200系粗钢产量就达到了836.9万吨，占比中国粗钢产量的比重达36.1%，占比全球的粗钢产量的比例超过20%。不锈钢发展历史及生产工艺技术16不锈钢需求结构金属制品43%建筑装潢17%机械工程17%电子电机7%交通运输5%其它11%金属制品建筑装潢机械工程电子电机交通运输其它进入21世纪以来，随着不锈钢的生产量和消费量均大幅快速增长，全球不锈钢生产和消费的重点正在向新兴工业化国家和经济发展较快的发展中国家转移。其中经济快速增长的亚洲国家不锈钢消费量增长较快，而东南亚和中国成为世界不锈钢消费增长最快的地区。不锈钢消费的总体趋势受国内需求量快速增长的牵引拉动，市场潜力越来越大。对于推进我国工业化进程、加快经济调整结构具有十分重要的意义。不锈钢发展历史及生产工艺技术17全球不锈钢材料产业发展及竞争态势1.需求拉动不锈钢材料产业持续增长在过去的30年间，全球不锈钢产量年均增长率超过5%，是增长最快的金属材料市场之一。从国际市场格局看，发达国家的不锈钢市场发育已经成熟，增长空间十分有限，而中等发达国家和发展中国家保持较大的增幅。在过去的10年，亚洲地区不锈钢产量大幅增加，据对2006～2010年各国不锈钢板坯和冷轧材产能预测的数据表明，中国和印度将是世界两个不锈钢产能大幅度增长的国家。2.不锈钢材料的应用领域越来越广泛汽车工业、水工业、家电业、环保工业、工业设施等行业都是不锈