不鏽鋼標准
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201錳系不鏽鋼發展前景

來源:至德鋼業 日期:2018-08-01 00:38:52 人气:1329

錳是不鏽鋼冶煉中重要的合金化元素之一,電解金屬錳(以下簡稱電解錳)、金屬錳更是200系列(錳系)不鏽鋼主要的功能性原料,201不鏽鋼冶煉生産中對鋼的合金化起著重要的作用。最近幾年,中國電解錳、金屬錳國內消費量迅猛增長,其主要原因是我國鋼鐵工業及其特殊鋼産業的快速發展,用于低合金钢、合金钢、不鏽鋼领域的电解锰、金属锰消費量高速增長,特別是以錳代鎳、節鎳型201不鏽鋼生産的快速發展,更是使电解锰、金属锰国内消費量大幅度增加。电解锰、金属锰在不鏽鋼生産中的大量使用,已引起了中國錳業界的高度重視和廣泛關注,笔者就与電解金屬錳密切相关的200系列(錳系)不鏽鋼以及其他系列不鏽鋼作一些论述性探讨,以期錳業界了解掌握相關情況,供有關方面參考。

1200系列(美國AISI標准系列)不鏽鋼、牌号及含量

201不鏽鋼是國際上通行的稱呼,我国亦称之为铬錳系不鏽鋼或錳系不鏽鋼或高锰低镍奥氏体不鏽鋼。不鏽鋼按其金相组织结构分为铁素体不鏽鋼、奥氏体不鏽鋼、马氏体不鏽鋼、双相(鐵素體—奧氏體)不鏽鋼和沉淀硬化型或时效硬化型不鏽鋼;或按化学成分特点分为铬不鏽鋼、铬镍不鏽鋼和铬锰(錳系)不鏽鋼。铬是不鏽鋼都含有的元素,镍、锰、钼、氮、钛、铌、铜等是各种不鏽鋼的合金化元素。锰既是不鏽鋼的合金化元素之一,也是201不鏽鋼中用于代鎳、節鎳的主要合金化元素,具有弱形成和穩定奧氏體的作用,可提高不鏽鋼的强度。表1列出了我国不鏽鋼钢种及一般情况下铬、镍、锰含量和典型代表牌号。

以錳代鎳或用錳節鎳的201不鏽鋼,其研發始于二戰時期,當時由于戰爭,鎳作爲戰略物質被有關國家嚴格控制,鎳的供應量嚴重不足。爲此,美國、德国等便开始了以锰代镍的不鏽鋼研究。至20世紀40年代,美國首先开发成功了这种以锰代镍的201不鏽鋼新鋼種。二戰結束後,美國镍的供应状况逐步改善,不鏽鋼生産不再受原料紧张的制约,因此200系列就沒有進一步得到更大的發展。當時幾位曾參與研發201不鏽鋼的印度人回到印度後,根據印度富錳缺鎳的國情,將在美國开发的200系列的不鏽鋼品种带回印度进一步研究、应用,結果取得了很大的成功。目前,美國、日本、德国、法国、中国、韩国、印度等主要不鏽鋼生産国家,都有200系列的不鏽鋼標准和牌号。其中,以美國、中国和俄罗斯在标准中纳入200系列牌号最多。美國标准最完整,至少有28201不鏽鋼標准牌號和企業牌號。印度國家標准中200系列鋼種只有1,但印度Jindal公司201不鏽鋼J1J3J43個牌号。为促进我国錳系不鏽鋼健康发展,引導、規範生産與消費,加快技術進步,提高産品質量,中国特殊钢企业协会不鏽鋼分会于200312月發布了《Cr-Mn系不鏽鋼厚板、薄板和钢带技术规范》,規範中納入了16個牌号,其化學成分中含錳最低的牌號爲1Cr17Ni5Mn5N,最高的是1Cr18Mn18MoCuN。該注意的是,印度J1J4牌號比較特殊,全球諸多國家和廠商均沒有與之相對應的牌號,爲便于分析對比,國內外201不鏽鋼相應牌號及化學成分見表2

2 201不鏽鋼生産、消費狀況

2.1生産

目前,201不鏽鋼的生産主要是印度、中国、中国台灣省、韩国以及美國等,其主要代表生産商是印度京德勒带钢公司(JindalStripsLtd)、中国太钢、遼甯特钢及众多的民营不鏽鋼企业、中国台灣烨联钢铁公司和韩国浦项钢铁公司。2003年全球201不鏽鋼产量占世界不鏽鋼总量的715%左右,估計約160t左右,其中印度産量95t左右。受鎳資源缺乏的制約,近几年我国根据自己的资源状况及国内市场日趋强劲的不鏽鋼消費需求,加快了以錳代鎳、節鎳型201不鏽鋼的生産发展步伐。2003年中國201不鏽鋼産量近30t,占不鏽鋼总产量的16%左右。中國的201不鏽鋼主要來自浙江余姚、溫州、甯波、嘉興及湖州,江蘇興化,福建長樂和廣東佛山等地的民營企業及太鋼、遼甯特鋼等部分國有企業。

2.2消費

中國和印度同屬世界上2個人口最多的发展中国家,201不鏽鋼生産量和消費量最大的也恰恰正是这2個国家。印度在研发、生産、推广应用201不鏽鋼方面已經走在了世界的前列,目前印度的201不鏽鋼産量占世界的60%以上。2003年印度J4J1牌号不鏽鋼,国内消費量约65t,出口量30t左右。近幾年,我国不鏽鋼消費结构已经发生了显著变化,201不鏽鋼的市場份額快速擴張,消費量急剧增加,消費增長率每年增加5個百分点左右,未來幾年我國201不鏽鋼消費增長率每年将提高10個百分点左右。2003,我国消費201不鏽鋼已達65t左右,比上年增加30t,占全国不鏽鋼消費总量的16%左右。201不鏽鋼国内消費最大的地区在廣東,全年消費数量50t左右,約占廣東地區市場份額的50%。国内市场消費201不鏽鋼主要來源是:印度進口25t(而上年僅進口1113t,同比增長了120%),国内企业生産近30t,中國台灣進口6t左右。

3未来我国不鏽鋼产业高速发展

近幾年來,在巨大的国内市场和强劲的消費需求拉动下,我国不鏽鋼产业高速发展,不鏽鋼国内消費量正以每年30%以上的速度增長(見表3)。不鏽鋼表观消費量、进出口贸易量及进出口贸易增長速度、产能增長速度均居世界第一,继续保持世界不鏽鋼消費大国的地位。

今后几年我国不鏽鋼产业高速发展,产能将迅猛扩张。宁波宝新、宝钢集团上五、张家港浦项、常熟益成特、南京港联等企业的不鏽鋼建设项目已于2003年內建成投産;寶鋼集團上一、甯波寶新四期、青島浦項、廣州群衆、酒鋼、上海克虜伯、吉林鐵合金和民營企業浙江甯波陽光、福建吳航等企業的新建、擴建、改造項目,將在2年內相繼投産或達産;預計在2005年左右,以上項目將形成500t不鏽鋼粗钢生産能力。太钢、宝钢集团上一、唐钢、包头时代、广钢珠江等企业扩大产能的项目,有可能在2010年前,再新增450t左右粗钢产能。若将现有不鏽鋼企业和民营企业的产能计算在内,2010年全国不鏽鋼粗钢产能将接近1000t。廣州群衆二期、吉林長春、攀鋼集團、江蘇無錫錫豐、福建千興等一批正在籌劃、擬建項目,預計在2010年可能再增加近100t粗鋼産能。綜上可見,2010年我国不鏽鋼粗钢生産能力可能超过1000t。如果綜合考慮:國家近期已出台制止鋼鐵産業過度投資宏觀調控政策的影響,部分不鏽鋼项目可能会落空,以及已形成产能生産能力的发挥程度和设备开工率,保守估計,2010年我国不鏽鋼粗钢产量将达700t以上。届时中国不鏽鋼粗钢产量将位居世界之首,占同期全球産量的23%以上。

4全球鎳資源緊缺

国内镍供应不足镍是不鏽鋼生産中的关键性原料。如果按照不鏽鋼钢种(铬錳系、鉻鎳系和铬系)比例和冶煉1t不鏽鋼平均耗用镍5%來粗略計算,則年産100t不鏽鋼,需消耗鎳5t。若2010年我国不鏽鋼产量达到700t,则需消耗鎳35t,再考虑合金、电镀、电池材料、化工等相关用镍产业的发展与消費需求,届时国内消費需求将超过40t。而目前及今後一段時期,國內外市场镍的供应前景堪忧。2003,全球原生鎳産量11916t,僅增長116%,同期全球原生镍消費量达12414t,增長612%;産能達到1t的生産商仅23,其中産量超過5t的有中國金川等8家企業,其合计产量约占全球原生鎳産量的

 

 

70%。随着世界不鏽鋼产业的快速发展,2003年全球不鏽鋼产量达到2146t,尤其是中国不鏽鋼产业的高速发展,镍的消費量猛增,已經出現鎳供應嚴重不足和鎳價飙升的局面。2003,我国生産镍精矿含量(金屬量)6102t,同比增長10192%;電解鎳6147t,增長20189%;進口各種鎳産品15174t,增長58%,其中:精鎳6176t,增長114176%;鎳鐵1136t,增長983157%;鎳合金1132t,增長105174%;鎳材1145t,增長18108%;我国镍表观消費量已達到了14t,扣除保稅區倉庫轉口貿易量,表观消費量仍达到了1211t,增長34144%;其中不鏽鋼耗用镍近8t,增長34%。尽管我国原生镍产量、进口精鎳、鎳鐵、鎳合金连年高速增長,但依然不能完全满足国内不鏽鋼等相关产业的发展与消費需求。在不鏽鋼需求增長和不鏽鋼产业蓬勃发展的强力拉动下,未来几年全世界镍消費的增長率将达到5%,由于全球硫化鎳礦資源已出現危機,新增産量十分有限;新紅土鎳礦(氧化鎳礦—鎳的氧化物和鐵的氧化物組成的共生礦)開發利用,受選礦、冶煉工藝技術不太成熟等諸多因素影響,短時期內難以形成産能。因此,今後幾年鎳市場將出現供應嚴重短缺的局面。到2010年国内镍消費量有可能突破40t大關,而目前我國原生鎳産量僅7t左右。受資源的制約,我國鎳産量增加有限,预计未來幾年我國自产原料的镍产量很难超过10t,而缺口30多萬t的鎳依靠從國外進口,只能解決其中一部分,全部由進口解決的可能性很小。

5201不鏽鋼的發展前景

由于我国是一個镍资源比较缺乏的国家,不鏽鋼消費需求增長远远大于镍资源供给增長幅度,国内镍资源的供给无法满足不鏽鋼产业增長对镍的需求。因此,为适应不鏽鋼产业高速发展的要求,根據我國的資源情況,大力发展以锰、氮代镍型和节镍型不鏽鋼,是中国发展不鏽鋼产业走“节镍”之路的又一個重要方向。200系列是一种适合发展中国家或经济欠发达国家消費使用的不鏽鋼,也是比较适合现阶段中国国情的廉价经济型不鏽鋼,它節鎳、經濟、性價比高、質量也不錯。如201(中國牌號1Cr17Mn6Ni5N)Mn5150%7150%Ni3150%5150%,202(1Cr18Mn8Ni5N)Mn7150%10100%Ni4100%6100%201不鏽鋼主要用于消費品领域,比目前大量使用的300系列不鏽鋼节镍3%5%,在當前鎳價情況下,節約成本30%左右,故其價格較低,更受歡迎,質量和功能也能滿足一般的使用要求,几乎所有的一般食品器皿、橱卫设备及用具、建筑装潢装饰等制品、消費品领域都可使用。在弱介质腐蚀条件下可以部分替代300系列,201202分別替代301302,204Cu211替代304;在無腐蝕或弱腐蝕條件下,在裝飾、城建等重點使用其美觀功能的應用領域也非常廣泛。而且隨著我國經濟的發展、人們生活水平的提高和巨大農村市場的開拓,其应用领域和消費量还会进一步增加。发展201不鏽鋼,仅从电解锰、金属锰的生産和供应来看,应当说我国的资源条件比印度更好一些。印度不生産电解锰,201不鏽鋼所耗用的電解錳需大量從中國和南非進口,2002年印度進口中国的电解锰就达6249t,19982002年印度僅從中國進口電解錳年均遞增42158%,这也从一個侧面反映,印度201不鏽鋼的發展是相當之快的。應當指出,印度生産201不鏽鋼,仅直接从中国进口电解锰是不够其消費耗用的,印度還從荷蘭、日本等大量進口原産地中國的電解錳、金屬錳;另外印度生産金属锰、中低碳锰铁;2002年印度中低碳錳鐵産量5218t,其低碳锰铁可用于生産201不鏽鋼。而我國發展201不鏽鋼,不論是過去,還是將來,其所需電解錳、金屬錳及其耗用的錳礦石資源,基本上是依靠国内企业生産供应的。2003年全国電解金屬錳行业已形成年生産能力55t,生産电解锰3215t,同比增長5313%,占世界總産量的85%以上;出口1615t,增長3011%;国内消費16t,增長8716%。預計2004,全国電解金屬錳生産能力将达到70t,電解錳、金屬錳産量將達到40t以上。国内企业生産的电解锰、金属锰、氮化金属锰、氮化锰铁完全能够满足中国特殊钢及不鏽鋼产业发展的需要。关于201不鏽鋼2個问题值得注意。①201不鏽鋼産品特點和適用環境。由于錳的作用主要是在弱形成和穩定奧氏體方面代鎳,不能完全替代鉻、鎳結合共同所起的耐腐蝕作用,而在耐蝕性上錳完全取代鎳,則需更多的鉻、氮、钼、銅等元素的支撐,導致其成本上升而經濟性下降。因此,總體而言201不鏽鋼更適合于弱腐蝕介質環境中使用。201不鏽鋼廢鋼返回料。隨著201不鏽鋼産量的增加,其廢鋼量必然逐年增加,这样将会使目前以镍基不鏽鋼废钢为主的废钢结构发生变化,如果不能對返回料進行區分,則其産生的廢鋼將會影響300系列不鏽鋼(鉻鎳系)的質量。目前,这個问题还未出现,但长期来看不鏽鋼业界是担忧的。

6結  語

中国巨大的不鏽鋼市场需求,不鏽鋼产业的迅猛扩张,特別是以錳代鎳、節鎳型不鏽鋼的快速发展,为电解锰等原料的生産、供应带来了空前的发展机遇和更加广阔的国内市场,也爲中國電解錳行業的壯大提供了強大的發展動力。對此,電解錳行業應積極承接應對,做好相關的工作,若电解锰生産企业在条件许可的情况下,應考慮進一步降低DJMnD級的CSP等雜質含量,縮小波動範圍,控制其批量穩定性,生産更适合于不鏽鋼冶炼工艺要求的重熔锰锭,以适应提高不鏽鋼钢质纯净度和不鏽鋼产品实物质量档次(産品精度、表面質量、力學性能等)日益嚴格的要求,为不鏽鋼冶炼提供更优质的电解锰原料。

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