自不銹鋼工業化生產以來,在80多年的歷史中,不銹鋼的發展十分迅速,不論是產量,還是鋼種牌號及鋼材品種,或者是生產工藝技術都得到長足發展,它已成為工業發展及人們的日常生活不可缺少的冶金產品。在滿足市場需求、降低成本的目標下,不銹鋼生產工藝、生產裝備不斷發展,鋼的性能不斷完善,鋼種更加專業化,鋼材品種結構更趨于合理。
1. 不(bu)斷開發(fa)新品(pin)種的(de)不(bu)銹鋼
不銹鋼是特殊鋼種品種規格最多的鋼種,表4-1列出了各國和ISO、EN的標準牌號數量。應當指出,隨著技術不斷提高和應用不斷擴大,其品種數量還有進一步增加的趨勢。目前正在開發的領域有兩個方面,一方面是開發耐局部腐蝕和苛刻條件下腐蝕的新鋼種,例如耐應力腐蝕的高Si鋼(18Cr-18Ni-3Si)、耐點腐蝕的高鉻高鉬高氮不銹鋼(20-25Cr/20Ni/6Mo/0.02N)、新的超級雙相不銹(xiu)鋼(0.03C-25Cr-7Ni-3Mo-0.25N)和新的超鈍鐵素體不銹鋼(C+N≤150 ppm 的 18Cr-2Mo,26Cr-Mo,30Cr-2Mo等);另一方面則是根據市場的需求開發新品種的不銹鋼,例如氣車排氣凈化裝置用耐熱鋼(700℃以下的409L和1100℃以上的18Cr-13Ni-3.5Si),冷成型好的不銹鋼(穩定奧氏體相和加Cu),車輛用不銹鋼(高強度,加N),廚房和食品加工用抗菌不銹鋼(17Cr-1.5Cu,13Cr-3.0Cu,18Cr-9Ni-3.8Cu,以及含銀的304和430不銹鋼),電子工業用的無磁不銹鋼等。
2. 不銹鋼(gang)材(cai)品(pin)種結構更趨合理
不銹(xiu)(xiu)鋼材(cai)(cai)一般有板(ban)、帶、棒、線(xian)、管等,其(qi)中(zhong)主(zhu)要(yao)以板(ban)材(cai)(cai)為(wei)主(zhu),圖4-1為(wei)2000年世界不銹(xiu)(xiu)鋼的(de)產(chan)品(pin)結構,其(qi)中(zhong)扁平材(cai)(cai)占(zhan)83%,長材(cai)(cai)和(he)半成品(pin)占(zhan)17%,這(zhe)種趨勢今后還將保持下(xia)去。從產(chan)品(pin)規格看,冷(leng)軋(ya)板(ban)的(de)寬度(du)在增(zeng)加,最(zui)大可(ke)(ke)達2000mm,厚(hou)度(du)在減小,最(zui)薄(bo)可(ke)(ke)達0.05mm,熱(re)軋(ya)板(ban)的(de)寬度(du)在增(zeng)加,最(zui)寬可(ke)(ke)達4000mm以上,厚(hou)度(du)最(zui)厚(hou)可(ke)(ke)達300mm,管材(cai)(cai)中(zhong)焊(han)管所(suo)占(zhan)的(de)比(bi)例越來越大,無縫不銹(xiu)(xiu)鋼管僅占(zhan)總(zong)產(chan)量1.8%。
不銹鋼的另一(yi)特點是根(gen)據使用(yong)(yong)(yong)情況的不同,冷(leng)軋板(ban)有(you)多達(da)10種的表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)加工(gong)方式。此外,還(huan)有(you)花(hua)紋板(ban)(即(ji)(ji)采用(yong)(yong)(yong)壓(ya)花(hua)或蝕(shi)刻的方法在(zai)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)形成各種花(hua)紋圖案,增強裝(zhuang)飾效果),著色板(ban)(即(ji)(ji)把不銹鋼浸泡在(zai)某(mou)些溶(rong)液中,使表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)氧化膜呈現不同的顏色)以及涂層(ceng)板(ban)等。這些不同的表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)加工(gong)方式使不銹鋼在(zai)建筑裝(zhuang)飾、日用(yong)(yong)(yong)器具和藝術品(pin)方面(mian)(mian)(mian)得到(dao)了廣泛的應用(yong)(yong)(yong)。
我國不銹鋼的鋼材(cai)品(pin)種結構(gou)尚需進一步完善(shan)。
從20世紀70年代初開始,常用的一些不銹鋼材的普通品種,例如正常規格的板、管、絲、帶、棒材、鍛件等,我國均能生產。但在這些鋼材中,板帶比例過低,與發達國家相比相差近30%,另外,線材比例太少。由于板帶產量過少,型棒材比例顯得過大,較美國、日本高出1倍。而型材中,又以熱加工材最多。我國不銹鋼產品品種結構不合理的狀況已持續多年,造成這一狀況的原因,除不銹鋼總量不夠外,主要問題是不銹鋼冷軋薄板產量嚴重不足所致。自20世紀70年代后期開始,型材在不銹鋼材中所占比例才逐步下降,板、管、帶材比例才逐步增加。自20世紀80年代起,不僅板材產量已占不銹鋼材產量的50%左右,而且板材中,冷軋不銹鋼板、冷軋不銹鋼帶產量已超過熱軋板。
目前我國不銹(xiu)鋼產品機(ji)構不合理的(de)(de)(de)現象表現在冷軋薄板(ban)的(de)(de)(de)嚴(yan)重短缺(que),實質(zhi)(zhi)上,矛盾的(de)(de)(de)焦點是冶(ye)煉能(neng)力和熱軋板(ban)卷(juan)的(de)(de)(de)產量(liang)和質(zhi)(zhi)量(liang)。為此(ci),必(bi)須對(dui)冶(ye)煉和熱軋板(ban)卷(juan)的(de)(de)(de)生(sheng)產加大投入(ru)和產出。此(ci)外,充分利用現有的(de)(de)(de)棒線(xian)材生(sheng)產線(xian),多生(sheng)產一些高(gao)質(zhi)(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)線(xian)材。
3. 不(bu)銹鋼的應用領域和需求(qiu)進(jin)一步擴大
不銹(xiu)鋼(gang)應用領域很多,表4-2表示中國、日本、美國、歐洲等地不銹鋼的應用領域。由表可以看出,日本在廚房設備領域使用不銹鋼最多,其次是建筑和工業用機械;美國在汽車領域使用不銹鋼最多,其次是工業用機械和建筑業;歐洲則在工業用機械領域使用不銹鋼最多,其次是焊管和金屬制品加工;中國則是在金屬制品和焊管領域中使用不銹鋼最多,其次是工業用機械和建筑業。總之不管在哪個地區,不銹鋼在建筑、運輸、廚房、電氣、工業用機械方面使用量很大,特別是最近強調材料長壽命化、節能、環保和信息化,因此不銹鋼可能會擴大在下列領域中的使用:①. 從環保角度,為了抑制產生二氧化碳,在垃圾高溫焚燒裝置、液化天然氣發電和采用煤炭的高效率發電裝置中,將更多地使用耐熱、耐高溫腐蝕性能優良的不銹鋼,另外本世紀初電動汽車將進一步實用化,因此期待在汽車用電池中采用更多的不銹鋼。特別從水質保全的觀點來看,上下水管道及水處理裝置將更多采用耐蝕性優良的不銹鋼。②. 在長壽方面,歐美等國已根據LCC(壽命價格比)評價方法,將會在橋梁、高速公路、隧道等基礎設施中更多地采用不銹鋼和不銹鋼筋。日本在建筑物方面過去設計壽命為20~30年,現在已向100年進軍,因而會采用更多的不銹鋼。③. 最后在信息化方面,要求高精度高性能的材料,例如移動電話等設備要求采用高強度、彈性和無磁等特性的材料,不銹鋼能滿足這些要求,另外制造半導體和各種集成電路板的設備,由于不銹鋼有干凈和耐久性的特性,因而會起重要作用,今后需求量將會進一步擴大。
4. 工藝(yi)技術(shu)不斷(duan)創(chuang)新,經濟(ji)效益不斷(duan)提高
近(jin)30年來不(bu)(bu)銹鋼生產(chan)(chan)技(ji)術(shu)不(bu)(bu)斷創新致使消耗(hao)不(bu)(bu)斷降(jiang)低,生產(chan)(chan)率和成(cheng)材(cai)率不(bu)(bu)斷提高。如前所述不(bu)(bu)銹鋼生產(chan)(chan)工藝技(ji)術(shu)的(de)發展是以爐外精(jing)煉(AOD)、連(lian)鑄(zhu)和寬幅(fu)多輥冷軋機的(de)發展為基(ji)礎的(de),但近(jin)年來除了這三大技(ji)術(shu)進一步(bu)發展外,又在薄板坯連(lian)鑄(zhu)連(lian)軋(包括長材(cai)連(lian)續鑄(zhu)軋)、薄帶(dai)連(lian)鑄(zhu)、帶(dai)材(cai)軋制退火酸(suan)洗平整連(lian)續生產(chan)(chan)線和鐵水冶煉不(bu)(bu)銹鋼生產(chan)(chan)技(ji)術(shu)方面(mian)取得了進展,這些都是不(bu)(bu)銹鋼的(de)創新工藝生產(chan)(chan)技(ji)術(shu),必(bi)將在今(jin)后不(bu)(bu)銹鋼發展中起重要作用。