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. 不斷(duan)開發新品種的不銹(xiu)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(shuang)相不銹鋼(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. 不銹鋼材品種結構更(geng)趨合(he)理(li)
不銹鋼材(cai)一般有板、帶(dai)、棒(bang)、線(xian)、管(guan)等,其中(zhong)主要以(yi)板材(cai)為主,圖4-1為2000年世(shi)界(jie)不銹鋼的(de)產品(pin)結構,其中(zhong)扁平材(cai)占(zhan)83%,長材(cai)和(he)半成品(pin)占(zhan)17%,這種趨勢今后還將保持下(xia)去(qu)。從產品(pin)規格看,冷軋板的(de)寬度在增加,最大(da)可達2000mm,厚度在減小,最薄可達0.05mm,熱軋板的(de)寬度在增加,最寬可達4000mm以(yi)上(shang),厚度最厚可達300mm,管(guan)材(cai)中(zhong)焊管(guan)所占(zhan)的(de)比例越(yue)來越(yue)大(da),無縫(feng)不銹鋼管(guan)僅(jin)占(zhan)總產量(liang)1.8%。
不(bu)銹(xiu)鋼的(de)另一(yi)特點是根據使用(yong)(yong)情況的(de)不(bu)同,冷軋板有多達10種(zhong)的(de)表面(mian)加(jia)工方(fang)式。此外,還有花紋(wen)板(即采用(yong)(yong)壓花或蝕刻(ke)的(de)方(fang)法在表面(mian)形成各種(zhong)花紋(wen)圖案,增(zeng)強裝飾(shi)(shi)效果),著色板(即把不(bu)銹(xiu)鋼浸泡在某些溶液中,使表面(mian)氧化膜呈現不(bu)同的(de)顏(yan)色)以(yi)及涂層板等。這(zhe)些不(bu)同的(de)表面(mian)加(jia)工方(fang)式使不(bu)銹(xiu)鋼在建筑裝飾(shi)(shi)、日(ri)用(yong)(yong)器具和藝(yi)術品方(fang)面(mian)得到(dao)了廣(guang)泛的(de)應用(yong)(yong)。
我國(guo)不銹鋼(gang)的鋼(gang)材品種結構(gou)尚需(xu)進一步完(wan)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(leng)軋不銹鋼板、冷軋不銹鋼帶(dai)產量已超過熱軋板。
目前我國不銹鋼產(chan)品機構不合理(li)的(de)(de)現象表現在冷軋薄板(ban)(ban)的(de)(de)嚴重短(duan)缺,實(shi)質上(shang),矛盾的(de)(de)焦點(dian)是冶煉能力和(he)熱(re)軋板(ban)(ban)卷的(de)(de)產(chan)量和(he)質量。為此(ci),必須對冶煉和(he)熱(re)軋板(ban)(ban)卷的(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)加大投入和(he)產(chan)出。此(ci)外,充(chong)分利用現有(you)的(de)(de)棒線(xian)(xian)材生(sheng)(sheng)產(chan)線(xian)(xian),多(duo)生(sheng)(sheng)產(chan)一些高質量的(de)(de)線(xian)(xian)材。
3. 不銹(xiu)鋼的應用領域和需求進(jin)一步(bu)擴大
不銹鋼應用(yong)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. 工藝技術不斷創新,經濟(ji)效益不斷提高
近(jin)30年來(lai)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)生(sheng)產(chan)技(ji)(ji)術(shu)(shu)不(bu)斷創(chuang)新致使(shi)消耗不(bu)斷降低(di),生(sheng)產(chan)率和(he)成(cheng)材率不(bu)斷提(ti)高。如前所述不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)生(sheng)產(chan)工(gong)藝技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)發(fa)(fa)展是以(yi)爐(lu)外(wai)精煉(lian)(AOD)、連(lian)(lian)鑄(zhu)和(he)寬幅多輥冷(leng)軋機的(de)發(fa)(fa)展為基礎(chu)的(de),但(dan)近(jin)年來(lai)除(chu)了這(zhe)三(san)大技(ji)(ji)術(shu)(shu)進一步發(fa)(fa)展外(wai),又在薄(bo)板坯(pi)連(lian)(lian)鑄(zhu)連(lian)(lian)軋(包括長材連(lian)(lian)續鑄(zhu)軋)、薄(bo)帶連(lian)(lian)鑄(zhu)、帶材軋制退火酸洗平整(zheng)連(lian)(lian)續生(sheng)產(chan)線和(he)鐵水(shui)冶煉(lian)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)生(sheng)產(chan)技(ji)(ji)術(shu)(shu)方面(mian)取得了進展,這(zhe)些都(dou)是不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)創(chuang)新工(gong)藝生(sheng)產(chan)技(ji)(ji)術(shu)(shu),必(bi)將在今(jin)后(hou)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)發(fa)(fa)展中起重要作用。