中国制造2016年全球不锈钢产量为4580万吨,占全球54%

作为世界上人口最多的国家,中国的许多工业生产能力居全球第一。主导这些产品增长的核心是人均消费量增加,但是,产能爆炸性增长也意味着市场难以消化新增的产能。其结果就是,严重的产能过剩。

中国制造

2016年全球不锈钢产量为4580万吨,其中中国的不锈钢产量为2493万吨,占全球产量的54%。出口388.7万吨,进口73.8万吨。尽管中国的不锈钢产量和出口量都很大,但与发达国家同行相比,其产品质量差距较大,特别是有特殊要求的不锈钢材料领域。出口目标主要是东南亚国家,产品也是以一般住宅用材料为主。

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青山钢铁旗下青拓集团厂区

我国在改革开放进程中造就了世界上最有活力的不锈钢市场,催生了世界最大的不锈钢企业。但国内不锈钢产业的发展也面临着许多亟待解决的问题,本文结合国内的化工产业与核电产业的发展窥探不锈钢产业面临几大挑战,以供商榷。

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煤炭和石油化工

煤炭和石油化工

自20世纪90年代初以来,特别是2000年以后,中国政府对各行业进行了大规模的投资,实现了生产能力和产品质量同步增长。另外,为了应对美国的金融危机和欧债危机,政府增加了投资规模。快速增长的甲烷是一个很好的例子来说明这个问题。

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从1995年到2005年,国内的甲烷生产能力年均增长约15%。2006年产能超过1000万吨,2008年达到2300万吨,2010年达到3000万吨,使中国成为世界上最大的甲烷生产国和消费国。2010年后,产能增速已经放缓,但是到2014年甲烷产能达到6935万吨。

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神华DCL项目是世界上最大的DCL项目

甲烷装置施工对不锈钢使用的影响非常重要。如一个年产180万吨的甲烷工厂大约需要1万吨不同类型的奥氏体不锈钢、双相不锈钢和镍基合金材料的各种类型(管道、管件和其他铸造零件)。除了进口的镍基合金以外,基本上以国内市场提供材料为主。这种快速发展的结果是产生了严重的环境污染。土地、水和空气都受到不同程度的污染,造成一系列严重的生态问题。以空气污染为例,全国大部分地区都出现了严重的雾霾问题。

环保组织在内蒙古乌海黄河堤岸一个露天煤矿旁安装的横幅

2014年北京空气严重污染多达60天。在这种快速发展之后,肯定会有阶段性的调整。2014年初,中国政府对产能严重过剩的行业实行严格管制。化工项目投资大幅下降,许多建设项目停工或延误。这些行业需求的不锈钢、镍基合金、镍锆合金、钛及钛合金,也急剧下降。

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电力产业

核电产业

日本福岛核电站事故导致中国核电行业冬眠了好几年。然而,由于严重的雾霾问题,改善能源结构对环境产生影响、以及减少碳排放来应对气候变化的要求也推动了向清洁能源的过渡。因此,核电将成为中国清洁能源产业的重要支柱。截至目前,中国运营的23的核电机组总装机容量为2140万千瓦。另有28座正在建设或计划中的核电机组,总装机容量达到2800万千瓦。这意味着,在2020之前,中国每年将增加约5台核电机组。

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台山核电站一个核反应堆正在建设中

核电站反应堆内的高放射性物质对建筑材料有特殊要求。除了基本的机械性能、耐蚀性和工艺性能,材料还必须具有附加特性,它必须能够控制物质对中子的吸收。

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国外进口完整的VVER-1000核反应堆设备

奥氏体不锈钢、锆和锆合金,以及镍基合金满足了核电站反应堆内部材料的要求。通常用于核电站主要是不锈钢304、316L、321、347和310s,这些材料主要用于反应堆压力容器、反应器内的部件和主电路冷却系统。一个100万千瓦的核能单位使用大约3000吨奥氏体不锈钢,锆和锆合金,以及镍基合金。目前,由于各种原因,这些材料大部分需要进口。

中国制造2025

中国不锈钢生产企业面临的挑战

1、化学元素

许多不锈钢制造商认为,只要产品符合标准就符合要求。他们很少知道ASTM标准的要求通常是最低要求,不能保证在某些特殊工作条件下可用属性。仅仅是符合标准的材料不能满足因工作环境和条件的存在巨大差异应用。还有因化学元素匹配产生的影响,如铬和钛的比例会影响奥氏体不锈钢的高温强度,抗氧化性和残留铁素体;硫和锰之间的比例也会影响材料的延展性和焊接性;碳和钛之间的比例也影响材料的高温强度,纯度和变形加工性能。

2、材料纯度

物质的纯度指的是现有杂质的数量,如残留元素、杂元素和非金属。大家都知道,较高的残余铜含量明显减少奥氏体不锈钢的热冷变形处理性能;过量的杂质,如硫或磷酸盐,可以降低材料的变形处理性能和耐腐蚀性能,容易导致焊接缺陷。不只是相对大量的非金属杂质减少金属的延展性,它们也容易在变形过程中产生裂缝等。由于许多制造商经验缺乏,材料纯度达不到标准要求,更不用说满足特殊工作条件下特殊要求。

3、铁素体残留

尿素装置中使用的316L MOD对铁素体含量有严格的要求,一些国产316L MOD难以满足要求。

4、晶间腐蚀

不锈钢晶间腐蚀的达标率问题实际上是一个多方面的问题。它包括几个主要元素的匹配问题,以及残余元素和杂质的控制,热处理控制问题,以及变形加工过程中的变形控制问题。同时,这表明有时仅仅满足标准要求是不够的。

5、型式试验

不完备型式测试对于许多中国金属加工企业来说是常见的问题,而在小型企业中,这些问题尤其明显。 不完备型式测试将直接影响产品使用性能或导致产品质量不稳定。

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进口不锈钢

进口不锈钢

2005年,中国进口了314万吨不锈钢,而到2016年仅进口了73.8万吨。在短短的13年时间里,进口下降了76%以上。目前,化学工程行业仍需进口的300系列不锈钢包括:

● 高温高压氢工况炉管和热交换管;

● 高温高压氢工况大口径工艺管道;

● 尿素级不锈钢管道和钢板;

● 需要大变形体积加工的换热器板;

● 高温或低温工作条件宽,厚板。

大部分用于核电厂的不锈钢以进口为主。此外,中国还将持续进口镍和镍基合金,锆锆合金等黑色金属材料。

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依靠创新驱动,中国将会取得高度繁荣

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