不锈钢产业链系列:(一)初识篇

科技   2024-11-10 11:45   山东  

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摘要

不锈钢主要有两种分类:按组织状态来分,不锈钢一般可以分为马氏体、铁素体、奥氏体、奥氏体-铁素体(双相不锈钢)、沉淀硬化不锈钢等;按成分来分,不锈钢一般可以分为200系(Cr-Mn-Ni)、300系(Cr-Ni)、400系(Cr系)、500系(耐热铬合金)、600系(析出硬化系)等。其中304是当前不锈钢市场应用最为广泛的不锈钢型号。

不锈钢历史

不锈钢的发明和使用,要追溯到第一次世界大战时期。英国科学家亨利·布雷尔利受英国政府军部兵工厂委托,研究武器的改进工作。那时,士兵用的步枪枪膛极易磨损,布雷尔利想发明一种不易磨损的合金钢。
布雷尔利发明的不锈钢于1916年取得英国专利权并开始大量生产,至此,从垃圾堆中偶然发现的不锈钢便风靡全球,亨利·布雷尔利也被誉为"不锈钢之父"。第一次世界大战时,英国在战场上的枪支,总是因枪膛磨损不能使用而运回后方。军工生产部门命令布雷尔利研制高强度耐磨合金钢,专门研究解决枪膛的磨损问题。布雷尔利和其助手搜集了国内外生产的各种型号的钢材,各种不同性质的合金钢,在各种不同性质的机械上进行性能实验,然后选择出较为适用的钢材制成枪枝。一天,他们实验了一种含大量铬的国产合金钢,经耐磨实验后,查明这种合金并不耐磨,说明这不能制造枪支,于是,他们记录下实验结果,往墙角一扔了事。几个月后的一天,一位助手拿着一块锃光瓦亮的钢材兴冲冲跑来对布雷尔利说:"先生,这是我在清理仓库时发现的毛拉先生送来的合金钢,您是否实验一下,看它到底有什么特殊作用!""好!"布雷尔利看着光亮耀眼的钢材,高兴地说。
实验结果证明:它是一块不怕酸、碱、盐的不锈钢。这种不锈钢是德国的毛拉在1912年发明的,然而,毛拉却并不知道这种不锈钢有什么用途。
布雷尔利心里盘算道:"这种不耐磨却耐腐蚀的钢材,不能制枪枝,是否可以做餐具呢?"他说干就干,动手制作了不锈钢的水果刀、叉、勺、果盘及折叠刀等。

02

不锈钢材料构成

不锈钢的组成元素主要有锰、镍、铬、铁,不同种类不锈钢在元素配比上存在一定的差异。对于铁矿石、镍矿石、铬矿石和锰矿石等生产原料的采集以及进行初步处理和提炼,在不锈钢产业链上游都会产生直接影响。



镍原石——不锈钢 300 系的最主要组成元素是镍,这种金属元素主要是含镍生铁(NPI)、进口镍铁(FeNi)、镍板、镍豆、废不锈钢等采集提取。镍的含量在 300 系不锈钢中占比可达 70%,因此镍价格的波动在不锈钢生产成本中会产生重大影响。


目前来说, 300 系又是我国目前占比最大的不锈钢系列,所以我国不锈钢行业对镍的需求量非常大,而且我国是典型的“镍稀缺”国家,对于镍矿石的原料采集,还需依赖海外进口如印尼,菲律宾等国。


随着不锈钢的产量逐年增长以及300系高端材料的发展,对镍的需求量(电解镍)逐渐增加。近年来,由于镍金属的价格产生剧烈波动收窄,不仅促进了不锈钢的应用扩展,令不锈钢生产消费的增长,还促进了镍产业的健康发展。

镍原石


铬原石——铬元素是让不锈钢具有耐腐蚀性的重要金属原料,90%以上的铬矿常用于不锈钢的生产,可大大增强不锈钢的硬度和抗腐蚀性,特别是 200 系、 300 系和400 系,铬元素添加的比例都很高。其中 300 系的铬含量是最高的,所以300系的不锈钢防锈能力最强!


铬原石


锰原石——在自然界中分布很广,现已知的锰矿物有 150 种,其中最重要、最有经济价值的是软锰矿和硬锰矿。锰是 200 系不锈钢的重要组成元素,而在 300 系和 400 系中,锰所占比例并不高。


锰原石


铁原石——铁元素在 200 系、300 系、400 系中都占有重要比重,工业中是不可缺少的一种金属,主要的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿等。从铁矿石产量来看,澳大利亚以及巴西成为铁矿石主要供应国家,全球铁矿石主要来自澳洲和巴西,澳巴铁矿石主要来自四大矿山。


铁原石


不锈钢行业发展下来的下游产业,就是对采矿所获得的矿石,进行冶炼和进一步的混合、加工和压延,最终生产出不锈钢的中间产品,例如板卷、型材、管材、带材等四大类。随着我国不锈钢消费量不断增加,不锈钢生产能力也随之增长。到目前,我国不锈钢生产企业已可达到国际先进设备水平。


一般工业所需的不锈钢板材、卷材、线材等,在进一步加工后成为我们实际生活用品或生产工具的生产流程,就是不锈钢产业链的下游。建筑工业、大小日用家电以及汽车制造等行业,对不锈钢需求较大,尤其是不锈钢宽幅板卷。




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不锈钢下游消费产品

1)建筑材料


不锈钢在建筑工业中是一种非常重要的建筑材料,凭借其高韧性、高强度的特点,以及具有良好的拉伸性,能够承受较大的载荷,跨越较大的距离,可以承担起装饰用品,屋顶结构,钢筋混凝土等。由于不锈钢由于添加了铬元素,具有良好的抗腐蚀性,不容易与外界物质接触而发生化学反应,可以应用于城市给水工程到居民住宅中水槽、浴槽。在建筑中使用不锈钢构架可以有效减少碳的排放量,一般的不锈钢合金回收利用率极高,环保性极强。




2)家用产品


我们日常所需的生活用品也离不开不锈钢,不锈钢产品的耐腐蚀、耐热的特性在制造燃气灶具、暖气设备、配管及储水箱、橱柜产品、食用器皿等日用品时具有很大优势。目前,中国已经成为全球不锈钢厨具主要生产基地。




3)家电行业


在家电行业中,不锈钢卷板具有极大潜在市场,而一般都以 400 系不锈钢居多。


在空调、电视、冰箱、洗衣机这四大家电中,洗衣机是不锈钢在家电中最多使用不锈钢的产品,因为内筒材料对耐腐蚀性能要求高;冰箱门要求材料具有磁性,同时外表要求美观,选材多为 0.6mm 至 0.8mm 的 430冷轧不锈钢板,电冰箱采用冷轧板的厚度为 0.4~0.6mm,有较多焊接连接的内衬则多使用奥式体不锈钢如 304。


在小家电方面,微波炉、热水器、电饭煲、洗碗机等均使用不锈钢生产。热水器要求波炉的内胆及外壳都会使用到不锈钢;洗碗机考虑其加工变形较大,便于清洗等要求,多采用 304 奥氏体不锈钢;而微波炉内胆及外壳没有复杂的变形加工,一般选用 430 不锈钢冷轧板为主。



4)汽车行业


不锈钢在汽车行业中,可广泛应用于汽车排气系统、汽车燃油箱、汽车车架、汽车零部件和汽车装饰等。


如汽车燃油箱要求不锈钢具有优良的冲压成形性能、焊接性能及较高的耐蚀性,使用较多的是 300 系不锈钢。


汽车车架主要用不锈钢制成的整体车身外壳,使用寿命一般为 20年左右。



6)机械制造业


不锈钢在机械行业中,主要应用于运输设备、制氧输氧设备、发电设备、食品加工、制药机械设备等行业。对于运输设备,主要消费冷轧不锈钢薄板,常使用到 304、310S、316/316L 等 300 系列。这些不锈钢系列还可用于火车、轮船管线、厨卫设备、车厢、局部仓板、梯踏板、扶手、室内饰件等。



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2024-11-08

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