自不锈钢工业化生产以来,在80多年的历史中,不锈钢的发展十分迅速,不论是产量,还是钢种牌号及钢材品种,或者是生产工艺技术都得到长足发展,它已成为工业发展及人们的日常生活不可缺少的冶金产品。在满足市场需求、降低成本的目标下,不锈钢生产工艺、生产装备不断发展,钢的性能不断完善,钢种更加专业化,钢材品种结构更趋于合理。


1. 不断开发新品种的不锈钢


  不锈钢是特殊钢种品种规格最多的钢种,表4-1列出了各国和ISO、EN的标准牌号数量。应当指出,随着技术不断提高和应用不断扩大,其品种数量还有进一步增加的趋势。目前正在开发的领域有两个方面,一方面是开发耐局部腐蚀和苛刻条件下腐蚀的新钢种,例如耐应力腐蚀的高Si钢(18Cr-18Ni-3Si)、耐点腐蚀的高铬高钼高氮不锈钢(20-25Cr/20Ni/6Mo/0.02N)、新的超级双相不锈钢(0.03C-25Cr-7Ni-3Mo-0.25N)和新的超钝铁素体不锈钢(C+N≤150 ppm 的 18Cr-2Mo,26Cr-Mo,30Cr-2Mo等);另一方面则是根据市场的需求开发新品种的不锈钢,例如气车排气净化装置用耐热钢(700℃以下的409L和1100℃以上的18Cr-13Ni-3.5Si),冷成型好的不锈钢(稳定奥氏体相和加Cu),车辆用不锈钢(高强度,加N),厨房和食品加工用抗菌不锈钢(17Cr-1.5Cu,13Cr-3.0Cu,18Cr-9Ni-3.8Cu,以及含银的304和430不锈钢),电子工业用的无磁不锈钢等。


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2. 不锈钢材品种结构更趋合理


  不锈钢材一般有板、带、棒、线、管等,其中主要以板材为主,图4-1为2000年世界不锈钢的产品结构,其中扁平材占83%,长材和半成品占17%,这种趋势今后还将保持下去。从产品规格看,冷轧板的宽度在增加,最大可达2000mm,厚度在减小,最薄可达0.05mm,热轧板的宽度在增加,最宽可达4000mm以上,厚度最厚可达300mm,管材中焊管所占的比例越来越大,无缝不锈钢管仅占总产量1.8%。


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  不锈钢的另一特点是根据使用情况的不同,冷轧板有多达10种的表面加工方式。此外,还有花纹板(即采用压花或蚀刻的方法在表面形成各种花纹图案,增强装饰效果),着色板(即把不锈钢浸泡在某些溶液中,使表面氧化膜呈现不同的颜色)以及涂层板等。这些不同的表面加工方式使不锈钢在建筑装饰、日用器具和艺术品方面得到了广泛的应用。


 我国不锈钢的钢材品种结构尚需进一步完善。


 从20世纪70年代初开始,常用的一些不锈钢材的普通品种,例如正常规格的板、管、丝、带、棒材、锻件等,我国均能生产。但在这些钢材中,板带比例过低,与发达国家相比相差近30%,另外,线材比例太少。由于板带产量过少,型棒材比例显得过大,较美国、日本高出1倍。而型材中,又以热加工材最多。我国不锈钢产品品种结构不合理的状况已持续多年,造成这一状况的原因,除不锈钢总量不够外,主要问题是不锈钢冷轧薄板产量严重不足所致。自20世纪70年代后期开始,型材在不锈钢材中所占比例才逐步下降,板、管、带材比例才逐步增加。自20世纪80年代起,不仅板材产量已占不锈钢材产量的50%左右,而且板材中,冷轧不锈钢板冷轧不锈钢带产量已超过热轧板。


  目前我国不锈钢产品机构不合理的现象表现在冷轧薄板的严重短缺,实质上,矛盾的焦点是冶炼能力和热轧板卷的产量和质量。为此,必须对冶炼和热轧板卷的生产加大投入和产出。此外,充分利用现有的棒线材生产线,多生产一些高质量的线材。



3. 不锈钢的应用领域和需求进一步扩大


  不锈钢应用领域很多,表4-2表示中国、日本、美国、欧洲等地不锈钢的应用领域。由表可以看出,日本在厨房设备领域使用不锈钢最多,其次是建筑和工业用机械;美国在汽车领域使用不锈钢最多,其次是工业用机械和建筑业;欧洲则在工业用机械领域使用不锈钢最多,其次是焊管和金属制品加工;中国则是在金属制品和焊管领域中使用不锈钢最多,其次是工业用机械和建筑业。总之不管在哪个地区,不锈钢在建筑、运输、厨房、电气、工业用机械方面使用量很大,特别是最近强调材料长寿命化、节能、环保和信息化,因此不锈钢可能会扩大在下列领域中的使用:①. 从环保角度,为了抑制产生二氧化碳,在垃圾高温焚烧装置、液化天然气发电和采用煤炭的高效率发电装置中,将更多地使用耐热、耐高温腐蚀性能优良的不锈钢,另外本世纪初电动汽车将进一步实用化,因此期待在汽车用电池中采用更多的不锈钢。特别从水质保全的观点来看,上下水管道及水处理装置将更多采用耐蚀性优良的不锈钢。②. 在长寿方面,欧美等国已根据LCC(寿命价格比)评价方法,将会在桥梁、高速公路、隧道等基础设施中更多地采用不锈钢和不锈钢筋。日本在建筑物方面过去设计寿命为20~30年,现在已向100年进军,因而会采用更多的不锈钢。③. 最后在信息化方面,要求高精度高性能的材料,例如移动电话等设备要求采用高强度、弹性和无磁等特性的材料,不锈钢能满足这些要求,另外制造半导体和各种集成电路板的设备,由于不锈钢有干净和耐久性的特性,因而会起重要作用,今后需求量将会进一步扩大。


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4. 工艺技术不断创新,经济效益不断提高


  近30年来不锈钢生产技术不断创新致使消耗不断降低,生产率和成材率不断提高。如前所述不锈钢生产工艺技术的发展是以炉外精炼(AOD)、连铸和宽幅多辊冷轧机的发展为基础的,但近年来除了这三大技术进一步发展外,又在薄板坯连铸连轧(包括长材连续铸轧)、薄带连铸、带材轧制退火酸洗平整连续生产线和铁水冶炼不锈钢生产技术方面取得了进展,这些都是不锈钢的创新工艺生产技术,必将在今后不锈钢发展中起重要作用。