广州门闩价格虚拟社区

【与不锈同行】近年中国双相不锈钢的发展(下)

中国特钢企业协会不锈钢分会2018-08-01 07:54:49


3. 近年来中国双相不锈钢的生产及应用


由于双相不锈钢特殊的双相组织及较高的合金含量,赋予其较高的强度及优良的耐点蚀和应力腐蚀性能,国外双相不锈钢已广泛地应用于各工业领域,诸如纸浆和造纸、石油化工、化学品船、陆上和海上的油气工业、制药和食品工业以及建筑业等。


随着国内对双相不锈钢认识的不断提高,以及生产水平的不断提高,近年来,中国双相不锈钢无论是在产量、品种还是在应用范围等方面均有较大的发展。


3.1双相不锈钢的生产


表1给出了2005~2014年中国不锈钢及双相不锈钢粗钢产量。十年间,中国不锈钢的粗钢产量从316.1万t增长至2169.2万t,中国不锈钢的粗钢产量在全球不锈钢粗钢的占比从12.9%增长至52%。与此同时,中国双相不锈钢的产量从2005年的828t增长至2014年的35741t,提高了3余倍,而1999年,据不完全统计,双相不锈钢在中国的消费量仅约2000t。随着双相不锈钢产量的增长,其在中国不锈钢中的占比也稳步提高,从2005~2007年的不足0.1%提高至2008~2014年的0.2%左右。


表1给出了2005~2014年中国不锈钢及双相不锈钢粗钢产量。十年间,中国不锈钢的粗钢产量从316.1万t增长至2169.2万t,中国不锈钢的粗钢产量在全球不锈钢粗钢的占比从12.9%增长至52%。与此同时,中国双相不锈钢的产量从2005年的828t增长至2014年的35741t,提高了3余倍,而1999年,据不完全统计,双相不锈钢在中国的消费量仅约2000t。随着双相不锈钢产量的增长,其在中国不锈钢中的占比也稳步提高,从2005~2007年的不足0.1%提高至2008~2014年的0.2%左右。



在产量增加的同时,中国双相不锈钢在品种上也发生了较大的变化,其中,板材的产量近年得到较大的增长,以2205和2101产量增加更为显著。太钢是不锈钢重要的生产企业,其双相不锈钢品种以板材为主,其2011~2014双相不锈钢粗钢产量稳定在约1.5~2.5万t。就钢种而言,虽然中国双相不锈钢仍然以2205双相不锈钢为主,但从2010年开始,节约型双相不锈钢和超级相不锈钢在中国的生产得到迅速增加。


宝钢特钢作为我国双相不锈钢生产企业,其产品涵盖双相不锈钢圆钢、管材、板材及其它型材,是具有多品种规格双相不锈钢生产能力的综合性生产企业的典型代表,其双相不锈钢产品的变化可以反映中国的总体情况,图5给出了2006~2014年宝钢特钢双相不锈钢产量及各钢种、品种产量情况,自2010年宝钢特钢双相不锈钢产量突破1000万吨以来,其双相不锈钢产量得到快速增长,2014年其双相不锈钢产量已经达到6201t。与此同时,从图5(a)可知,其节约型双相不锈钢和超级双相不锈钢产量分别从2010年和2012年开始迅速增加,从图5(b)可知,2010~2014年间,其产量的增长主要来自于板材和管材产量的增长,从图5(c)可知,2010~2014年间,其板材产量的增长主要来自于2205和2101两个钢种产量的增长,2507板材占比很少,从图5(d)可知,2010~2014年间,其管材产量的增长主要来自于2205和部分2507产量的增长,此外,2006~2010年间,尚有第一代双相不锈钢00Cr18Ni5Mo3Si2管材的生产,2011年以后不再有00Cr18Ni5Mo3Si2管材的生产。


对于双相不锈钢管材生产而言,图6和图7给出了中国双相不锈钢管材生产企业久立特材和武进不锈的实际生产情况,总体来讲,久立特材的双相不锈钢管材中焊管和无缝管各约占50%,而武进不锈的双相不锈钢管材以无缝管为主。从2010年开始,其超级双相不锈钢S32750的产量开始增加,并于

2012~2014年开始进行了S32760管材的生产。


此外,作为国内最大的双相不锈钢管坯生产企业,永兴特钢于2015年开始尝试特超级双相不锈钢2707的冶炼及生产,其采用电炉+AOD+LF冶炼的2707双相不锈钢成分满足了标准的要求(见表3)。


3.2双相不锈钢的应用


中国双相不锈钢在经历产量不断增长的同时,其应用领域也不断拓展,在巩固和提高双相不锈钢在石化等主要应用领域使用的同时,近年来,中国双相不锈钢在油气输送、化学品船制造、核电、建筑等领域得以不断拓展。在石化装置中的多种还原性、强氧化性及含卤素离子、H2S、CO2介质等温度较高的腐蚀介质中,特别适合采用双相不锈钢解决其点蚀、缝隙腐蚀与应力腐蚀破裂问题,石化行业仍是双相不锈钢最重要的应用领域之一。我国早期开发的00Cr18Ni5Mo3Si2双相不锈钢首先用于炼油厂常减压塔、焦化分馏塔、汽提塔、催化裂化吸收塔和稳定塔的内衬[12]。


目前,中国的2205、2507等双相不锈钢已经在石化装置中的甲醇反应器、氯乙烯(VCM)氧氯化反应器、换热器、常减压冷凝器、给水加热器、催化裂化、加氢裂化等装置上得到广泛的应用[13],[14],[15]。


在产量增加的同时,中国双相不锈钢在品种上也发生了较大的变化,其中,板材的产量近年得到较大的增长,以2205和2101产量增加更为显著。太钢是不锈钢重要的生产企业,其双相不锈钢品种以板材为主,其2011~2014双相不锈钢粗钢产量稳定在约1.5~2.5万t。就钢种而言,虽然中国双相不锈钢仍然以2205双相不锈钢为主,但从2010年开始,节约型双相不锈钢和超级相不锈钢在中国的生产得到迅速增加。


与此同时,近年来,中国双相不锈钢在油气输送、化学品船、核电、海洋工程等领域得到拓展及应用。


2003~2004年,新疆塔里木盆地克拉2气田等西气东输工程采用了宝钢特钢和久立特材生产的2205双相不锈钢管材[16],[17]。


在我国的化学品船建造上,2002年湖北青山船厂建造的载重为18500t的化学液货船首制船用S31803板材是由法国阿塞洛公司提供,2003年续建的第二艘同型船所需板材由瑞典阿维斯塔(AvestaAS.Sweden)公司提供。2009年,由川东造船厂制造的“重庆号”9000t不锈钢化学品船液货舱内胆则首次采用太钢2205双相不锈钢[18],[19]。


在AP1000核电站中,S32101被用于换料通道、乏燃料水池、换料水池、反应堆腔室等处[20],2010年,太钢供应的S32101双相不锈钢板用于国内首座内陆核电站桃花江项目结构模块[21]。在沿海建筑桥梁方面,太钢的双相不锈钢螺纹钢筋、连接件、折弯件组合产品通过了权威的英国CARES认证,建立了不锈钢钢筋标准和应用技术规范,其生产的8000余吨双相不锈钢螺纹钢筋在世界最长、设计寿命超过120年的港珠澳跨海大桥得到成功应用。此外,中国双相不锈钢还在纸浆与造纸、海水淡化、脱硫吸收装置、城市轨道交通等领域得到应用。


中国双相不锈钢在满足国内工程需求、替代进口的同时,还在国外工程项目得到应用,例如,久立特材的2205焊管用于制作PDO(阿曼国家石油公司)天然气集气管线,太钢生产的2205双相不锈钢冷板用于迪拜标志性建筑——ADIC工程(阿布扎比移民局大楼)2098个遮阳伞(23980m2)支撑架的制作。


总之,随着对双相不锈钢的认识以及生产水平的不断提高,近年来中国双相不锈钢在产量、钢种、品种等方面均有较大的发展与进步,中国双相不锈钢已经摆脱2000年左右时的产量小、品种单一的状况,在产量不断增长的同时,品种逐渐多样化,与此同时,节约型双相不锈钢和超级双相不锈钢的比重越来越大。


在此基础上,中国双相不锈钢的市场拓展也有显著的发展,中国双相不锈钢已经摆脱主要用于石化等单一行业,逐渐拓展为在石化、化学品运输、核电、海洋等多领域应用的情况,而且,中国双相不锈钢也正在不断走出中国,开拓海外市场



4. 中国双相不锈钢标准的发展


由于双相不锈钢兼有铁素体不锈钢较高强度及耐氯化物应力腐蚀和奥氏体不锈钢优良韧性及焊接性能优良的优点。近年来,顺应国际趋势,双相不锈钢在中国的生产发展非常迅速,在用量不断增加及逐渐替代进口的同时,其应用范围也得到不断拓展。


虽然中国双相不锈钢的研究开发起始于20世纪70年代,但在2008年以前,并没有双相不锈钢的专业标准。在中国国家标准中,在相当长的时期内,只有00Cr18Ni5Mo3N、1Cr18Ni11Si4AlTi、1Cr21Ni5Ti、0Cr26Ni5Mo2等4个钢种列入了国家标准,在2007年10月份新颁布的《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》(标准号:GB/T20878-2007)中,有11个双相不锈钢牌号列入新标准,包括部分超级双相不锈钢牌号(如022Cr25Ni7Mo4N、022Cr25Ni7Mo4WCuN),但在《不锈钢棒》(GB/T1220-2007)中仍然只有6个双相不锈钢牌号,且没有超级双相不锈钢,在YB/T2008-2007《不锈钢无缝钢管圆管坯》中也仅仅列出了1个双相不锈钢牌号,我国标准在双相不锈钢牌号数量、质量指标等方面已经不能满足实际需要。为了适应双相不锈钢生产及应用在中国的快速发展,有必要制订及拓展双相不锈钢专业标准。


为此,在充分了解国内外奥氏体-铁素体双相不锈钢的生产现状、技术水平、使用要求的基础上,根据国内生产企业的生产能力和用户的使用需要,参照、对比了ISO、美国、日本、欧洲等标准资料,在规格尺寸方面则主要参照了中国国家标准和实际国情,开展了中国双相不锈钢专业标准的制订工作,目前已经发布的标准有《奥氏体-铁素体双相不锈钢无缝钢管》(GBT21833-2008)及《奥氏体-铁素体双相不锈钢焊接钢管》(GBT21832-2008),已经通过审定、待发布的标准有《奥氏体-铁素体型双相不锈钢棒》(GBT31303-2014)。


在所制订的几个国家标准中,根据实际品种及发展时期的不同,收入了不同的双相不锈钢牌号,其中,《奥氏体-铁素体双相不锈钢无缝钢管》(GBT21833-2008)及《奥氏体-铁素体双相不锈钢焊接钢管》(GBT21832-2008)分别列入12和7个双相不锈钢牌号,其中包括2个超级双相不锈钢牌号022Cr25Ni7Mo4N(相当于S32750)及022Cr25Ni7Mo4WCuN(相当于S32760),《奥氏体-铁素体型双相不锈钢棒》(GBT31303-2014)标准列入15个双相不锈钢牌号。根据双相不锈钢的发展及实际生产、应用需要,增加了超级双相不锈钢022Cr29Ni5Mo2N(相当于S32950)及经济型双相不锈钢03Cr21Ni1MoCuN(相当于S32101)、022Cr20Ni3Mo2N(S32003)等牌号。


5.中国双相不锈钢未来发展方向设想


结合双相不锈钢在国际及中国的发展,根据中国实际情况(产能过剩情况,市场竞争激烈),探讨未来发展几个方向:


1)高品质化,通过提高钢的纯净度及产品质量,不断提高市场竞争力。


2)低成本化,通过工艺优化及成分的精细化控制,控制成本,提高市场竞争力。


3)钢种设计的多元合金化及定制化。


4)研究更加深入与精细。在前期研究基础上,进行更加深入的第二相析出及控制研究,逐步实现相比例及形态精细化控制。


5)根据国家战略,不断拓展中国双相不锈钢的应用。



文章作者:钢铁研究总院宋志刚     大明钢铁网材料与加工组整理编辑

参考文献

[1]索科尔.双相不锈钢.北京:原子能出版社,1979:56-57

[2]L.Dupret,B.C.DeCooman,N.Akdut,LISm,MechanicalBehaviourofDuplexStainlessSteelatHighTemperatures.Ghentuniversity,OCASNV,SIDMARGROUP,Belgium

[3]LodeDuprez,BrunoC.DeCoomanandNuriAkdut.Deformationbehaviourofduplexstainlesssteelduringindustrialhotrolling.Steelresearch73(2002)No.12

[4]NAkdut,DiplMinandJFoct,prof,drlng,Deformationof(high)nitrogenalloyedausteniticferriticduplexstainlesssteels,thefourthduplexconference

[5]JanOlofNilsson,SandvikMaterialsTechnology,Sweden,ThePhysicalMetallurgyofDuplexStainlessSteels,2003年北京国际双相不锈钢大会

[6]Bousequet,Roch.LimitationofFerriteDecompositioninSuperDuplexStainlessSteelsbyOptimizationofAlloyChemistry.ApplicationtotheControlofToughnessinHeavySectionForgings

[7]吴玖.双相不锈钢.北京:冶金工业出版社,1999

[8]Nilsson,SuperDuplexStainlessSteel.MaterialsScienceandTechnology,1992,8:685

[9]宋志刚,郑文杰,丰涵,李树健,吴忠忠,黄盛,郭海生.双相不锈钢关键有害相的析出特点及其对力学性能的影响.2012年北京国际双相不锈钢大会

[10]余永宁.金属学原理,北京:冶金工业出版社,2000,1:300

[11]方俊鑫.固体物理,上海科学技术出版社,1980,3:59

[12]王鑫武.18-5Mo双相不锈钢在炼油装置中的应用.石油化工设备,31(2002)No.5:54-55

[13]刘福伦.双相不锈钢管在大型石化装置中的应用.石油化工设计,20(2003)No.1:39-42,67

[14]高娃,罗建民,杨建君.双相不锈钢的研究进展及其应用.兵器材料科学与工程,28(2005)No.3:61-64

[15]李春树.双相不锈钢及其在炼油工业中的应用.全面腐蚀控制,17(2003)No.5:12-14

[16]陈彰兵,宋德琦,汤晓勇,张强.双相不锈钢在克拉2气田中的应用.天然气与石油,24(2006)No.3:1-6,11,73

[17]黄立.浙江久立集团双相不锈钢管应用于西气东输工程,国内企业动态.世界金属导报,第010版,2004,7,13

[18]陈国虞,周金鸿.高速船用高强度双相不锈钢,(2006)No.4

[19]石鹰,康劲林.太钢双相不锈钢装备“重庆号”,一线报道.世界金属导报,第020版,2009,4,7

[20]李庆光,冯江猛,袁明德,郑东宏.S32101双相不锈钢的焊接特性及在AP1000核电站的应用.电力建设,34(2013)No.7:85-88

[21]陈强,王永泽.太钢双相不锈钢板用于内陆核电站建设.中国冶金报,第A01版,2010,12,7



相关阅读:

【与不锈同行】双相不锈钢组织和性能的研究

【与不锈同行】近年中国双相不锈钢的发展(上)

建议收藏: 双相不锈钢加工制造实用指南(一)

建议收藏: 双相不锈钢加工制造实用指南(二)

建议收藏: 双相不锈钢加工制造实用指南(三)

建议收藏: 双相不锈钢加工制造实用指南(四) -- 切割、成形和机加工

建议收藏: 双相不锈钢加工制造实用指南(五) -- 焊接

建议收藏: 双相不锈钢加工制造实用指南(六) -- 其它连接方法、加工后清理

建议收藏: 双相不锈钢加工制造实用指南(七) -- 应用




Copyright © 广州门闩价格虚拟社区@2017