前言：眾所周知，2022年3月頻上熱搜的大宗商品當屬是鎳，倫鎳驚現“五連破” 震撼全球國際金融市場，其產業(yè)鏈及供需備受關注且成為市場追捧的熱點話題。鎳產業(yè)鏈品種多而雜，團隊深耕于鎳產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)調研，及時獲取產業(yè)上最真實的數據信息，對此整理撰寫題為《鎳產業(yè)鏈之各品種詳解》專題系列，為更好服務于廣大客戶群體，以便進一步了解鎳產業(yè)鏈各品種。

本文則是對鎳產業(yè)鏈中下游不銹鋼展開全面介紹，全文將圍繞不銹鋼定義、不銹鋼分類、冶煉工藝、產能及分布、不銹鋼應用五大章節(jié)展開詳細討論，可供近期及長期密切關注鎳及不銹鋼行業(yè)的社會各界人士參考。

一、不銹鋼的定義

我國鋼鐵行業(yè)中普碳鋼和特殊鋼并存，特鋼區(qū)別于普鋼，具有更高的強度和韌性、物理性能、化學性能、生物相容性和工藝性能，應用領域更廣泛。而不銹鋼作為特鋼的重要分支，其應用領域相對更特殊，性能要求更高。

從不銹鋼的定義來看，不銹鋼是指在空氣、水、酸堿鹽或者其他腐蝕介質中具有一定化學穩(wěn)定性的鋼的總稱。不銹鋼具有良好的耐腐蝕性能是由于在鋼基體中加入鉻所致，并通過加入鎳、鉬等元素進一步提高耐腐蝕性能和改善加工使用性能。

二、不銹鋼的分類及特點

不銹鋼常按組織狀態(tài)分為：馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼、奧氏體-鐵素體（雙相）不銹鋼及沉淀硬化不銹鋼等。另外，可按成分分為鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼和鉻錳氮不銹鋼等。

1、鐵素體不銹鋼

一般含鉻15%～30%。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高，耐氯化物應力腐蝕性能優(yōu)于其他種類不銹鋼，屬于這一類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28等。鐵素體不銹鋼因為含鉻量高，耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好，但機械性能與工藝性能較差，多用于受力不大的耐酸結構及抗氧化鋼使用。這類鋼能抵抗大氣、硝酸及鹽水溶液的腐蝕，并具有高溫抗氧化性能好、熱膨脹系數小等特點，用于硝酸及食品工廠設備，也可制作在高溫下工作的零件，如燃氣輪機零件等。

2、奧氏體不銹鋼

一般含鉻大于18%，還含有8%左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好，可耐多種介質腐蝕。奧氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。這類鋼中含有大量的鎳和鉻，使鋼在室溫下呈奧氏體狀態(tài)。這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性、耐蝕性能和無磁或弱磁性，在氧化性和還原性介質中耐蝕性均較好，用來制作耐酸設備，如耐蝕容器及設備襯里、輸送管道、耐硝酸的設備零件等，另外還可用作不銹鋼鐘表飾品的主體材料。奧氏體不銹鋼一般采用固溶處理，即將鋼加熱至1050～1150℃，然后水冷或風冷，以獲得單相奧氏體組織。

3、奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼

兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優(yōu)點，并具有超塑性。奧氏體和鐵素體組織各約占一半的不銹鋼。在含碳量較低的情況下，鉻含量在18%~28%，鎳含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點，與鐵素體相比，塑性、韌性更高，無室溫脆性，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數高，具有超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比，強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能，也是一種節(jié)鎳不銹鋼。

4、沉淀硬化不銹鋼

基體為奧氏體或馬氏體組織，沉淀硬化不銹鋼的常用牌號有04Cr13Ni8Mo2Al等。其能通過沉淀硬化（又稱時效硬化）處理使其硬化的不銹鋼。

5、馬氏體不銹鋼

強度高，但塑性和可焊性較差。馬氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr13、3Cr13等，因含碳較高，故具有較高的強度、硬度和耐磨性，但耐蝕性稍差，用于力學性能要求較高、耐蝕性能要求一般的一些零件上，如彈簧、汽輪機葉片、水壓機閥等。這類鋼是在淬火、回火處理后使用的，鍛造、沖壓后需退火。

三、中國不銹鋼行業(yè)格局特征

我國不銹鋼行業(yè)發(fā)展大體分為兩個階段，第一個階段是以國營大廠為主導，開創(chuàng)了不銹鋼歷史上的數個第一，期間不銹鋼產業(yè)獲得了快速發(fā)展，在國家引導之下積極建設不銹鋼生產基地，不銹鋼產量獲得大幅增長。第二個階段，則是民營巨頭崛起，國內民營無縫厚壁鋼管廠家不銹鋼粗鋼產能占據國內產能超50%，開啟了不銹鋼行業(yè)新篇章。

另一方面，產能與產量的增長，必定離不開設備與技術的更迭。在國內產能與產量增幅逐漸放緩后，越來越多的企業(yè)看好印尼鎳礦的原料優(yōu)勢，紛紛走出去，在印尼建設鎳鐵產線與不銹鋼無縫厚壁鋼管廠家?？偨Y來看，我國不銹鋼行業(yè)格局呈現出了以下特征：

隨著中國不銹鋼工業(yè)的發(fā)展，以及不斷增加的需求，不銹鋼生產企業(yè)也打破了南有寶鋼、北有太鋼兩大國營企業(yè)的格局，一批新型的民營不銹鋼生產企業(yè)拔地而起。由于民營企業(yè)機制的靈活性，以及創(chuàng)新發(fā)展快于傳統(tǒng)國營企業(yè)，更能夠滿足市場需求，已成為中國不銹鋼市場的不可忽視的力量。

中國主要不銹鋼生產基地產能占比

從以上主流生產基地的無縫厚壁鋼管廠家分布可知，在我國福建、兩廣、江蘇、山東、山西等地，不銹鋼產能較為集中，煉鋼產能較大，前五大生產基地無縫厚壁鋼管廠家的產能占比高達77%，且其中民營無縫厚壁鋼管廠家占據了半壁江山。

一帶一路倡議下，中國企業(yè)紛紛布局海外

2013 年中國提出“一帶一路”合作倡議，2014年印尼實施鎳礦出口禁令，在以上政策的“刺激”下，中國不銹鋼企業(yè)走出去的步伐開始加快，大批國內企業(yè)去印尼建設鎳鐵廠和不銹無縫厚壁鋼管廠家。截至2021年，印尼建成不銹鋼粗鋼產能550萬噸。另考慮新興鑄管、印尼金川、印尼義聯、印尼新華聯、力勤等一批鎳鐵生產企業(yè)產業(yè)鏈延伸帶來的不銹鋼潛在新增產能，未來印尼將是全球不銹鋼產量增長的另一生力軍。

四、不銹鋼主要冶煉工藝

目前生產不銹鋼的冶煉工藝主要分為一步法、二步法和三步法。

4.1一步法冶煉工藝

早期的一步法不銹鋼冶煉工藝是指在一座電爐內完成廢鋼熔化、脫碳、還原和精煉等工序，將爐料一步冶煉成不銹鋼。這種僅用電爐冶煉不銹鋼的一步法冶煉生產工藝，由于冶煉周期長，作業(yè)率低，生產成本高，被逐步淘汰。隨著爐外精煉工藝的不斷發(fā)展以及AOD 爐的廣泛應用，目前很多不銹鋼生產企業(yè)采用部分低磷或脫磷鐵水代替廢鋼，將鐵水和合金作為原料進入AOD爐進行不銹鋼的冶煉，由此形成了新型一步法冶煉工藝。

新型一步法冶煉工藝與早期一步法相比在生產流程上取消了電爐這一冶煉環(huán)節(jié)，其優(yōu)點包括：一是降低投資；二是降低生產成本；三是高爐鐵水冶煉降低了配料成本，降低了能耗，提高了鋼水純凈度；四是廢鋼比低，適應現有的廢鋼市場；五是對于冶煉400系列不銹鋼尤為經濟。

但新型一步法對原料條件和產品方案具有一定要求：一是要求AOD入爐鐵水磷含量低于0.03%以下，因此冶煉流程中須增加鐵水脫磷處理環(huán)節(jié)；二是新型一步法中合金作為原料加入了AOD爐中，而AOD 爐中加入的高碳合金量過大會影響整個冶煉過程的熱平衡，不適用于成分復雜、合金含量高的不銹鋼品種。

新型一步法不銹鋼生產工藝目前被廣泛應用于生產400系列不銹鋼。作為發(fā)展中國家，中國廢鋼資源缺乏，又是極度貧鎳的國家，加之400系列不銹鋼在日常生活和工業(yè)生產領域的應用范圍越來越廣，這些客觀條件使得新型一步法不銹鋼冶煉被越來越多的生產企業(yè)采用。

4.2 二步法冶煉工藝

二步法工藝路線為EAF→AOD、EAF→VOD（電弧爐→VOD真空精煉爐）。EAF→AOD工藝的產能約占世界不銹鋼產能的70%左右，其中EAF爐主要用于熔化廢鋼和合金原料，生產不銹鋼預熔體，不銹鋼預熔體再進入到AOD爐中冶煉成合格的不銹鋼鋼水。

二步法工藝若電爐入爐原料磷含量較高，則需在電爐和AOD 爐間加入不銹鋼預熔體脫磷的環(huán)節(jié)。目前較常采用的預熔體脫磷工藝有轉爐脫磷和鐵水罐頂噴脫磷。兩步法采用高爐鐵水作為不銹鋼冶煉主原料時，若高爐磷含量高，則也需要加入脫磷的環(huán)節(jié)。

二步法不銹鋼冶煉工藝被廣泛應用于生產各系列不銹鋼，其優(yōu)點包括：電爐對原材料要求不高，生產周期相對于一步法工藝稍短，靈活性好，可生產除了超低碳、氮不銹鋼外95%的不銹鋼品種。

但二步法在介質消耗、品種方案等方面仍須注意以下三點：一是近年來隨著冶煉工藝的進步和操作水平的提高，兩步法冶煉工藝的氬氣等介質消耗量明顯減少，但相比一步法和三步法其氬氣等介質消耗仍稍大；二是AOD爐脫碳到終點時，鋼水中氧含量較高，須加入硅鐵還原鋼水中的氧，因此硅鐵耗量高；三是目前還不能用于生產超低碳、氮不銹鋼，且鋼中含氣量較高。

4.3三步法冶煉工藝

三步法的基本工藝流程為：初煉爐→復吹轉爐/AOD爐→真空精煉裝置。三步法是冶煉不銹鋼的先進方法，產品質量好，適用于專業(yè)化的生產廠家，也適用于聯合鋼鐵企業(yè)的不銹鋼生產。

不銹鋼三步法是在二步法的基礎上增加了深脫碳的環(huán)節(jié)，其冶煉工藝優(yōu)點為：一是各環(huán)節(jié)分工明確，生產節(jié)奏快，操作優(yōu)化；二是產品質量高，氮、氫、氧和夾雜物含量低，可生產的品種范圍廣；三是可采用鐵水冶煉，對原料的要求也不高，原料選擇靈活。

不過，三步法不銹鋼冶煉工藝將冶金功能分步實現，對生產投資會產生以下影響：一是增加了工藝環(huán)節(jié)，投資和生產成本較高；二是真空裝備系統(tǒng)復雜，維護量大。

目前世界上生產不銹鋼的冶煉工藝主要還是采用二步法和三步法，其中EAF+AOD 或EAF+VOD 的兩步法工藝應用最為廣泛，約占70%，三步法工藝約占20%。隨著低磷鐵水被廣泛應用于不銹鋼生產，新型一步法不銹鋼冶煉工藝也被越來越多的不銹鋼生產企業(yè)采用。為適應不銹鋼市場的激烈競爭，提高產品質量同時也降低生產成本，我國各企業(yè)根據自身的實際情況選擇合適的不銹鋼冶煉工藝。

4.4RKEF+AOD雙聯法冶煉工藝

青山集團2010年率先在福建鼎信建設并投產了國內第一條RKEF生產線。以RKEF（回轉窯+電爐）工藝，利用含鎳富鐵的氧化鎳礦生產含鎳生鐵（鎳鐵），比一般的傳統(tǒng)工藝（燒結+電爐）具有顯著的優(yōu)勢。整個生產工藝是全封閉式的，其能量損耗和粉塵排放是最低的。每噸鐵在生產過程中的電能消耗降低了1500度，粉塵排放降低80%。

青山集團將鎳鐵生產和不銹鋼冶煉工藝打通，獨創(chuàng)了一套RKEF+AOD雙聯法不銹鋼冶煉工藝，青山集團在國內率先利用該工藝技術，以紅土鎳礦為主原料冶煉不銹鋼，從紅土鎳礦→冶煉→連鑄→熱軋不銹鋼帶，鎳鐵水不經過冷卻，直接熱送到AOD煉鋼爐，兩次熱裝熱送，改變了不銹鋼生產的傳統(tǒng)模式，節(jié)約了大量的能量，大幅提高了不銹鋼的煉鋼速度，減少了原料的損耗，產生了極大的經濟效益。實現了不銹鋼連續(xù)化一體化生產的歷史性突破，大幅減少污染物排放，噸鋼能耗約減少50%，該項技術于2014年獲得國家發(fā)明專利，屬于世界首創(chuàng)。

五、不銹鋼應用情況

200系不銹鋼應用

300系不銹鋼應用

400系不銹鋼應用

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