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下游行業對鋼鐵產品的需求方向

作者: 來源: 日期:2017/8/22 16:27:32

  當前,鋼鐵企業在產品開發時要充分考慮下游行業對鋼材日益嚴格、多樣化的需求。目前來看,今后建筑、汽車、造船、能源等主要下游用戶對鋼材的需求主要集中在三個方向:高強韌性、高耐腐蝕性和多功能性。

  建筑行業

  在建筑行業,為了符合安全法規并降低生命周期成本,需要提高鋼材的強度和耐腐蝕性能。在大都市中,超高層建筑增加,體積增大,橋梁跨度變長,這些都對高強鋼提出更高要求。韓國555米的樂天世界塔桁架與柱采用了800MPa級的高強鋼,主跨長度1545米的李舜臣大橋采用了2.1GPa級鋼索。通過開發工程技術,簡化設計施工和執行;通過選擇最優材料延長建筑的壽命,這些都是建筑施工行業為降低成本而努力的方向。

  美國鋼鐵公司開發的耐候鋼COR-TEN也是一種具有代表性的產品。該鋼種無需噴涂就能在表面形成保護層,從而提高耐腐蝕性,不僅具有成本效益,而且表面美觀。近來鈦也用作涂層材料。隨著鋅成本的攀升,高耐腐蝕鋼材更受青睞。典型的產品就是熱鍍鋅鎂鋁合金涂層鋼板,比如日新制鋼的ZAM,新日鐵住金的Superdyma,JFE的Ecogal以及浦項鋼鐵的PosMAC。通過在涂層中添加鋁和鎂,熱鍍鋅鎂鋁合金涂層鋼板的性能與傳統熱鍍鋅鋼板相同,但鋅用量減少了50%-70%。這類產品可廣泛用于外部組件、講臺、百葉窗、汽車和電子組件等。此外,具有保溫、自清潔、抗菌、隔音等多功能鋼材也是建筑行業需求的方向。

  汽車行業

  由于受到環境和燃料經濟性標準法規的制約,汽車輕量化已經成為關注的焦點。為應對更為嚴格的碰撞法規,汽車企業越來越多地采用高強鋼。

  為滿足汽車制造的要求,全球鋼鐵企業通過合作研究,已經開發了高強鋼,并將其用于汽車車身,最大化地減輕車身重量。這類項目主要包括:1994-1998年的超輕鋼制車身項目(UltraLightSteelAutoBody,ULSAB),該項目采用激光拼焊工藝,采用HSS和UHSS將車重減輕25%;1999-2002年的超輕鋼制車身-先進汽車概念項目(UltraLightSteelAutoBody-AdvancedVehicleConcepts,ULSAB-AVC),該項目目標是通過整車概念設計,減少二氧化碳排放,減輕車重20%-30%;2008-2020年的未來鋼制汽車項目(FutureSteelVehicle,FSV),目標是將最優化的結構應用于未來汽車,使車重減輕35%。汽車板的強度不斷提高,在ULSAB的最高強度為450MPa,ULSAB-AVC為1GPa,FSV為1.5GPa。DP、CP、HPF等千兆帕級的汽車板在FSV上的應用研究尚在進行之中,而且汽車用板材大部分是高強鋼。在FSV上,各鋼種所占比重為:軟鋼占2.6%,HSLA450/BH340占32.7%,Mart1200占1.3%,DP500·600占11.8%,DP800占9.5%,DP1000占10%,TRIP980占9.5%,TWIP980占2.3%,CP1000-1470占9.3%,HF1500占11%。通常,隨著鋼的強度增大,其成形性會降低,但浦項鋼鐵公司量產的TWIP鋼可同時確保強度和韌性。

  高耐腐蝕性也是汽車企業對鋼材性能要求的重要方面。高耐腐蝕不銹鋼409L主要用于包括消聲器在內的汽車排氣系統,可減少熱氧化作用的影響。近來該鋼種已經應用于排氣歧管,這是因為排氣歧管靠近發動機,暴露于高溫環境下。像429EM、高鉻鋼、310S等一類耐熱產品也應用于歧管。

  此外,汽車制造時對多功能鋼材產品的需求也在增長,比如用于電動汽車發動機和生物防護罩的Hyper無取向電工鋼,用于傳感器的減振鋼等。

  能源和造船行業

  在能源和造船行業,需要在深海和北冰洋等極端環境條件下進行油氣的開采、生產和運輸。為了能夠經受惡劣環境的考驗,需要采用高強和高韌性鋼。隨著海洋工程結構物體積增大,需要超厚鋼板和屈服強度超過500MPa的高強鋼。用于極地地區高斷裂韌性鋼必須經受-60℃的極寒天氣,正在開發的止裂鋼可以確保船板鋼焊縫的斷裂韌性。

  為了經受壓力增大的同時減少鋼材用量,管線鋼也需要提高強度,因而APIX80鋼越來越多用于管線。而且,在深水環境或地震時,為提高低溫韌性(-20℃),對超厚和高形變鋼的需求也在增長。在造船行業,容器的尺寸正在增大,集裝箱船、油輪和散貨船等船舶需要采用高強超厚鋼板提高船運效率,采用高韌性鋼提高船體結構的安全性。與此同時,在石油或天然氣從生產基地運往客戶的過程中,管線鋼暴露于不同的腐蝕環境中。尤其是在酸性環境中,硫化氫使鋼材更易開裂,因此必須具備抗氫致開裂(HIC)和抗硫化物應力腐蝕開裂(SSCC)的性能。

  另外,輻射屏蔽鋼板主要用于核電站,建造風力發電塔的組件超過80%采用了超厚鋼板,隨著風力發電的普及,將采用更多的高強高韌性鋼。


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