起不锈钢,你可能会想到家里的水杯、餐具、厨具等。
但不锈钢的潜力还远不止这些。
日前,由中关村不锈及特种合金新材料产业技术创新联盟主办的2023(第三届)中国不锈钢及特种合金新材料产业高端论坛上,多位行业权威专家展望了不锈钢的新应用场景。
世界钢铁协会副总干事、北京代表处首席代表钟绍良指出,从过去两三年开始,世界钢铁协会开始关注两个可能拓展不锈钢应用的重要领域:一是用不锈钢替代塑料,用来包装食物等;另一个是扩大不锈钢在建筑行业的应用,尤其是在装配式建筑上的应用。
盖房子、包食物、循环利用……未来,还有哪些方式可以开发不锈钢的潜力?
具有低镍少镍优势、发展潜力巨大
400系不锈钢具有低镍少镍的特点,可降低企业生产成本和民众消费成本,有利于降低国内镍的对外依赖度,且价格波动小、性能优、生产技术日趋成熟,目前在我国家电厨卫、五金制品、建筑装饰、电梯、换热器等众多领域中替代300系不锈钢,得到了广泛应用。
中国宝武太钢集团技术中心副主任张威认为,不锈钢有独特的性能优势,完全符合建筑领域的发展方向,在未来的建筑围护系统发展空间巨大。如400系不锈钢的线膨胀系数为奥氏体不锈钢的60%,使建筑围护系统在温度变化时造成的应力和变形小,更适合焊接屋面或单板长度超过35米的屋面系统。
南通海门森达装饰材料有限公司总经理黄春辉介绍,目前,电梯行业进入存量时代,预计未来三年在80万台~90万台波动,电梯用不锈钢材料预估为30万吨,再加上电梯品牌竞争进入白热化阶段带来的成本压力,老楼加装、旧梯改造等都将受制于成本预算,电梯不锈钢材质应用逐渐趋向于性价比相对较高的400系不锈钢。
同时,也有与会专家对400系不锈钢的应用前景非常看好。酒钢集团宏兴钢铁不锈钢分公司高级工程师任娟红认为,目前,在水管用不锈钢材料中,奥氏体不锈钢一统天下,对镍需求量较大,这对于镍资源相对缺乏的中国是个极大的考验。若具有低镍少镍特点的铁素体不锈钢能在水管领域得到合理应用,不仅节约大量镍资源,不锈钢水管也将得到更加广泛的应用。
CBMM(巴西矿冶公司)技术市场经理Caio Pisano(线上)在介绍Nb(铌)在超纯铁素体不锈钢的应用情况时表示,储氢制氢、电池壳/固体燃料电池等领域是400系不锈钢未来潜在的市场。
佛吉亚全球材料经理Simon Burger(线上)介绍,目前汽车用不锈钢排气管主要是奥氏体不锈钢,受成本、合金特性等因素影响,铁素体不锈钢有很大的潜力来替代奥氏体不锈钢。但他同时指出,铁素体不锈钢比奥氏体不锈钢成形性能稍差一些,这种缺陷需要添加特殊合金来弥补。
中国宝武中央研究院不锈钢研发中心张志霞介绍,在国内,304L奥氏体不锈钢和超纯铁素体不锈钢油箱已有应用。超纯铁素体不锈钢(牌号JFE-SXI)油箱在国内应用较少,但在日本已有应用。她的团队在对国六经济型铁素体不锈钢燃油箱进行循环腐蚀试验时发现,尽管铁素体不锈钢的最大蚀坑深度和直径均大于304L不锈钢,但都属于微量级,且缝焊和点焊部位的蚀坑尺度差别较小。这也体现了超纯铁素体不锈钢在油箱应用上的发展潜力。
此外,在核电等重点领域,400系不锈钢也显示出其性能优势。久立特材研究院高级主任工程师刘明洲在会上介绍了主要应用在核电常用的MSR汽水分离再热器用管和HPFH高压给水加热器用管的TP439(0Cr17Ti)—铁素体不锈钢的3大优点,包括导热系数比普通的奥氏体不锈钢高,接近碳钢材料;镍含量低,价格便宜;耐应力腐蚀远优于普通奥氏体不锈钢等。
全生命周期最具低碳属性的金属材料
不锈钢具有耐腐蚀、寿命长、强度高、可回收等特性,是钢中精品。
钟绍良介绍说,不锈钢拥有独一无二的物理和化学性能,以及比较优异的环境性能。根据测算,全球每吨钢的平均碳排放约为1.9-1.95吨,而不锈钢的吨钢碳排放量约为2.2-2.3吨。虽然冶炼环节排碳略高于碳钢,但如果从采矿、运输、冶炼到下游加工行业、再到回收使用的全生命周期来看,鉴于不锈钢优异的耐用性能和极高的回收利用率,不锈钢实际上是环境影响最小的产品。
以建筑为例,钟绍良指出,一栋建筑150年的使用寿命中,如果使用铝合金材料,每吨材料需要排放8.5吨二氧化碳。但如果使用不锈钢材料,碳排放就下降到了3.3吨。
尤其在采用短流程电炉炼钢的不锈钢生产企业,碳排放量更低。鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司助理副总经理、技术中心主任文乐良透露,该公司采用短流程电炉炼钢,冶炼的原料为废钢和合金铁。2021年第三方碳排放核查报告显示,鞍钢联众年度碳排放强度为每吨钢0.83吨二氧化碳。
世界不锈钢协会秘书长Tim Collins也认为,不锈钢作为重要建筑材料的价值仍然经常被人们所忽视,不锈钢因其具有高强度特性,可以减少辅料的使用。所以,如何改变这种现状以促进整个不锈钢行业更好发展,是个重要的议题。我们应该关注产品整个生命周期的排放,而不仅是与不锈钢生产过程有关的排放。
作为全生命周期最具低碳属性的金属材料,刘建军认为,不锈钢将更多地被精细化的市场所选择,比如:钢结构建筑、供水管网、新能源储运、建筑及装饰用材等,企业层面应积极作为、主动开拓市场,扩大不锈钢产品的应用。
不锈钢应用前景广阔
钟绍良列举了两个可能拓展不锈钢应用的重要领域:一是用不锈钢替代塑料,用来包装食物或者用在家具家电上。塑料带来的环境污染问题严重,而不锈钢则具有较高的环境效益,从环保角度可以考虑用不锈钢替代一部分塑料制品。
二是扩大不锈钢在建筑行业的应用,装配式建筑在全世界越来越流行,不锈钢在这一领域会有很大的应用空间。
不锈钢也正在被越来越多高新技术企业采用。范铁军指出,近些年,以“手撕钢”“笔尖钢”和核电用钢为代表的一大批不锈钢的“卡脖子”技术和产品不断被攻克,相继成功面世。比如:化学品船用双相不锈钢就由100%进口转为85%国产并开始出口国际市场。
杜挽生认为,在火电向超超临界机组升级、深海油气资源开发、核能乏燃料的后处理、二氧化碳捕集、利用及封存(CCUS)等重大战略性产业领域,我国对高性能钢均有着迫切需求,不锈钢和特种合金刚还有非常量大面广的用途。
如何将环境优势转化为市场优势?
钟绍良分析称,在全球碳中和大背景下,各国普遍认同钢铁行业低碳绿色转型所需的外部条件:一是政府需要创造一个公平的竞争环境,不能让先行者因为转型带来的额外成本而把市场份额拱手让给落后者。
二是培育低碳绿色产品市场,通过有吸引力的低碳产品市场引导低碳转型。
三是畅通绿色低碳融资渠道,让低碳绿色转型的先锋企业在资本市场成为优先考虑的资本“宠儿”,同时限制不积极实施低碳绿色转型的企业的融资渠道。
四是政府通过设立研发基金,鼓励和支持企业低碳绿色技术研发项目,形成鼓励原始创新的学术氛围。
五是对低碳钢铁、绿色钢铁的定义,这将成为各国各地区之间新一轮争夺的焦点。
范铁军认为,一方面要推动技术创新,比如:行业镍铁冶炼技术和炼钢一体化工艺技术的创新,高效冷热轧的广泛应用,将全球不锈钢制造成本刷新到了新的低点。我国高效利用红土镍矿的RKEF冶炼技术及规模化生产,大大降低了不锈钢生产成本、扩大了市场消费,是节能、高效的不锈钢生产工艺路径。另一方面,要通过推动标准引领发展、推进兼并重组、推进产业延伸与聚集发展等提升竞争力。
1、本文由入驻智造人才网资讯专栏的作者撰写或者网上转载,观点仅代表作者本人,不代表智造人才网立场。如有侵权或者其他问题,请联系举报。
2、本网转载并注明自其它来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
3、如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发布之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。