不锈钢基础知识培训-200906-恢复

1不锈钢基础知识介绍200906202内容提纲有关钢铁的一些基本概念和宏观知识不锈钢的基础知识不锈钢的产品和应用青山与不锈钢3有关钢铁的一些基本概念和宏观知识基本概念1）金属和合金2）黑色金属和有色金属3）铁合金4）钢和铁5）碳钢，合金钢6）不锈钢宏观知识1）钢铁发展概述和中国的钢铁工业2）不锈钢的发展概述和中国的不锈钢工业3）钢铁生产的基本流程4）不锈钢的生产流程4概念：金属和合金金属是元素周期表中所列的100多种元素中80多种元素的总称。这些元素有以下的共性：1）常温下除汞之外都是固体2）具有特殊的金属光泽和不同的颜色3）具有良好的导电性和导热性4）具有良好的延展性，适于加工合金是由两种或两种以上的元素（其中最少有一种是金属元素）所组成的具有金属特性的物质。有两种元素组成的合金称为二元合金，由三种元素组成的称为三元合金，有三种以上的元素组成的叫多元合金。合金的机械，物理和化学性能往往优于纯金属，因此在工业上得到了广泛的应用。钢和铁都是铁和碳的合金。5概念：黑色金属和有色金属在工业上金属按其颜色分为黑色金属和有色金属两大类：黑色金属通常指铁及铁基合金。铁在地壳中的储量丰富，可供人类长期大量开采，适于大规模生产，经过不同的加工处理后，可获得适应各种用途所要求的性能，故在所有金属中价格最便宜，应用最广泛。钢和铁是最典型的黑色金属。有色金属通常指除去铁和铁基合金外的所有金属。有色金属一般分为四类：1）重金属：比重在4.5g/cm3以上，如铜，铅，锌等；2）轻金属：密度小（0.53-4.5g/cm3）如铝和镁等3）贵金属：地壳中含量少，提取困难，价格高，如金，银，铂的4）稀有金属：钨，钼，锂，铀等6概念：铁合金（炼钢原材料）铁合金是一种或一种以上金属或非金属元素与铁组成的合金。如硅铁是硅与铁组成的合金，锰铁是锰与铁组成的合金，硅锰合金（硅锰铁）是硅、锰、与铁组成的合金。铁合金是炼钢中不可缺少的原材料，用于钢的脱氧和合金化。有的铁合金只用于钢的脱氧，如硅钙合金；有的只用于钢的合金化，如铬铁；有的既用于钢水合金化，也用于钢水脱氧，如硅铁和锰铁。7概念：钢和铁（生铁）的区别钢和铁最根本的区别是含碳量不同，生铁中的含碳量大于2%，钢中的含碳量小于或等于2%。含碳量的变化引起铁碳合金质的变化。钢的综合性能，特别是机械性能（抗拉强度，韧性和塑性）比生铁好得多，因而用途也比生铁广泛的多。除约占生铁总量10%的铸造生铁用于生产铁的铸件外，约占生铁总量90%的炼钢生铁要进一步炼成钢。项目钢铁（或生铁）碳含量小于或等于2%，一般为0.04%-1.7%大于2%，一般为2.5%-4.3%之间硅/锰/硫/磷含量较少较多熔点1450-1530℃1100-1150℃力学性能强度高，塑性好，韧性好硬而脆，耐磨性好热处理和锻/焊性能好差8概念：碳钢（碳素钢或普碳钢）碳钢：含有限量以下的硅和锰，以及少量的硫和磷等有害杂质，不含其它合金元素的钢称为碳钢或碳素钢）根据含碳量的不同碳钢可分为低碳钢，中碳钢和高碳钢：1）低碳钢：含碳量小于0.25%，建筑结构多属此类。2）中碳钢：含碳量0.25%-0.60%，机械结构钢多属此类。3）高碳钢：含碳量大于0.6%，弹簧钢，轴承钢，工具钢，模具钢多属此类。9概念：合金钢合金钢：为了获得某些性能，在碳素钢的基础上添加一种或多种合金元素的铁碳合金，称为合金钢。根据所含合金元素总量的多少，合金钢可分为低合金钢，中和金钢和高合金钢。1）低合金钢：合金元素总量小于5%2）中合金钢：合金元素总量5%-10%3）高合金钢：合金元素总量大于10%不锈钢实际是高合金钢中的一种。ASTM304Cr18%+Ni9%=27%10概念：不锈钢不锈钢是不锈钢和耐蚀钢的统称。1)在大气，淡水等弱腐蚀性介质不生锈的钢；2)在酸，碱，盐和海水等强腐蚀性介质中耐腐蚀的钢。总的来说不锈钢就是耐腐蚀的钢。11钢铁的发展概述中国早在春秋中期（公元前６００年）就发明了生铁的冶炼技术，到了春秋末年，铁制的兵器和农具已得到普遍的应用。到了战国时期，已经用“快铁渗碳钢”制造技术，造出了非常坚韧而锋利的宝剑。在世界历史上，中国，印度，埃及是最早用铁的国家，也是最早掌握冶炼技术的国家，比欧洲要早１９００年。欧洲的快炼铁时公元前１０００年前后发明的，但直到公元１３世纪末，１４世纪初才掌握生铁冶炼技术。获得生铁的初期，人们把它当成废品，因为它脆，不能锻造成器具。后来发现把生铁和矿石一起放在炉内再进行冶炼，得到性能比生铁好的粗钢（也称熟铁）。从此钢铁冶炼就开始形成了一直沿用至今的二步冶炼法：第一步从矿石中冶炼出生铁；第二步把生铁精炼成钢。12钢铁的发展概述地壳中铁的储量比较丰富，按元素总量占4.2%，仅次于铝。纯净的金属铁本身质地柔软，不能作为结构材料使用，在工业生产和日常生活中广泛应用的是生铁和钢。生铁是含碳量在3%-4%的铁碳合金，并含有少量的硅、锰、硫、磷，其质地硬而脆，不能锻压，主要用于铸造。钢是生铁的深加工产物，炼钢的过程是将液态的生铁脱碳、脱硫、脱磷和合金化（加入一种或几种数量不等的合金元素，如硅，锰，铬，镍，钨，钼，矾，钛，铌等）。与生铁相比，钢具有良好的可塑性，可以轧制和锻造成各种形状的钢材和机械零部件，具有良好的综合力学性能。13钢铁的发展概述钢铁工业是基础材料工业，钢铁工业为其它的制造业（如机器制造，交通运输，军工，能源，航空航天等）提供最主要的原材料，也为建筑业及民用品生产提供基础材料。可以说，一个国家钢铁工业的发展状况间接反映其国民经济的发展程度。钢铁产品之所以能成为各制造行业和基础建设的基础材料，是因为它具有以下的优越的性能和相对低廉的价格：１）具有较高的强度和韧性；２）可以通过铸、锻、轧、切削和焊等多种方式进行加工，以得到任何结构的工部件；３）废弃的钢铁可以循环再利用４）人类进入铁器时代以来，积累了丰富的生产和加工钢铁材料的经验。与其它工业相比，钢铁工业生产规模大，效率高，质量好，成本低，具有强大的竞争优势。在可以预见的将来还没有其他材料可以替代钢铁产品现有的地位。14中国钢铁工业的发展近代中国工业和技术的发展极其缓慢，钢铁工业技术水平和装备也极其落后。解放前夕（1949年），由于长期战争的破坏，我们生铁产量只有25万吨，钢产量还不到16万吨。建国后，逐步建立了现代钢铁工业基础，至1960年，钢产量超过1000万吨，某些生产指标接近当时的世界先进水平。1966年-1976年和国民经济的所有其它部门一样，钢铁工业处于停滞不前的状态。设备陈旧，技术指标落后，品种质量差。15中国钢铁工业的发展从1977年开始，钢铁工业走向持续发展阶段，1982年钢产量达到3700万吨，仅次于苏联，美国和日本居世界第4位。到1996年，我们钢产量突破1亿吨，跃居世界第一。此后10年，钢铁工业持续高速发展，钢产量以每年20%左右的速度增长。到2007年，我们钢产量达到4.89亿吨，占世界钢产量的36.4%。（钢铁产量：中国世界第一，占世界总产量40%）目前中国的钢铁的产能超过6亿吨（供大于求，据说目前有2亿吨的富余产能）16世界粗钢产量2007年粗钢产量37.00%9.13%7.38%5.50%3.90%3.79%3.69%3.25%26.36%中国日本美国俄罗斯韩国印度德国乌克兰其它17不锈钢的发展概述不锈钢问世约在1820年，源于铬的发现，当时英国和法国开发出铬铁合金。其历史不足200年，比较钢铁的3000多年的历史，是一种年轻的金属材料。20世纪初奥氏体，铁素体和马氏体三种基本的不锈钢就发明了。20世纪30年到法国开发出双相不锈钢，也是在30年代中期美国研制出沉淀硬化型不锈钢，形成了5种基本不锈钢类型。日本与西欧比推迟100年。中国与日本比又推迟50年。日本1970年超过美国，达到164万吨，世界第一保持到2006年被中国超过，保持了35年。18中国的不锈钢工业中国是从1952年开始生产不锈钢的。1980年，全国年总产量7万吨。1992年，全国年总产量40万吨。1999年。全国年总产量30万吨(不到青山目前年产量的50%)主要的发展在进入2000年后，非常迅速的发展。19中国的不锈钢工业不锈钢产量自2006年超过日本，居世界第一位后，2007年产量达到720万吨，占世界不锈钢产量的25.7%。（不锈钢产量：中国世界第一，占世界总产量的1/4）中国目前不锈钢产能超过1000万吨，国内民营企业占30%以上。中国大陆年不锈钢产量：与欧盟相当大于日本+美国约是印度+韩国+台湾的1.5倍20不锈钢粗钢参量2007-2009200908/07USA2,1712,100-3.32,100EU8,1098,2601.98,390Japan4,0243,970-1.34,050China7,6108,1607.29,020S.Korea/Taiwan/India5,3074,970-6.35,220Others*)1,3231,3804.31,430Total28,54428,8401.030,210*)incl.Brazil,Canada,Russia,Ukraine,S.Africain´000tChangein%in´000t2007200821AK140ALC100NAS120TKUSA100Mexinox26Acesita85POSCO200NSSC100JFE70Nishhin70唐荣40烨联120联众80张浦80宝钢160太钢300酒钢60VirajColumbus100TK285Acerinox90ArcelorMittal210Outokumpu260华新丽华100（Acerinox）（Acerinox）（ArcelorMittal）Jindal75全球不锈钢竞争格局欧洲四强22中国不锈钢竞争格局酒钢60华业特钢60太钢300烨联120联众80久立巨星泉信华光瑞田西南吴航福欣环海友谊益成唐荣唐山60泰山60东特华新丽华100IMRPOSCOTKNisshinALC萨摩亚天龙投资张浦80青山100宝钢160华菱金川群雄纷起、外资渗透、产业分散23不锈钢在钢的总量中所占的比例中国2007年，总的钢产量4.89亿吨，不锈钢产量720万吨。720/48900=1.47%全世界2007年，总的钢产量13.43亿吨，不锈钢产量2800万吨。2800/134300=2.08%所以不锈钢只占钢铁总产量的2%，是钢中的小品种。24世界人均不锈钢消费量比较(公斤/人.年)-24681012141618202224262830323436384042TaiwanItalySouthKoreaGermanyJapanSwitzerlandSpainNorwayCanadaFranceUSAUKChinaAustraliaThailandTurkeySouthAfricaMexicoBrazilIndiapercapita中国的不锈钢人均消费已达世界的平均水平,但只是发达国家的1/3,将来还有比较大的发空间25中国民营不锈钢生产企业的份额不锈钢产量国营50%，民营30%-35%，合资15%-20%棒线材市场民营份额超过80%无缝管市场民营份额超过90%26钢铁生产的基本流程长流程钢厂（高炉+转炉炼钢厂）钢铁生产的原料为矿石，整个流程分为4个环节：铁前系统炼铁炼钢轧钢一般大型的普碳钢的钢铁厂都是长流程钢厂，生产流程长，占地面积大。短流程钢厂（电炉炼钢厂）钢铁生产的原料为废钢，没有炼铁过程，生产流程中只有炼钢轧钢一般多数小型钢厂为短流程钢厂，多用电弧炉，因没有铁前和炼铁过程，生产流程显著缩短，占地面积小。青山目前的几个厂都是短流程钢产27钢铁生产的基本流程（长流程钢厂）烧结厂，球团厂焦化厂烧结矿、球团矿焦炭高炉铁水矿山煤矿铁前系统炼铁厂1。铁水铁水预处理转炉炼钢钢水精炼连铸连铸坯2。废钢+铁水电弧炉钢水精炼连铸连铸坯3。钢水精炼模铸模铸坯炼钢厂方坯轧机棒材、线材、型材板坯轧机中板、厚