摘  要  介紹分析了中國不銹鋼產(chǎn)業(yè)、鐵合金產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及面臨的問題，論述了不銹鋼與鐵合金產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展方向、并提出要合理的開發(fā)利用國內(nèi)外資源、鼓勵(lì)行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)兩個(gè)產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞  不銹鋼  鐵合金  技術(shù)創(chuàng)新

近年，中國不銹鋼發(fā)展取得了令人矚目的成績。國家采取了一系列有關(guān)的宏觀調(diào)控措施，并頒布新的鋼鐵產(chǎn)業(yè)政策，保證鋼鐵工業(yè)的健康發(fā)展，但是中國不銹鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)了鐵合金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新也得到了有機(jī)的融合。

1  中國不銹鋼產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1.1  生產(chǎn)企業(yè)

我國不銹鋼粗鋼生產(chǎn)企業(yè)主要分國有企業(yè)、合資企業(yè)和民營企業(yè)。國有企業(yè)主要有：太鋼、寶鋼、酒泉宏興、西寧特鋼等。合資企業(yè)主要有：北海誠德、張家港浦項(xiàng)、青島浦項(xiàng)、寧波寶新、上?？颂敳?。民營企業(yè)：已具備相當(dāng)?shù)纳a(chǎn)能力，已達(dá)到生產(chǎn)總量的40%，主要分布在江蘇、浙江、山東、福建、廣東等地，代表企業(yè)有青山、金匯、德龍、盛陽等等。

1.2  目前產(chǎn)量情況

2010-2016年是中國不銹鋼生產(chǎn)發(fā)展更加迅速的階段。2014年不銹鋼粗鋼產(chǎn)量首次突破兩千萬噸大關(guān)，達(dá)2598.4萬t，增長14.27%（圖1）。根據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2017年不銹鋼產(chǎn)量預(yù)計(jì)在2700萬~2800萬噸，其中不含印尼青山鋼鐵的產(chǎn)能200萬噸；可以釋放產(chǎn)量100萬噸，不含印尼100萬噸；2017年整個(gè)需求預(yù)計(jì)比2016年增加300萬噸左右。

1.3  目前消費(fèi)量及消費(fèi)預(yù)測

近年來，中國對(duì)不銹鋼需求增長旺盛。自2010年以來，中國一直是全球不銹鋼需求第一大國，2016年不銹鋼粗鋼產(chǎn)量總計(jì)2615萬噸，同比增長11.5%。2016年不銹鋼表觀消費(fèi)量達(dá)1606.3萬噸，同比增加123.9萬噸，增長8.36%，繼續(xù)保持世界第一消費(fèi)大國的地位。在產(chǎn)量增長的同時(shí)，還要大量進(jìn)口，2014年進(jìn)口量達(dá)到82.4萬噸，同比增加4.9萬噸，增長6.32%，不銹鋼的消費(fèi)可分為傳統(tǒng)領(lǐng)域和新開拓領(lǐng)域。傳統(tǒng)領(lǐng)域?qū)Σ讳P鋼的消費(fèi)增長是相對(duì)平緩的，但新開拓領(lǐng)域?qū)Σ讳P鋼的消費(fèi)卻是突發(fā)性的，急劇增長的。未來的不銹鋼市場應(yīng)積極向造船、機(jī)械、石化、交通、建筑結(jié)構(gòu)等工業(yè)用鋼的方向發(fā)展。不銹鋼在五金制品、石油管道、軌道用車等領(lǐng)域前景非常廣闊。不斷延伸的高鐵、地鐵等軌道交通，以及不斷升級(jí)的船舶、管道等運(yùn)輸設(shè)施，都將拉動(dòng)不銹鋼的需求不斷擴(kuò)大。“一帶一路”的宏偉計(jì)劃開始付諸實(shí)施，中國制造2025帶動(dòng)的智慧制造蓬勃發(fā)展，都將對(duì)不銹鋼形成需求支撐。

1. 4  進(jìn)出口情況

中國不銹鋼產(chǎn)業(yè)近幾年雖發(fā)展迅速，但仍不能滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，還需從國外大量進(jìn)口不銹鋼材。2015年中國進(jìn)口不銹鋼估計(jì)71.12萬噸，同比增加4.4萬噸，增長6.06%。隨著我國不銹鋼產(chǎn)能的大幅度增加，2015年我國出口出口不銹鋼估計(jì)341.61萬噸，同比增加46.4萬噸，增長13.58%（圖2）。

1.5  不銹鋼產(chǎn)業(yè)面臨的問題及任務(wù)

其主要包括：①產(chǎn)能增長過快，與GDP的增長不相適應(yīng)，熱軋板帶產(chǎn)量即將供過于求，品種與結(jié)構(gòu)需要調(diào)整；②不符合國家產(chǎn)業(yè)政策的小不銹鋼煉鋼企業(yè)年煉鋼能力已達(dá)150萬t 左右；③品種相對(duì)單一，市場主要集中在304、316、430 等常規(guī)品種；④鐵素體不銹鋼產(chǎn)量所占比例低，國外鐵素體：奧氏體為40：60，我國為10：90；⑤生產(chǎn)不銹鋼所需的鎳、鉻、鉬、鈮資源緊張；⑥不銹鋼在車輛、軌道交通、建筑、食品、化工等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍?。虎?200系不銹鋼發(fā)展過快。[2]

2  中國鐵合金產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

2. 1 鐵合金生產(chǎn)企業(yè)

鐵合金作為煉鋼的脫氧劑和合金添加劑，是鋼鐵冶煉不可或缺的原料。這決定了鐵合金的發(fā)展必然與鋼的發(fā)展息息相關(guān)。

目前，鐵合金產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能規(guī)模過大，技術(shù)含量低，進(jìn)入門坎不高，長期是一過度競爭的行業(yè)。全國1500萬t的產(chǎn)能規(guī)模分布于2000多個(gè)工廠，平均每廠產(chǎn)能不足10000 t，2000多個(gè)工廠分布于全國絕大部分省，其中主要以西南、西北地區(qū)為主。我國鐵合金生產(chǎn)企業(yè)相對(duì)集中的地區(qū)是電力資源相對(duì)豐富而且廉價(jià)的省份。2008年，世界金融危機(jī)對(duì)我國鐵合金進(jìn)出口業(yè)務(wù)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，技術(shù)落后、資源浪費(fèi)、能耗較高、污染嚴(yán)重、效益低下的我國鐵合金工業(yè)自2009年起發(fā)生了重要逆轉(zhuǎn)，由鐵合金凈出口國變?yōu)閮暨M(jìn)口國，進(jìn)口品種主要是高碳鉻鐵和鎳鐵[3]。

據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)快報(bào)，2016年全國進(jìn)口鐵合金401.06萬t（不含工業(yè)硅、點(diǎn)解金屬錳），同比增長19.13%（見圖3）。其中，鉻鐵（C＞4%）278.28萬t，同比增長5.99%；鎳鐵104.51萬t，同比增長3.72%。產(chǎn)量前五名的省份分部是廣西、內(nèi)蒙、貴州、湖南、四川，占全國產(chǎn)量的比例分部是12.29%、11.46%、9.9%、9.76%和6.61%，合計(jì)占50.2%。

2. 2鐵合金產(chǎn)品現(xiàn)狀及需求

中國不銹鋼產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，促使對(duì)鉻鐵、鎳及鎳鐵、鉬鐵、金屬錳、鈮鐵等金屬的用量不斷增長，而鐵合金的品種結(jié)構(gòu)還不盡合理，一些合金產(chǎn)量偏低甚至為零。中國鉻礦、鎳礦、鈮礦的儲(chǔ)量都十分匱乏，鐵合金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已不能適應(yīng)不銹鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求。

分品種看，錳系、硅系和鉻系是我國鐵合金的主要品種，其中錳系合金產(chǎn)量是占比最大的品種。以前硅鐵作為主要的脫氧劑，所占的比例較高，今年來，由于錳硅合金既可以脫氧，又可增加鋼中的錳含量，提高鋼的強(qiáng)度，所以錳硅合金用作脫氧劑的用量提高（見圖4）。

據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局快報(bào)，2016年全國鐵合金產(chǎn)量，除3、4、5、10月份同比增長外，其他月份都是同比減少。2016年全國鐵合金產(chǎn)量3558.76萬t，同比減少2.79%，減幅比上年增大0.18個(gè)百分點(diǎn)。其中山東、新疆、內(nèi)蒙、江蘇、河南、陜西等11個(gè)省市自治區(qū)增產(chǎn)，遼寧、吉林、福建、湖南、青海、云南、甘肅、山西、四川、重慶、貴州、廣西、寧夏等17個(gè)省市自治區(qū)減產(chǎn)。2016年全國粗鋼產(chǎn)量80836.57萬t（見表4），同比增長1.24%。2016年鐵合金與粗鋼生產(chǎn)的供求關(guān)系，進(jìn)一步向平衡方向發(fā)展。

2.2.1  鉻鐵

冶煉鉻鐵的原料是鉻礦，我國鉻鐵產(chǎn)能主要分布在華北、西南和西北。而不銹鋼產(chǎn)能主要分布在華北、華東以及中南等地區(qū)。2012年鉻鐵產(chǎn)量達(dá)到406萬t。我國鉻礦資源比較匱乏，需要大量從國外進(jìn)口。中國所需鉻礦90 %以上靠進(jìn)口解決，中國鋼鐵企業(yè)習(xí)慣使用含鉻在60 %以上的高碳鉻鐵。尤其是國內(nèi)生產(chǎn)低微碳鉻鐵幾乎全部使用印度礦。印度礦品位高，礦性好，近年在進(jìn)口的鉻礦中印度礦占到70 %。國內(nèi)大型生產(chǎn)鉻鐵的企業(yè)有內(nèi)蒙新鋼聯(lián)冶金、四川天益冶金、山西天成和四川明達(dá)等。

此外，廢不銹鋼成文鉻供應(yīng)補(bǔ)充來源。在世界不銹鋼生產(chǎn)這么多年后，廢不銹鋼的積累量越來越多，其作為鉻的供應(yīng)來源數(shù)量也逐漸增加，在某種程度上減少了對(duì)鉻礦的需求。

2.2.2  鎳鐵

不銹鋼的發(fā)展對(duì)鎳的需求呈不斷上升的勢頭，國內(nèi)資源已不能滿足需要。目前中國主要依靠進(jìn)口，我國的鎳資源也面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。據(jù)分析，即使，國內(nèi)礦產(chǎn)資源也僅能保證年產(chǎn)8萬t鎳，只能滿足2016年需求量的40 %，而對(duì)2020年預(yù)測的需求量只能滿足1 /4，我國鎳礦資源危機(jī)日益突顯。其主要原因：一是地質(zhì)勘探投入不足，造成地質(zhì)勘探工作多年沒有新的突破；二是開發(fā)成本偏高，競爭力不強(qiáng)，我國鎳礦資源開發(fā)企業(yè)的人員過多，勞動(dòng)生產(chǎn)率低，導(dǎo)致開發(fā)成本較高、市場競爭力和抗御市場風(fēng)險(xiǎn)的能力差。國內(nèi)企業(yè)有山東盛陽鐵合金、山東華明、中億金屬、寶盛和北海誠德等。

2.2.3  錳（包括金屬錳、硅錳）

電解錳的高速發(fā)展，產(chǎn)能的成倍增加，直接導(dǎo)致了錳礦供應(yīng)的緊張。我國雖是全球少數(shù)幾個(gè)錳礦資源儲(chǔ)量較多的國家之一，但資源天然稟賦較差，可開發(fā)利用且具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的儲(chǔ)量比例偏低，優(yōu)質(zhì)錳礦資源匱乏，富碳酸錳和富氧化錳礦資源更是嚴(yán)重短缺。目前，國內(nèi)大型金屬錳生產(chǎn)廠有中信大錳、廣西斯達(dá)特錳材料、四川蘭德等。

錳鐵合金的生產(chǎn)成本主要由錳礦石、電力和焦炭的采購成本構(gòu)成（見圖5）。另外許多企業(yè)在生產(chǎn)錳鐵合金時(shí)，除了使用自產(chǎn)的低磷、低鐵、低硫、低硅的優(yōu)質(zhì)錳礦石之外，還需要加入部分進(jìn)口礦和國產(chǎn)礦與自產(chǎn)礦配比后進(jìn)行冶煉，主要是為了調(diào)高原料的入爐品位、增加錳元素回收率、降低電耗和生產(chǎn)成本。

2.2.4  鉬鐵

鉬和鐵組成的鐵合金，一般含鉬50～60%，用作煉鋼的合金添加劑。 它的主要用途是在煉鋼中作為鉬元素的加入劑。鋼中加入鉬可使鋼具有均勻的細(xì)晶組織，并提高鋼的淬透性，有利于消除回火脆性。在高速鋼中，鉬可代替一部分鎢。鉬同其他合金元素配合在一起廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)不銹鋼、耐 熱鋼、耐酸鋼和工具鋼，以及具有特殊物理性能的合金。鉬加于鑄鐵里可增大其強(qiáng)度和耐磨性。

我國鉬鐵生產(chǎn)企業(yè)眾多，生產(chǎn)規(guī)模偏小，年產(chǎn)1000 t以下的企業(yè)約占60 %。氧化鉬及焙燒設(shè)備多數(shù)為反射爐，造成產(chǎn)品質(zhì)量差，環(huán)境污染嚴(yán)重。我國大型鉬鐵生產(chǎn)廠家有洛陽欒川鉬業(yè)、金堆城鉬業(yè)、錦州新華龍鉬業(yè)和常州佰目合金等。

2.2.5  鈮

鈮是重要的微合金化元素之一，是控軋鋼的首選元素。鈮對(duì)延緩?qiáng)W氏體再結(jié)晶和細(xì)化晶粒的作用極其明顯。它的強(qiáng)化效果為硅的35～78倍、鎳的87～175倍、鉻的50～117倍，可代替2倍的釩或3倍的鈦。

2.3  鐵合金產(chǎn)業(yè)面臨的問題及任務(wù)

其主要包括：①產(chǎn)能增長過快，產(chǎn)業(yè)集中度較低；②鐵合金產(chǎn)量逐年增大，消費(fèi)仍以國內(nèi)市場為主；③裝備水平參差不齊，還存在較大節(jié)能空間；④錳鉻礦對(duì)外依存度高，威脅行業(yè)健康發(fā)展。隨著國家對(duì)鐵合金行業(yè)行為進(jìn)一步加強(qiáng)行業(yè)準(zhǔn)入管理，淘汰落后、優(yōu)化庫存量產(chǎn)能已成當(dāng)務(wù)之急。

3  不銹鋼與鐵合金協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展

不銹鋼產(chǎn)量增長，鋼種結(jié)構(gòu)調(diào)整，對(duì)鐵合金(鉻鐵、鎳及鎳鐵、金屬錳、鉬鐵、鈮鐵)的需求逐年擴(kuò)大，為鐵合金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了機(jī)遇，必將帶動(dòng)和促進(jìn)鐵合金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。不銹鋼成本中原材料成本占到70%～80%，因此，鎳、鉻原材料價(jià)格的上漲直接影響著成本，以金屬鎳為例，近幾年從每噸1萬美元到3萬美元的波動(dòng)，直接影響著不銹鋼的價(jià)格和銷售。鐵合金企業(yè)與不銹鋼企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新有機(jī)結(jié)合。

3.1  200系列及300系列不銹鋼生產(chǎn)

不銹鋼企業(yè)積極開發(fā)新的原料來源，用低品位氧化鎳礦(即紅土礦)作原材料生產(chǎn)鎳鐵的工藝作為不銹鋼母液來源。目前大部分企業(yè)通過燒結(jié)、高爐生產(chǎn)低鎳、鉻生鐵，產(chǎn)量增加很快，低鎳、鉻生鐵一般含鎳1.5%～5%，鉻3%左右，這一生產(chǎn)工藝目前發(fā)展很快。氧化鎳礦資源豐富，約占全球鎳礦儲(chǔ)量的60%左右。與使用硫化鎳礦生產(chǎn)鎳相比，成本低，來源廣泛。在生產(chǎn)低鎳、鉻生鐵的工藝上，發(fā)展也很快。目前有三種工藝，一是燒結(jié)、高爐工藝；二是回轉(zhuǎn)窯、礦熱爐精煉爐工藝；三是回轉(zhuǎn)窯、電爐工藝。在鐵的質(zhì)量上也有很大提高，目前可以生產(chǎn)出的生鐵其鎳含量可以達(dá)到10%以上，有的可達(dá)20%，磷含量也不超標(biāo)，這就為生產(chǎn)高牌號(hào)不銹鋼創(chuàng)造了條件，在一定程度上抑制了電解鎳的價(jià)格暴漲。但是紅土礦大部分是粉礦，粒度細(xì)、含水高，必須通過造塊造球再進(jìn)行冶煉，由于礦石品位低，能源消耗很高，還有環(huán)境保護(hù)要特別注意。

液態(tài)鎳鐵“熱裝熱送”冶煉新工藝以及后序工段“連鑄連軋”新裝備正在全行業(yè)展開推廣。新工藝配合新裝配，不僅大幅降低了中國不銹鋼的原料成本，同時(shí)也降低了生產(chǎn)能耗及制造成本，直接導(dǎo)致了全球不銹鋼價(jià)格的斷崖式下跌，也因此有力促進(jìn)了不銹鋼應(yīng)用領(lǐng)域的無限擴(kuò)大。許多企業(yè)研究中國特定的原料條件和能源結(jié)構(gòu)，突破配料模型、回轉(zhuǎn)窯以煤粉為燃料的焙燒和還原、底吹氧氣AOD爐冶煉等關(guān)鍵技術(shù)。與此同時(shí)，加工領(lǐng)域的工藝創(chuàng)新、設(shè)備升級(jí)以及技術(shù)發(fā)明也不斷涌現(xiàn)，許多不銹鋼企業(yè)都擁有了專利技術(shù)，不銹鋼軋制企業(yè)的不少新工藝、新技術(shù)還獲得了自治區(qū)和國家級(jí)發(fā)明獎(jiǎng)項(xiàng)[5]。

3.2  400系列不銹鋼生產(chǎn)

為了大力降低生產(chǎn)成本，滿足市場對(duì)不銹鋼的需求，不少生產(chǎn)企業(yè)一方面開發(fā)新的品種，加大400系列產(chǎn)品生產(chǎn)，不用鎳或少用鎳。進(jìn)一步加強(qiáng)新工藝技術(shù)和新型不銹鋼的研制，尤其是針對(duì)我國鎳鉻資源短缺的實(shí)際情況，大力研制新型的低鎳高氮不銹鋼。

隨著優(yōu)質(zhì)鉻礦的塊礦越來越少，資源日趨緊張，價(jià)格越來越貴，目前鉻鐵冶煉技術(shù)開發(fā)的主要任務(wù)就是致力于利用粉礦的技術(shù)開發(fā)。針對(duì)400系列不銹鋼的生產(chǎn)需求，經(jīng)過分析研究，真正有可能借鑒的工藝有兩種：一種是奧托昆普公司開發(fā)的燒結(jié)球團(tuán)預(yù)熱工藝，另外一種是日本昭和電工公司發(fā)明的SRC法。奧托昆普公司采用回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)球團(tuán)、豎爐燒結(jié)球團(tuán)、鋼帶式燒結(jié)機(jī)燒結(jié)球團(tuán)，但球團(tuán)中不含碳，所以在燒結(jié)過程中不存在預(yù)還原反應(yīng)。燒結(jié)球團(tuán)和焦炭、硅石配料送電爐爐頂預(yù)熱后，直接進(jìn)入封閉電爐冶煉鉻鐵。另外一種是通過紅土礦經(jīng)過燃料及輔料配比，經(jīng)過造成球，作為成品料進(jìn)入直還原窯進(jìn)行還原成含鎳在8-10%的絨狀鎳鐵。再經(jīng)過球磨機(jī)選礦后，選出來的高純度鎳鐵粉，加入電爐中進(jìn)行精煉，而制成400系列原鋼水。

與國外同類型生產(chǎn)線相比，主要特點(diǎn)是：原料靈活、成本低、效率高、適用于多品種不銹鋼生產(chǎn)，尤其適用于超低碳、高氮不銹鋼的冶煉。近年來，針對(duì)投產(chǎn)初期成本高和冶煉周期長等問題，成功實(shí)現(xiàn)400系不銹鋼根據(jù)不同的碳和合金含量采用不同冶煉方法的優(yōu)化工藝：對(duì)Cr17型不銹鋼，采用“三步法”冶煉；對(duì)低碳、高氮Cr13鐵素體不銹鋼，則采用“二步法”冶煉。通過實(shí)施優(yōu)化工藝，使生產(chǎn)線的工藝靈活性和成本優(yōu)勢得以充分發(fā)揮，從而取得了效益的最大化。

3.3  協(xié)同發(fā)展中的注意事項(xiàng)

（1）企業(yè)根據(jù)世界和中國不銹鋼需求的發(fā)展趨勢，做好不銹鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃；還要包含不銹鋼的品種結(jié)構(gòu) （奧氏體、鐵素體和馬氏體不銹鋼的比例）。

（2）鐵合金產(chǎn)業(yè)要根據(jù)不銹鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃和布局，制定鉻系、錳系、鎳系等合金的發(fā)展目標(biāo)，并合理安排布局，以盡量滿足不銹鋼產(chǎn)業(yè)的需要。

（3）鼓勵(lì)不銹鋼與鐵合金企業(yè)聯(lián)合重組，建立企業(yè)集團(tuán)。依靠科技創(chuàng)新，千方百計(jì)抓好節(jié)能降耗，淘汰落后工藝和裝備，提高資源的利用率和提升產(chǎn)品的質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)企業(yè)的競爭力。實(shí)現(xiàn)地區(qū)合作或者統(tǒng)一產(chǎn)業(yè)園布局。

（4）加快實(shí)施海外礦業(yè)資源開發(fā)戰(zhàn)略。響應(yīng)“一帶一路”，實(shí)施“走出去”的發(fā)展方針，將海外資源開發(fā)作為全面提升不銹鋼企業(yè)和鐵合金企業(yè)的國際競爭力手段之一。

4  結(jié)語

不銹鋼企業(yè)正在蓬勃發(fā)展，必然帶動(dòng)鐵合金企業(yè)的發(fā)展，當(dāng)前鐵合金企業(yè)發(fā)展面臨效益下滑、節(jié)能減排和低碳經(jīng)濟(jì)的壓力，通過新設(shè)備、新工藝推廣和應(yīng)用，通過與不銹鋼產(chǎn)業(yè)的上下游深入合作、前后工序相結(jié)合，地區(qū)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合或者異地同步建設(shè)改造，在技術(shù)創(chuàng)新協(xié)同，促進(jìn)兩個(gè)產(chǎn)業(yè)的同步發(fā)展，使社會(huì)經(jīng)濟(jì)更合理化健康發(fā)展。

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