Эволюция легированной стали глубоко связана с промышленной революцией, войной и транспортом. Рожденная в XIX веке в результате индустриализации, она изменила мир. С момента появления твердой стали до годового объема производства в Китае, превышающего 55 миллионов тонн, легированная сталь благодаря своей прочности и коррозионной стойкости использовалась в передовых отраслях промышленности, таких как машиностроение и аэрокосмическая промышленность. К 2023 году объем рынка превысит 30,4 млрд юаней, а новые автомобили на энергии и экологически чистые технологии, по прогнозам, будут способствовать росту на 21% в ближайшие шесть лет.
Добавление легирующих элементов предназначено для изменения и улучшения внутренней структуры стали, а также ее физических, химических и механических свойств. В результате легированная сталь демонстрирует более высокую прочность, твердость, ударную вязкость, износостойкость, коррозионную стойкость и лучшие характеристики при высоких или низких температурах по сравнению с обычной углеродистой сталью.
В зависимости от общего массового процента добавленных легирующих элементов легированную сталь обычно делят на три категории: низколегированную-сталь с общим содержанием легирующих элементов не более 5 %; среднелегированная-сталь с содержанием легирующих элементов от 5% до 10%; и высоколегированную-сталь с общим содержанием легирующих элементов более 10 %. Эти легированные стали, каждая из которых имеет свои специфические композиционные характеристики, широко используются во многих областях. Их области применения варьируются от производства компонентов механического оборудования, строительства мостов, сосудов под давлением и химических объектов до производства аэрокосмических деталей, военной техники, а также форм и инструментов.
История развития промышленности легированной стали
Развитие легированной стали началось во второй половине XIX века, в период ускоренной индустриализации и резкого роста спроса на сталь. Однако традиционные стали столкнулись с ограничениями с точки зрения обрабатываемости и механических свойств. В 1868 году британский металлург Р.Ф. Мушет добился крупного прорыва, изобретя самозатвердевающую сталь, содержащую 2,5% марганца (Mn) и 7% вольфрама (W). Эта сталь значительно улучшила режущие характеристики и стимулировала прогресс в машиностроении.
В 1870-х годах, благодаря росту торговли и транспорта, Соединенные Штаты взяли на себя инициативу, построив мост через реку Миссисипи с использованием хромистой стали с содержанием хрома (Cr) от 1,5 до 2,0%. Пролет моста составлял 158,5 метра, что демонстрировало потенциал легированной стали в крупномасштабных инженерных сооружениях. Однако трудности с обработкой сложных компонентов вскоре побудили промышленно развитые страны обратиться к никелевой стали, содержащей 3,5% никеля (Ni), для строительства мостов с еще большими пролетами. Этот тип стали постепенно стал применяться и при строительстве военных кораблей.
В начале 20-го века, особенно после 1920-х годов, развитие производства стали в электродуговых печах значительно облегчило массовое производство и диверсификацию легированной стали. К 1960-м годам широкое внедрение технологий рафинирования стали,-включая вакуумную дегазацию и аргоно-кислородное обезуглероживание-постоянно улучшало качество легированной стали, направляя ее к высокой чистоте и сверхнизкому содержанию углерода.
Развитие низколегированной стали в Китае прошло несколько этапов. На начальном этапе с 1957 по 1963 год была успешно разработана первая в Китае низколегированная сталь 16Mn, которая удовлетворяла потребности различных отраслей промышленности благодаря своей высокой прочности и высокой ударной вязкости. Со временем мировая промышленность легированной стали продолжала расти и расширяться. В последние десятилетия рост рынка транспортных средств на новой энергии привел к увеличению спроса на высокопрочную легированную сталь для удовлетворения требований по облегчению веса автомобилей. Постоянное усиление глобального инфраструктурного строительства привело к увеличению использования легированной стали в мостах, высотных зданиях и других областях. В то же время спрос на высокопроизводительную легированную сталь неуклонно растет в секторах производства высокотехнологичного оборудования, таких как аэрокосмическая и энергетическая отрасли.
Добыча, переработка и переработка легированной стали
Сегмент добычи легированной стали в основном включает в себя добычу и обогащение железной руды, а также извлечение легирующих элементов. Железная руда служит основным сырьем для производства стали, а легирующие элементы, такие как хром, никель и марганец, используются для улучшения и оптимизации характеристик стали. Этот этап также включает в себя переработку и утилизацию стального лома.
Сегмент среднего бизнеса специализируется на производстве легированной стали. Благодаря точному контролю состава сплавов и технологий производства,-таких как конвертерное производство стали, производство стали в электродуговых печах, вторичное рафинирование и непрерывное литье,-производится продукция из легированной стали, отвечающая различным требованиям.
Что касается переработки, легированная сталь широко используется во многих отраслях промышленности из-за ее высокой прочности, коррозионной стойкости и износостойкости. Эти области применения включают, помимо прочего, автомобилестроение (например, детали кузова, системы подвески), машиностроение (например, шестерни, подшипники и другие компоненты), аэрокосмическую промышленность (например, детали двигателей, высокотемпературные структурные компоненты), энергетическое оборудование, нефтехимию, морское машиностроение, мостостроение и железнодорожный транспорт. Легированная сталь является ключевым материалом, обеспечивающим современное промышленное производство и производство высокотехнологичного оборудования. Благодаря постоянному технологическому прогрессу и растущим требованиям рынка промышленность легированных сталей продолжает развиваться и внедрять инновации, чтобы в будущем удовлетворить более разнообразные и высокопроизводительные требования.
Размер рынка и темпы роста промышленности легированной стали Китая
В ходе социального и экономического развития Китая легированная сталь сыграла ключевую роль в качестве ключевого стратегического материала. В последние годы отечественное производство легированной стали демонстрирует явную тенденцию к росту. Согласно статистическим данным, с 2019 по 2021 год годовой объем производства легированной стали в Китае последовательно увеличивался до 47,0243 млн тонн, 54,0275 млн тонн и 55,2346 млн тонн. Примечательно, что в период с 2020 по 2021 год темпы роста достигли значительных 14,9% и стабильных 2,2% соответственно, демонстрируя устойчивое и стабильное расширение производственных мощностей китайской промышленности по производству легированной стали.
Благодаря быстрому росту таких отраслей, как нефтехимия, автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность и ископаемая энергетика, спрос Китая на легированную сталь неуклонно растет. В 2021 году объем продаж легированной стали на китайском рынке достиг рекордного уровня в 55,3521 млн тонн, что соответствует росту на 3,2% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года.
По структуре продукции в 2021 году на долю высококачественных легированных сталей пришлось лишь 5,08% от общего объема производства специальных сталей, на легированные стали (общие) – 22,51%, на нелегированные стали – 37,32%. Это указывает на то, что легированная сталь занимает значительную долю на рынке специальных сталей Китая, а ее объем производства увеличивается из года в год благодаря технологическому прогрессу и растущему рыночному спросу.
По данным Zhiyanzhan Consulting, объем рынка легированной стали в Китае в 2018 году составил 25,648 млрд юаней. К 2023 году он достиг 30,495 млрд юаней, что представляет собой рост на 3,43% в годовом исчислении.
Проблемы в отрасли легированной стали
Как и сталелитейная промышленность в целом, сектор легированной стали также сталкивается с определенной степенью избыточных мощностей. Хотя легированная сталь широко используется во многих высокотехнологичных областях производства благодаря своим превосходным свойствам, дисбаланс в развитии промышленности и колебания рыночного спроса привели к переизбытку некоторых продуктов из легированной стали низкого качества или общего назначения. В результате загрузка мощностей остается низкой. В то же время из-за отставания в технологических инновациях и обновлении продукции ассортимент продукции некоторых предприятий не смог оперативно адаптироваться к меняющемуся спросу на специальные легированные стали со стороны производителей высокотехнологичного оборудования и развивающихся отраслей.
Хотя китайская промышленность легированной стали достигла определенного уровня международного влияния с точки зрения масштабов, все еще есть возможности для совершенствования основных технологических исследований и разработок, разработки новых материалов и стабильности качества продукции. Потенциал для независимых инноваций недостаточен. В частности, Китай по-прежнему сильно зависит от иностранных источников производственных процессов и технических патентов на некоторые изделия из высококачественной легированной стали. Эта зависимость не только ограничивает модернизацию промышленности, но и ограничивает ее способность конкурировать на рынках с более высокой добавленной стоимостью.
Кроме того, промышленность легированной стали характеризуется относительно фрагментированной структурой рынка с низкой концентрацией. Крупные системообразующие предприятия занимают лишь ограниченную долю рынка, в то время как существует множество малых и средних предприятий. Эта фрагментированная промышленная структура препятствует оптимальному распределению ресурсов, что приводит к частому снижению цен и нездоровой конкуренции между фирмами. Это также ослабляет их переговорную силу в закупках сырья, продаже продукции и технологических исследованиях и разработках, что затрудняет достижение сильной экономии за счет масштаба или создание эффективных механизмов для совместных инноваций.
Перспективы развития отрасли легированной стали
Являясь ключевым поставщиком необходимых материалов для передового производства, промышленность легированной стали демонстрирует сильный потенциал роста и широкие перспективы для будущего развития.
Во-первых, благодаря технологическим инновациям отрасль продолжит совершенствовать производственные процессы и исследования и разработки в области материаловедения. Особое внимание будет уделяться разработке легированных сталей с улучшенными свойствами, такими как высокая прочность и ударная вязкость, коррозионная стойкость и высокотемпературные характеристики, чтобы удовлетворить растущие потребности секторов производства высокотехнологичного оборудования, включая аэрокосмическую промышленность, транспортные средства на новых источниках энергии, морскую технику, нефтехимию и энергетическое оборудование. Благодаря постоянному внедрению новых продуктов, таких как средне- и низкотемпературные толстолистовые стали, жаропрочные легированные стали и прецизионные стали, промышленная структура сектора легированной стали будет дополнительно оптимизирована. Это поможет Китаю захватить большую долю международного рынка высококачественной стали и повысить свою глобальную конкурентоспособность.
В ответ на национальную стратегию энергосбережения и сокращения выбросов промышленность легированной стали предпримет более масштабные шаги в направлении «зеленого» развития. Внедряя более энергоэффективные и экологически чистые технологии плавки и производственное оборудование, отрасль будет работать над снижением энергопотребления и выбросов загрязняющих веществ в процессе производства. Это не только помогает соблюдать строгие экологические нормы, но и обеспечивает компаниям большее общественное признание и долгосрочную ценность бренда.
Цифровая и интеллектуальная трансформация станет новым двигателем роста индустрии легированной стали. Внедрение передовых технологий, таких как промышленный Интернет, большие данные и искусственный интеллект, позволит управлять производством на основе информации, интеллектуальным управлением процессами и прецизионными услугами. Эти изменения повысят эффективность производства, снизят эксплуатационные расходы и приведут к появлению новых моделей бизнеса и обслуживания.
Таким образом, ожидается, что благодаря технологическим инновациям, «зеленому» развитию, интеллектуальной модернизации и поддерживающей политике промышленность легированной стали сохранит устойчивый рост в ближайшие годы, достигнет промышленной реструктуризации и модернизации и обеспечит прочную материальную основу для высококачественного развития производственного сектора Китая. В то же время компании отрасли должны постоянно приспосабливаться и совершенствоваться, чтобы адаптироваться к изменениям рынка, использовать возможности развития и решать будущие задачи.
По прогнозам Zhiyanzhan Consulting, ожидается, что объем рынка легированной стали в Китае вырастет на 2–3% в период с 2024 по 2030 год. К 2030 году объем рынка, по прогнозам, достигнет 36,795 млрд юаней, что представляет собой увеличение на 2,44% в годовом исчислении.
