摘  要  介绍分析了中国不锈钢产业、铁合金产业的现状及面临的问题，论述了不锈钢与铁合金产业的协同发展方向、并提出要合理的开发利用国内外资源、鼓励行业技术创新，促进两个产业健康持续发展。

关键词  不锈钢  铁合金  技术创新

近年，中国不锈钢发展取得了令人瞩目的成绩。国家采取了一系列有关的宏观调控措施，并颁布新的钢铁产业政策，保证钢铁工业的健康发展，但是中国不锈钢产业的发展，促进了铁合金产业的发展，技术创新也得到了有机的融合。

1  中国不锈钢产业的现状及发展趋势

1.1  生产企业

我国不锈钢粗钢生产企业主要分国有企业、合资企业和民营企业。国有企业主要有：太钢、宝钢、酒泉宏兴、西宁特钢等。合资企业主要有：北海诚德、张家港浦项、青岛浦项、宁波宝新、上海克虏伯等。民营企业：已具备相当的生产能力，已达到生产总量的40%，主要分布在江苏、浙江、山东、福建、广东等地，代表企业有青山、金汇、德龙、盛阳等等。

1.2  目前产量情况

2010-2016年是中国不锈钢生产发展更加迅速的阶段。2014年不锈钢粗钢产量首次突破两千万吨大关，达2598.4万t，增长14.27%（图1）。根据中国钢铁工业协会统计数据显示，2017年不锈钢产量预计在2700万~2800万吨，其中不含印尼青山钢铁的产能200万吨；可以释放产量100万吨，不含印尼100万吨；2017年整个需求预计比2016年增加300万吨左右。

1.3  目前消费量及消费预测

近年来，中国对不锈钢需求增长旺盛。自2010年以来，中国一直是全球不锈钢需求第一大国，2016年不锈钢粗钢产量总计2615万吨，同比增长11.5%。2016年不锈钢表观消费量达1606.3万吨，同比增加123.9万吨，增长8.36%，继续保持世界第一消费大国的地位。在产量增长的同时，还要大量进口，2014年进口量达到82.4万吨，同比增加4.9万吨，增长6.32%，不锈钢的消费可分为传统领域和新开拓领域。传统领域对不锈钢的消费增长是相对平缓的，但新开拓领域对不锈钢的消费却是突发性的，急剧增长的。未来的不锈钢市场应积极向造船、机械、石化、交通、建筑结构等工业用钢的方向发展。不锈钢在五金制品、石油管道、轨道用车等领域前景非常广阔。不断延伸的高铁、地铁等轨道交通，以及不断升级的船舶、管道等运输设施，都将拉动不锈钢的需求不断扩大。“一带一路”的宏伟计划开始付诸实施，中国制造2025带动的智慧制造蓬勃发展，都将对不锈钢形成需求支撑。

1. 4  进出口情况

中国不锈钢产业近几年虽发展迅速，但仍不能满足国民经济发展的需要，还需从国外大量进口不锈钢材。2015年中国进口不锈钢估计71.12万吨，同比增加4.4万吨，增长6.06%。随着我国不锈钢产能的大幅度增加，2015年我国出口出口不锈钢估计341.61万吨，同比增加46.4万吨，增长13.58%（图2）。

1.5  不锈钢产业面临的问题及任务

其主要包括：①产能增长过快，与GDP的增长不相适应，热轧板带产量即将供过于求，品种与结构需要调整；②不符合国家产业政策的小不锈钢炼钢企业年炼钢能力已达150万t 左右；③品种相对单一，市场主要集中在304、316、430 等常规品种；④铁素体不锈钢产量所占比例低，国外铁素体：奥氏体为40：60，我国为10：90；⑤生产不锈钢所需的镍、铬、钼、铌资源紧张；⑥不锈钢在车辆、轨道交通、建筑、食品、化工等领域的应用范围小；⑦ 200系不锈钢发展过快。[2]

2  中国铁合金产业现状及发展趋势

2. 1 铁合金生产企业

铁合金作为炼钢的脱氧剂和合金添加剂，是钢铁冶炼不可或缺的原料。这决定了铁合金的发展必然与钢的发展息息相关。

目前，铁合金产业产能规模过大，技术含量低，进入门坎不高，长期是一过度竞争的行业。全国1500万t的产能规模分布于2000多个工厂，平均每厂产能不足10000 t，2000多个工厂分布于全国绝大部分省，其中主要以西南、西北地区为主。我国铁合金生产企业相对集中的地区是电力资源相对丰富而且廉价的省份。2008年，世界金融危机对我国铁合金进出口业务产生严重影响，技术落后、资源浪费、能耗较高、污染严重、效益低下的我国铁合金工业自2009年起发生了重要逆转，由铁合金净出口国变为净进口国，进口品种主要是高碳铬铁和镍铁[3]。

据海关统计快报，2016年全国进口铁合金401.06万t（不含工业硅、点解金属锰），同比增长19.13%（见图3）。其中，铬铁（C＞4%）278.28万t，同比增长5.99%；镍铁104.51万t，同比增长3.72%。产量前五名的省份分部是广西、内蒙、贵州、湖南、四川，占全国产量的比例分部是12.29%、11.46%、9.9%、9.76%和6.61%，合计占50.2%。

2. 2铁合金产品现状及需求

中国不锈钢产业的快速发展，促使对铬铁、镍及镍铁、钼铁、金属锰、铌铁等金属的用量不断增长，而铁合金的品种结构还不尽合理，一些合金产量偏低甚至为零。中国铬矿、镍矿、铌矿的储量都十分匮乏，铁合金产业的发展已不能适应不锈钢产业发展的要求。

分品种看，锰系、硅系和铬系是我国铁合金的主要品种，其中锰系合金产量是占比最大的品种。以前硅铁作为主要的脱氧剂，所占的比例较高，今年来，由于锰硅合金既可以脱氧，又可增加钢中的锰含量，提高钢的强度，所以锰硅合金用作脱氧剂的用量提高（见图4）。

据国家统计局快报，2016年全国铁合金产量，除3、4、5、10月份同比增长外，其他月份都是同比减少。2016年全国铁合金产量3558.76万t，同比减少2.79%，减幅比上年增大0.18个百分点。其中山东、新疆、内蒙、江苏、河南、陕西等11个省市自治区增产，辽宁、吉林、福建、湖南、青海、云南、甘肃、山西、四川、重庆、贵州、广西、宁夏等17个省市自治区减产。2016年全国粗钢产量80836.57万t（见表4），同比增长1.24%。2016年铁合金与粗钢生产的供求关系，进一步向平衡方向发展。

2.2.1  铬铁

冶炼铬铁的原料是铬矿，我国铬铁产能主要分布在华北、西南和西北。而不锈钢产能主要分布在华北、华东以及中南等地区。2012年铬铁产量达到406万t。我国铬矿资源比较匮乏，需要大量从国外进口。中国所需铬矿90 %以上靠进口解决，中国钢铁企业习惯使用含铬在60 %以上的高碳铬铁。尤其是国内生产低微碳铬铁几乎全部使用印度矿。印度矿品位高，矿性好，近年在进口的铬矿中印度矿占到70 %。国内大型生产铬铁的企业有内蒙新钢联冶金、四川天益冶金、山西天成和四川明达等。

此外，废不锈钢成文铬供应补充来源。在世界不锈钢生产这么多年后，废不锈钢的积累量越来越多，其作为铬的供应来源数量也逐渐增加，在某种程度上减少了对铬矿的需求。

2.2.2  镍铁

不锈钢的发展对镍的需求呈不断上升的势头，国内资源已不能满足需要。目前中国主要依靠进口，我国的镍资源也面临着严峻挑战。据分析，即使，国内矿产资源也仅能保证年产8万t镍，只能满足2016年需求量的40 %，而对2020年预测的需求量只能满足1 /4，我国镍矿资源危机日益突显。其主要原因：一是地质勘探投入不足，造成地质勘探工作多年没有新的突破；二是开发成本偏高，竞争力不强，我国镍矿资源开发企业的人员过多，劳动生产率低，导致开发成本较高、市场竞争力和抗御市场风险的能力差。国内企业有山东盛阳铁合金、山东华明、中亿金属、宝盛和北海诚德等。

2.2.3  锰（包括金属锰、硅锰）

电解锰的高速发展，产能的成倍增加，直接导致了锰矿供应的紧张。我国虽是全球少数几个锰矿资源储量较多的国家之一，但资源天然禀赋较差，可开发利用且具有经济价值的储量比例偏低，优质锰矿资源匮乏，富碳酸锰和富氧化锰矿资源更是严重短缺。目前，国内大型金属锰生产厂有中信大锰、广西斯达特锰材料、四川兰德等。

锰铁合金的生产成本主要由锰矿石、电力和焦炭的采购成本构成（见图5）。另外许多企业在生产锰铁合金时，除了使用自产的低磷、低铁、低硫、低硅的优质锰矿石之外，还需要加入部分进口矿和国产矿与自产矿配比后进行冶炼，主要是为了调高原料的入炉品位、增加锰元素回收率、降低电耗和生产成本。

2.2.4  钼铁

钼和铁组成的铁合金，一般含钼50～60%，用作炼钢的合金添加剂。 它的主要用途是在炼钢中作为钼元素的加入剂。钢中加入钼可使钢具有均匀的细晶组织，并提高钢的淬透性，有利于消除回火脆性。在高速钢中，钼可代替一部分钨。钼同其他合金元素配合在一起广泛地应用于生产不锈钢、耐 热钢、耐酸钢和工具钢，以及具有特殊物理性能的合金。钼加于铸铁里可增大其强度和耐磨性。

我国钼铁生产企业众多，生产规模偏小，年产1000 t以下的企业约占60 %。氧化钼及焙烧设备多数为反射炉，造成产品质量差，环境污染严重。我国大型钼铁生产厂家有洛阳栾川钼业、金堆城钼业、锦州新华龙钼业和常州佰目合金等。

2.2.5  铌

铌是重要的微合金化元素之一，是控轧钢的首选元素。铌对延缓奥氏体再结晶和细化晶粒的作用极其明显。它的强化效果为硅的35～78倍、镍的87～175倍、铬的50～117倍，可代替2倍的钒或3倍的钛。

2.3  铁合金产业面临的问题及任务

其主要包括：①产能增长过快，产业集中度较低；②铁合金产量逐年增大，消费仍以国内市场为主；③装备水平参差不齐，还存在较大节能空间；④锰铬矿对外依存度高，威胁行业健康发展。随着国家对铁合金行业行为进一步加强行业准入管理，淘汰落后、优化库存量产能已成当务之急。

3  不锈钢与铁合金协同创新发展

不锈钢产量增长，钢种结构调整，对铁合金(铬铁、镍及镍铁、金属锰、钼铁、铌铁)的需求逐年扩大，为铁合金产业的发展提供了机遇，必将带动和促进铁合金产业的发展。不锈钢成本中原材料成本占到70%～80%，因此，镍、铬原材料价格的上涨直接影响着成本，以金属镍为例，近几年从每吨1万美元到3万美元的波动，直接影响着不锈钢的价格和销售。铁合金企业与不锈钢企业的技术创新有机结合。

3.1  200系列及300系列不锈钢生产

不锈钢企业积极开发新的原料来源，用低品位氧化镍矿(即红土矿)作原材料生产镍铁的工艺作为不锈钢母液来源。目前大部分企业通过烧结、高炉生产低镍、铬生铁，产量增加很快，低镍、铬生铁一般含镍1.5%～5%，铬3%左右，这一生产工艺目前发展很快。氧化镍矿资源丰富，约占全球镍矿储量的60%左右。与使用硫化镍矿生产镍相比，成本低，来源广泛。在生产低镍、铬生铁的工艺上，发展也很快。目前有三种工艺，一是烧结、高炉工艺；二是回转窑、矿热炉精炼炉工艺；三是回转窑、电炉工艺。在铁的质量上也有很大提高，目前可以生产出的生铁其镍含量可以达到10%以上，有的可达20%，磷含量也不超标，这就为生产高牌号不锈钢创造了条件，在一定程度上抑制了电解镍的价格暴涨。但是红土矿大部分是粉矿，粒度细、含水高，必须通过造块造球再进行冶炼，由于矿石品位低，能源消耗很高，还有环境保护要特别注意。

液态镍铁“热装热送”冶炼新工艺以及后序工段“连铸连轧”新装备正在全行业展开推广。新工艺配合新装配，不仅大幅降低了中国不锈钢的原料成本，同时也降低了生产能耗及制造成本，直接导致了全球不锈钢价格的断崖式下跌，也因此有力促进了不锈钢应用领域的无限扩大。许多企业研究中国特定的原料条件和能源结构，突破配料模型、回转窑以煤粉为燃料的焙烧和还原、底吹氧气AOD炉冶炼等关键技术。与此同时，加工领域的工艺创新、设备升级以及技术发明也不断涌现，许多不锈钢企业都拥有了专利技术，不锈钢轧制企业的不少新工艺、新技术还获得了自治区和国家级发明奖项[5]。

3.2  400系列不锈钢生产

为了大力降低生产成本，满足市场对不锈钢的需求，不少生产企业一方面开发新的品种，加大400系列产品生产，不用镍或少用镍。进一步加强新工艺技术和新型不锈钢的研制，尤其是针对我国镍铬资源短缺的实际情况，大力研制新型的低镍高氮不锈钢。

随着优质铬矿的块矿越来越少，资源日趋紧张，价格越来越贵，目前铬铁冶炼技术开发的主要任务就是致力于利用粉矿的技术开发。针对400系列不锈钢的生产需求，经过分析研究，真正有可能借鉴的工艺有两种：一种是奥托昆普公司开发的烧结球团预热工艺，另外一种是日本昭和电工公司发明的SRC法。奥托昆普公司采用回转窑烧结球团、竖炉烧结球团、钢带式烧结机烧结球团，但球团中不含碳，所以在烧结过程中不存在预还原反应。烧结球团和焦炭、硅石配料送电炉炉顶预热后，直接进入封闭电炉冶炼铬铁。另外一种是通过红土矿经过燃料及辅料配比，经过造成球，作为成品料进入直还原窑进行还原成含镍在8-10%的绒状镍铁。再经过球磨机选矿后，选出来的高纯度镍铁粉，加入电炉中进行精炼，而制成400系列原钢水。

与国外同类型生产线相比，主要特点是：原料灵活、成本低、效率高、适用于多品种不锈钢生产，尤其适用于超低碳、高氮不锈钢的冶炼。近年来，针对投产初期成本高和冶炼周期长等问题，成功实现400系不锈钢根据不同的碳和合金含量采用不同冶炼方法的优化工艺：对Cr17型不锈钢，采用“三步法”冶炼；对低碳、高氮Cr13铁素体不锈钢，则采用“二步法”冶炼。通过实施优化工艺，使生产线的工艺灵活性和成本优势得以充分发挥，从而取得了效益的最大化。

3.3  协同发展中的注意事项

（1）企业根据世界和中国不锈钢需求的发展趋势，做好不锈钢产业的发展规划；还要包含不锈钢的品种结构 （奥氏体、铁素体和马氏体不锈钢的比例）。

（2）铁合金产业要根据不锈钢产业的发展规划和布局，制定铬系、锰系、镍系等合金的发展目标，并合理安排布局，以尽量满足不锈钢产业的需要。

（3）鼓励不锈钢与铁合金企业联合重组，建立企业集团。依靠科技创新，千方百计抓好节能降耗，淘汰落后工艺和装备，提高资源的利用率和提升产品的质量，降低生产成本，增强企业的竞争力。实现地区合作或者统一产业园布局。

（4）加快实施海外矿业资源开发战略。响应“一带一路”，实施“走出去”的发展方针，将海外资源开发作为全面提升不锈钢企业和铁合金企业的国际竞争力手段之一。

4  结语

不锈钢企业正在蓬勃发展，必然带动铁合金企业的发展，当前铁合金企业发展面临效益下滑、节能减排和低碳经济的压力，通过新设备、新工艺推广和应用，通过与不锈钢产业的上下游深入合作、前后工序相结合，地区强强联合或者异地同步建设改造，在技术创新协同，促进两个产业的同步发展，使社会经济更合理化健康发展。

5  参考文献

[1]耿炳玺. 谈我国不锈钢发展中的几个问题［J］.中国不锈钢市场，2006（5）：4-7.

[2]刘承志，宋青山. 不锈钢AOD精炼工艺的改进［J］.特殊钢，2004，25（5）：47-48.

[3]陈洪飞，彭峰. 提高铁合金工艺技术水平 推动铁合金工业科学发展［J］.铁合金，2014，

（6）：59-64.

[4]耿炳玺. 我国不锈钢产业发展综述［J］.冶金管理，2008（6）：27-29.

[5]刘闯. 不锈钢AOD精炼工艺的应用和发展［J］.特殊钢，2007，28（1）：44-46.

[6]李晓波. 国内铁素体不锈钢的最新发展［J］.铸造设备研究，2006（4）：52.