2016年4月11日 星期一

不銹鋼產品未來發展動向與趨勢

近30年來不銹鋼生產技術不斷創新,致使原料、能源消耗不斷降低,生產率和成材率不斷提高。與一般碳素鋼材的大規模生產比較起來,多數不銹鋼產品具有少量多樣的生產型態。雖然有部分產品如平板類不銹鋼,因市場需求量大,可進行大規模生產外,一般而言,亦有許多不銹鋼產品不易具有大量訂單,業者經常必須在不同材質與不同尺寸規格間轉換其生產項目。近年來由於市場的需要,不銹鋼業者亦朝向開發高附加價值產品並因應京都議定書的規定,符合環保的產品也是未來發展的趨勢之一。

不銹鋼產品發展動向:不銹鋼產品發展動向可從以下方面來探討:

1、不斷開發新鋼種:台灣不銹鋼產業鏈缺口整理如表,隨著技術不斷提高和應用不斷擴大,其鋼種數量還有進一步增加的趨勢。

2、不銹鋼材產品結構更趨多元化:不銹鋼材一般有板、帶、棒、線、管等,世界不銹鋼的產品結構中,平板類約占80%,長條類和鍛件約占20%,這種趨勢今後將保持下去。從產品規格看,冷軋板的寬度在增加,最大可達2,000mm,厚度在減小,最薄可達0.05mm。熱軋板的寬度在增加,最寬可達4,000mm以上,最厚可達300mm,管材中銲管所占的比例越來越大。不銹鋼的另一特點是根據使用情況的不同,冷軋板有多達10多種的表面加工方式,讓不銹鋼在建築裝飾、日用器具和藝術品方面得到了更廣泛的應用。

目前正在開發的產品領域有兩個方面:

(一)節鎳型不銹鋼:全球不銹鋼產量中約有76%屬於300系,因此鎳價的波動會嚴重影響到鎳鉻系不銹鋼的價格,且近一年來鎳原料價格高漲,相對使得鎳鉻系不銹鋼成本偏高,導致部分市場會被替代性材料所取代。因此近年來鉻系不銹鋼及低鎳系不銹鋼(如200系)的發展逐漸受到重視,未來鉻系及低鎳不銹鋼的消費比例會有增加的趨勢。

(二)根據市場的需求開發新的不銹鋼種

1、耐局部腐蝕和苛刻條件下腐蝕的新鋼種:例如耐應力腐蝕的高Si鋼(18Cr-18Ni-3Si)、耐點狀腐蝕的高Cr高Mo高N不銹鋼(20-25Cr/20Ni/6Mo/0.02N)、新的超級雙相不銹鋼(0.03C-25Cr-7Ni-3Mo-0.25N)和新的超鈍肥粒體不銹鋼(C+N≦150ppm的18Cr-2Mo,26Cr-Mo,30Cr-2Mo等)。

2.功能性不銹鋼:例如高耐蝕不銹鋼(高氮鋼)、汽車排氣淨化裝置用耐熱鋼(700℃以下的409L和1100℃以上的18Cr-13Ni-3.5Si),冷成型性優異的不銹鋼(穩定沃斯田體相和加Cu),車輛用不銹鋼(高強度,加N),廚房和食品加工用抗菌不銹鋼(17Cr-1.5Cu,13Cr-3.0Cu,18Cr-9Ni-3.8Cu,以及含銀的304和430不銹鋼),電子工業用的無磁不銹鋼等。

其他系列不銹鋼發展趨勢:

(一)200系(Cr-Mn-Ni系)不銹鋼:二次大戰期間鎳供應嚴重不足,德國首先研製出以錳-氮代替部分鎳的不銹鋼。1950年代美國,將錳-氮代鎳鋼定型,成功開發高錳系列沃斯田體不銹鋼,即200系不銹鋼。200系常用鋼種有AISI 201、202、205及印度的J1、J4(含Cu)等,成本較304低25%,適用於在弱腐蝕環境的一般用途如器皿、廚具、室內裝潢等,其加工性較差。最近美國開發的204Cu,與304相比,其強度高、冷加工性佳,耐蝕性優於或相當於304,有可能取代304成為泛用不銹鋼。

(二)400系不銹鋼:傳統400系代表鋼種有肥粒體系之430(18%Cr)及麻田散體系之410、420(13%Cr),其中以430使用量最大,優點為:價廉,熱膨脹係數低,耐氯化物應力腐蝕性優於300系;但其成形性、銲接性、抗拉強度不如304,使其應用受到限制。

400系發展趨勢為添加微量鈮(Nb)、鈦、銅、鋁改善深沖性、銲接性、耐蝕性、抗菌性及耐高溫強度等,可部分取代304,鋼種有:SUS430LX、430JIL、444、445M2、NSS 447M1等。美、日已廣泛用於汽車排氣管(409,410L)、洗衣機內筒(430)、餐廚具、家電用品、醫療設備、熱水器、屋頂、幕牆、電廠等。

(三)雙相不銹鋼:雙相不銹鋼是一種高鉻低鎳鋼種,兼具沃斯田鐵不鏽鋼的優良韌性和銲接性與肥粒鐵不鏽鋼的較高降伏強度和耐氯化物應力腐蝕性,目前用量最大為SAF 2205。雙相不銹鋼發展趨勢為減少鎳、提高錳及氮,第二代雙相不銹鋼的典型代表為AvestaPolarit 開發的LDX2101,耐蝕性相當於316,強度是304的2倍,機械性能與2205相當,潛在應用包含:鋼筋、橋樑、桶槽、容器、火車結構、熱水器等。

未來展望:

總之不管在哪個地區,不銹鋼在建築、運輸、廚房、電器、工業用機械方面使用量很大,特別是最近強調材料長壽命化、節能、環保和資訊化,因此預計不銹鋼產品未來應該會朝下列趨勢來發展:

1、環保方面:為了抑制產生二氧化碳(CO2),在垃圾高溫焚燒裝置、液化天然氣發電和採用煤碳的高效率發電裝置中,將更多地使用耐熱、耐高溫腐蝕性能優良的不銹鋼。

2、長使用壽命方面:歐美等國已根據LCC(使用壽命價格比)評價方法,將會在橋樑、高速公路、隧道等基礎設施中更多地採用不銹鋼和不銹鋼筋。日本在建築物方面過去設計壽命為20~30年,現在已向100年提高,因而會採用更多的不銹鋼產品。

3、資訊化方面:要求高精密度、高性能的材料,例如行動電話等設?要求採用高強度、彈性和無磁等特性的材料,不銹鋼能滿足這些要求,另外製造半導體和各種積體電路板的設備,由於不銹鋼有乾淨和耐久性的特性,今後的需求量預計將會進一步擴大。

(工商時報)

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