一、5Ni钢简介及应用领域
5Ni钢主要产品牌号为X12Ni5、5Ni、07Ni5DR、5%Ni、KL5N43、5.0Ni、NV 5Ni,生产厚度规格为5~60m,宽度规格为1500~4500mm。液化石油气(LPG)与液化乙烷(LEC)和液化乙烯(LEG)分别是重要的清洁能源和化工原料,我国将成为世界上最大的LPG、LEC和LEG用户之一。LPG、LEC和LEG超低温性要求其结构材料具有良好的耐低温性能,其储运用设施的关键建造材料为5Ni钢,目前国内对5Ni钢的需求主要依赖进口,从国外进口不仅价格非常昂贵而且交货周期非常长,对我国的能源领域与化工领域的安全保障极为不利。5Ni钢生产关键技术目前被日、欧少数企业垄断,国内也无相对应牌号的材料。因此5Ni钢的开发和应用无论对企业的发展还是对推动冶金行业技术进步、促进能源和化工行业的发展都具有重大意义。
二、关键技术及水平
(资料图)
创新点1:低碳低磷低硫的高纯净度高效冶炼关键控制技术:可以实现在LF精炼炉深脱硫的冶炼过程增碳含量稳定控制在0.015%以内;熔炼成分可达到C≤0.06%,P<50ppm,S<18ppm,同时提高生产效率,冶炼周期由50~60min缩短至40~45min,为5Ni钢优良的低温韧性奠定了基础。获得授权发明专利1件(ZL201711423645.6)。达到国际先进水平。
创新点2:窄公差厚度控制技术:根据产品厚度需求细化坯料长度和轧件长度;根据轧制过程板坯温差,分区调整加热功率、严格控制加热时间、调整轧制速度偏差精准化控制轧制速度;实现±0.2mm窄5Ni钢产品的稳定生产。获得授权发明专利2件(ZL201210180471.6,ZL202010146267.7);达到国际领先水平。
创新点3:整套5Ni钢生产工艺技术:国内率先开发出5Ni钢专用的“成分设计-低温加热-控制轧制-离线淬火-回火”的工艺技术,生产钢板组织均匀细小,晶粒度可以达到8级,钢板屈服强度≥450MPa,抗拉强度≥570MPa,延伸率≥21%,标准试样-120℃低温均值≥160J,综合性能优异。达到国际先进水平。
创新点4:性能指标个性化需求生产技术:通过优化合金成分体系、优化轧制过程、强化热处理等,实现了窄屈服强度为450~610MPa产品的稳定化生产,满足了用户独特需求的产品供应。同时可满足-110℃CTOD和NDT等个性化技术要求。达到国际领先水平。
三、实物质量
南钢生产的5Ni钢与国外相近规格5Ni钢拉伸和低温冲击性能对比:南钢5Ni钢屈服强度范围为557MPa~615MPa、抗拉强度范围为602MPa~676MPa、断后伸长率范围为24%~26.5%、低温冲击吸收能量范围为231J~296J;奥钢联5Ni钢屈服强度范围为532MPa~672MPa、抗拉强度范围为622MPa~699MPa、断后伸长率范围为22.3%~25.3%、低温冲击吸收能量范围为158J~233J;蒂森克虏伯5Ni钢屈服强度为512MPa~584MPa、抗拉强度为600MPa~639MPa、断后伸长率为21%~25%、低温冲击吸收能量范围为201J~235J。
各项技术指标的对比证明,南钢5Ni钢达到了国外同类钢板的实物水平。
四、研发和市场开拓进程
1、2012年5月初公司立项,南钢成立5Ni钢研发团队,与东北大学合作研发5Ni钢,6月初成功冶炼并连铸第一炉5Ni钢,6月底成功研制5~50mm5Ni钢;
2、2013年初完成ABS、BV、CCS、DNV、GL和LR六国船级社认证工作并获得证书;
3、2013年9月,完成容标委技术评审,在-120℃~100℃范围内可以用于建造低温压力容器和储罐;
4、2014年获得4条大型VLEC(液化乙烯)船订单,实现了规模化稳定供货,打破了国外的垄断地位,填补了国内的空白;
5、2015年2月,完成苏省经济与信息化委员会新产品鉴定,鉴定意见是“实物质量达到国际领先水平”;
南钢与国际先进钢厂生产的5Ni钢性能对比
6、2016年完成产品规格升级,通过7国船级社认证(至2022年已扩到8个),最大研发厚度达到60mm,最大宽度拓展到4500mm;
7、2019年与江南船厂开展合作,开发出窄公差带钢板生产工艺,为大型B型VLEC船罐建造奠定基础;并陆续为江南船厂全球最大VLEC船液货仓提供5Ni钢材料;
8、2020年完成江苏精品认证,获得“江苏精品”证书;
9、2020年南钢获得江南船厂的“五星优秀合作单位”
10、2020和2021连续两年获得中国船舶集团有限公司“金牌供应商”的称号;
11、2022年5月,南钢独家供货5Ni钢建造的99000m3的世界最大乙烷船成功交付。
五、生产规格与加工能力
南钢5Ni钢产品规格如下:
5~6mm:最大宽度为3000mm;
>6mm~<10mm:最大宽度3200mm;
10~60mm:1500~4500mm。
产能:年产5万吨。
供货周期:2~3个月。
厚度公差:可满足EN10029、GB/T 709、客户个性化定制等要求,极限厚度公差范围可以控制到±0.20mm;
平直度:≤6mm/m;
探伤:可满足EN10160,NB/T47013等国际上主要标准要求;
剩磁:≤30Gas
六、南钢5Ni钢市场供货业绩
南钢生产的5Ni钢被用于建造、世界最大液化乙烷船(VLEC)、液化乙烯船(LEG)、液化石油气(LPG),船的设计温度低至-104℃。已经获得订单超过6.2万吨。
5Ni钢主要供货业绩表
建造的VLEC船 建造的乙烯储罐C型罐 建造的乙烯储运船
七、5Ni钢的360°服务和用户评价
除了注重产品实物质量,南钢还关注为用户提供基于产品的增值服务和全面的解决方案。
1、针对5Ni钢表面质量,南钢开发了钢坯修磨、喷涂、低温加热等专用工艺。
2、针对5Ni钢的焊接、冷弯、切割等加工和应用技术由专设的用户技术研究所提供相关技术支持,为客户提供专业的技术指导,并能够针对客户遇到的技术问题,提供适合的解决方案。
3、在5Ni钢交付过程中,南钢开启了定制配送,且提供现场辅导用户卸货、运送以及对钢板剩磁控制等细致入微的服务。
江南船厂五星优秀合作单位中国船舶集团有限公司2020和2021年度“金牌供应商” 用户使用报告
4、南钢5Ni钢开发团队,研制的产品性能均符合使用要求,且满足了客户窄屈服强度、窄厚度公差、-110℃温度下CTOD和NDT试验等个性化需求。
5、2021年,南钢获得江南船厂的“五星优秀合作单位”和中国船舶集团有限公司“金牌供应商”的称号。
截止目前,南钢5Ni钢已累计应用近3万吨,获得江南船厂五星优秀合作单位和中国船舶集团有限公司“金牌供应商”等称号,得到用户的一致好评。
八、南钢5Ni总体优势及差距
1、总体优势
·产品规格全覆盖:产品规格齐全,可实现行业需求规格的全覆盖,厚度可以从薄到厚(5~60mm),宽度可以从窄到宽(1500~4500mm)的钢板。
·实物质量:达到国际领先水平,得到了客户和专业人士的高度肯定和好评。
·供货周期短:与奥地利和德国等钢厂6个月以上相比显著缩短。
·预制加工:提供钢板涂漆、打坡口、成型等预制加工,月加工能力5000吨。
·研发实力:有专业的5Ni钢研发团队和焊接实验室,可以提供全生命周期内的技术服务;
·业绩突出:南钢目前是5Ni钢的主要生产企业,有着丰富的生产和供货经验,连续三年国内市场占有率100%。
·售后服务:售后安排专业服务经理,与客户交流使用情况,了解客户使用满意度,高效沟通,快速解决问题。
2、存在差距
国内低温钢的研发起步较晚,产品在国际上品牌效应较弱。
九、南钢5Ni钢未来总体目标
南钢将发挥其创新优势,优化工艺,极致降本,获得高质量低成本的快速生产技术;积极打造5Ni钢品牌知名度,继续拓展5Ni钢的应用领域,提高市场占有率,力争进入国际市场,提高国际市场竞争力。
1、基础技术研究
南钢5Ni钢经过多年发展,在LEG和VLEC等船的液货系统得到应用,国内业绩领先;但5Ni钢疲劳裂纹扩展速率和断裂韧性等基础数据国际上都还无文献报道,导致在设计一些特殊舱型和结构时无数据可参考,阻碍了5Ni钢的进一步应用,因此急需开展5Ni板及焊接接头低温断裂韧性疲劳扩展速率曲线测定及研究,为行业中5Ni钢应用设计提供参考依据,同时开展行业标准制定。
2、市场推进目标
(1)借助品牌产品的优势,参与相关行业会议,提高5Ni钢在国际上的认知度。
(2)加大推广力度,积极与设计院、业主等交流,拓展新的应用领域。
(3)借助南钢全球商业网络,收集工程项目应用信息,力争在未来2年实现首单出口。
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