Еволуција легираног челика је дубоко повезана са индустријском револуцијом, ратом и транспортом. Рођен у 19. веку из потреба индустријализације, наставио је да трансформише свет. Од раних дана тврдог челика до кинеске годишње производње од преко 55 милиона тона, легирани челик је својом снагом и отпорношћу на корозију покретао напредне индустрије попут машина и ваздухопловства. До 2023. године тржиште је премашило 30,4 милијарде јуана, а предвиђа се да ће нова енергетска возила и зелене технологије подстаћи раст од 21% у наредних шест година.
Додавање легирајућих елемената има за циљ да модификује и побољша унутрашњу структуру челика, као и његове физичке, хемијске и механичке особине. Као резултат тога, легирани челик показује већу чврстоћу, тврдоћу, жилавост, отпорност на хабање, отпорност на корозију и боље перформансе на високим или ниским температурама у поређењу са обичним угљеничним челиком.
На основу укупног масеног процента додатих легирајућих елемената, легирани челик се генерално дели у три категорије: ниско{0}}легирани челик, са укупним садржајем легуре који не прелази 5%; средње{2}}легирани челик, са садржајем легуре између 5% и 10%; и високо{5}}легирани челик, са укупним садржајем легуре преко 10%. Ови легирани челици, сваки са својим специфичним карактеристикама састава, широко се користе у многим областима. Њихове примене се крећу од производње компоненти механичке опреме, конструкције мостова, посуда под притиском и хемијских објеката, до производње делова за ваздухопловство, војне опреме, као и калупа и алата.
Историја развоја индустрије легираног челика
Развој легираног челика почео је у другој половини 19. века, у периоду који је обележен убрзаном индустријализацијом и наглим порастом потражње за челиком. Међутим, конвенционални челици су се суочили са ограничењима у погледу обрадивости и механичких својстава. Године 1868, британски металург РФ Мусхет постигао је велики пробој изумом самоотврдњавајућег челика који садржи 2,5% мангана (Мн) и 7% волфрама (В). Овај челик је значајно побољшао перформансе сечења и подстакао напредак у индустрији производње машина.
Током 1870-их, подстакнуте растом трговине и транспорта, Сједињене Државе су преузеле вођство изградњом моста преко реке Мисисипи користећи хромирани челик са 1,5% до 2,0% хрома (Цр). Мост је имао распон од 158,5 метара, демонстрирајући потенцијал легираног челика у великим инжењерским конструкцијама. Међутим, потешкоће у преради сложених компоненти убрзо су навеле индустријске нације да се окрену никл челику који садржи 3,5% никла (Ни) за изградњу још дужих мостова. Ова врста челика је такође постепено усвајана у конструкцији поморских бродова.
Уласком у 20. век, посебно након 1920-их, успон производње челика у електричним лучним пећима увелико је олакшао масовну производњу и диверсификацију легираног челика. До 1960-их, широко распрострањено усвајање технологија прераде челика-укључујући вакуумско дегазовање и разугљичење аргоном и кисеоником-континуирано је побољшавало квалитет легираног челика, усмеравајући га ка високој чистоћи и ултра-ниском садржају угљеника.
Развој нисколегираног челика у Кини прошао је кроз неколико фаза. У почетној фази од 1957. до 1963. године успешно је развијен први кинески нисколегирани челик, 16Мн, који је својом високом чврстоћом и високом жилавошћу задовољио потребе различитих индустрија. Временом је глобална индустрија легираног челика наставила да расте и шири се. Последњих деценија, успон тржишта нових енергетских возила подстакао је потражњу за легираним челиком високе чврстоће како би се задовољили захтеви за лакоћу аутомобила. Континуирано јачање изградње глобалне инфраструктуре повећало је употребу легираног челика у мостовима, високим зградама и другим пољима. Истовремено, потражња за легираним челиком високих перформанси стално расте у секторима производње врхунске опреме као што су ваздухопловство и енергетика.
Узводно, средње и низводно од индустрије легираног челика
Узводни сегмент индустрије легираног челика првенствено обухвата ископавање и обогаћивање руде гвожђа, као и екстракцију легирајућих елемената. Гвоздена руда служи као основна сировина за производњу челика, док се легирајући елементи као што су хром, никл и манган користе за побољшање и оптимизацију перформанси челика. Ова фаза такође укључује рециклажу и коришћење челичног отпада.
Сегмент средњег тока фокусира се на процес производње легираног челика. Кроз прецизну контролу састава легуре и производних техника-као што су конвертерска производња челика, производња челика у електролучним пећима, секундарна рафинација и континуирано ливење-производе се производи од легираног челика који испуњавају различите захтеве.
На нижој страни, легирани челик се широко користи у бројним индустријама због своје високе чврстоће, отпорности на корозију и отпорности на хабање. Ове примене обухватају, али нису ограничене на, аутомобилску производњу (нпр. делови каросерије, системи вешања), производњу машина (нпр. зупчаници, лежајеви и друге компоненте), ваздухопловство (нпр. делови мотора, високотемпературне структурне компоненте), енергетску опрему, петрохемију, поморску инжињеринг, изградњу мостова и железнички транспорт. Легирани челик је кључни материјал који подржава модерну индустријску производњу и производњу врхунске опреме. Са текућим технолошким напретком и растућим захтевима тржишта, индустрија легираног челика наставља да се развија и иновира како би испунила разноврсније захтеве и захтеве високих перформанси у будућности.
Величина тржишта и стопа раста кинеске индустрије легираног челика
У току друштвеног и економског развоја Кине, легирани челик је играо кључну улогу као кључни стратешки материјал. Последњих година домаћа производња легираног челика показује јасан тренд раста. Према статистичким подацима, од 2019. до 2021. године кинеска годишња производња легираног челика узастопно је порасла на 47,0243 милиона тона, 54,0275 милиона тона и 55,2346 милиона тона. Посебно, између 2020. и 2021. године, стопе раста су достигле значајних 14,9% и стабилних 2,2%, респективно, демонстрирајући одрживо и стабилно проширење производних капацитета кинеске индустрије легираног челика.
Вођена брзим растом индустрија као што су петрохемија, производња аутомобила, ваздухопловство и фосилна енергија, потражња Кине за легираним челиком стално расте. У 2021., обим продаје легираног челика на кинеском тржишту достигао је рекордних 55,3521 милиона тона, што представља повећање од 3,2% у односу на претходну годину.
У структури производа, у 2021. години, висококвалитетни легирани челик чинио је само 5,08% укупне производње специјалног челика, док је легирани челик (генерал) чинио 22,51%, а нелегирани челик 37,32%. Ово указује да легирани челик има значајан удео на кинеском тржишту специјалног челика, а његова производња расте из године у годину због технолошког напретка и растуће тржишне потражње.
Према подацима компаније Зхиианзхан Цонсултинг, величина тржишта кинеске индустрије легираног челика била је 25,648 милијарди јуана у 2018. До 2023. достигла је 30,495 милијарди јуана, што представља раст од 3,43% на годишњем нивоу.
Проблеми у индустрији легираног челика
Као и индустрија челика у целини, сектор легираног челика се такође суочава са одређеним степеном превеликих капацитета. Иако се легирани челик широко користи у многим областима врхунске производње због својих одличних својстава, неравнотеже у развоју индустрије и флуктуације у потражњи на тржишту довеле су до превелике понуде неких производа од легираног челика ниске класе или опште намене. Као резултат тога, искоришћеност капацитета остаје ниска. У исто време, због заостајања у технолошким иновацијама и надоградњи производа, микс производа неких предузећа није успео да се брзо прилагоди променљивој потражњи за специјалним легираним челиком из производње врхунске опреме и индустрија у настајању.
Иако је кинеска индустрија легираног челика постигла одређени ниво међународног утицаја у смислу обима, још увек има простора за побољшање у истраживању и развоју основне технологије, развоју нових материјала и стабилности квалитета производа. Капацитет за независну иновацију је недовољан. Конкретно, Кина остаје веома зависна од страних извора за производне процесе и техничке патенте одређених производа од легираног челика високе класе. Ова зависност не само да ограничава индустријску надоградњу, већ и ограничава способност индустрије да се такмичи на тржиштима са вишом додатом вредношћу.
Штавише, индустрију легираног челика карактерише релативно фрагментирана тржишна структура са ниском концентрацијом. Велика основна предузећа држе само ограничен удео на тржишту, док постоје бројна мала и средња предузећа. Ова фрагментирана индустријска структура омета оптималну алокацију ресурса, што доводи до честог снижавања цијена и нездраве конкуренције међу фирмама. То такође слаби њихову преговарачку моћ у набавци сировина, продаји производа и технолошком истраживању и развоју, што отежава постизање јаке економије обима или успостављање ефикасних механизама за колаборативне иновације.
Перспективе развоја индустрије легираног челика
Као кључни добављач основних материјала за напредну производњу, индустрија легираног челика показује снажан потенцијал раста и широке изгледе за будући развој.
Прво, вођена технолошким иновацијама, индустрија ће наставити да унапређује производне процесе и истраживање и развој у науци о материјалима. Посебан нагласак биће стављен на развој легираних челика са побољшаним својствима као што су висока чврстоћа и жилавост, отпорност на корозију и перформансе на високим температурама, како би се задовољили растући захтеви сектора производње врхунске опреме, укључујући ваздухопловство, нова енергетска возила, бродско инжењерство, петрохемију и енергетску опрему. Континуираним увођењем нових производа као што су средње и нискотемпературни плочасти челици, високотемпературни легирани челици и прецизни челици, индустријска структура сектора легираног челика ће бити додатно оптимизована. Ово ће помоћи Кини да освоји већи удео на међународном тржишту врхунског челика и побољша своју глобалну конкурентност.
Као одговор на националну стратегију очувања енергије и смањења емисија, индустрија легираног челика ће предузети веће кораке ка зеленом развоју. Усвајањем енергетски ефикасније и еколошки прихватљивије технологије топљења и производне опреме, индустрија ће радити на смањењу потрошње енергије и емисија загађивача током производње. Ово не само да помаже да се испуне строги еколошки прописи, већ и компанијама доноси веће друштвено признање и дугорочну вредност бренда.
Дигитална и интелигентна трансформација постаће нови мотор за раст индустрије легираног челика. Увођење напредних технологија као што су индустријски интернет, велики подаци и вештачка интелигенција омогућиће управљање производњом засновано на информацијама, интелигентну контролу процеса и прецизне услуге. Ове промене ће побољшати ефикасност производње, смањити оперативне трошкове и довести до нових модела пословања и услуга.
Укратко, вођена технолошким иновацијама, зеленим развојем, интелигентном надоградњом и политикама подршке, очекује се да ће индустрија легираног челика одржати стабилан раст у наредним годинама, постићи индустријско реструктурирање и надоградњу и пружити чврсту материјалну основу за висококвалитетан развој кинеског производног сектора. У исто време, компаније унутар индустрије морају се континуирано прилагођавати и усавршавати како би се прилагодиле променама на тржишту, искористиле развојне прилике и одговориле на будуће изазове.
Према предвиђањима компаније Зхиианзхан Цонсултинг, очекује се да ће величина тржишта кинеске индустрије легираног челика расти по стопи од 2%–3% између 2024. и 2030. До 2030. године, предвиђа се да ће величина тржишта достићи 36,795 милијарди јуана, што представља повећање од 2,44% у односу на претходну годину.
