不锈钢基本情况介绍——不锈钢期货上市专题之一

一、不锈钢介绍

不锈钢是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢；而将耐化学腐蚀介质（酸、碱、盐等化学浸蚀）腐蚀的钢种称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异而使他们的耐蚀性不同，普通不锈钢一般不耐化学介质腐蚀，而耐酸钢则一般均具有不锈性。“不锈钢”一词不仅仅是单纯指一种不锈钢，而是表示一百多种工业不锈钢，所开发的每种不锈钢都在其特定的应用领域具有良好的性能。和建筑构造应用领域有关的钢种通常只有六种，都含有17～22%的铬，较好的钢种还含有镍。添加钼可进一步改善大气腐蚀性，特别是耐含氯化物大气的腐蚀。

不锈钢常按组织状态分为：马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体（双相）不锈钢及沉淀硬化不锈钢等。按成分划分则可以分为：铬系不锈钢、铬镍系不锈钢和铬锰氮系不锈钢等。具体来看：

1、  铁素体不锈钢：含铬量在12%-30%。铁素体不锈钢的耐蚀性、韧性以及可焊接性随着铬含量增加而提升，可以抵抗大气、硝酸以及盐水溶液等腐蚀，有着很好的抗高温和抗氧化性能，适合用于硝酸及食品的工厂设备。

2、  马氏体不锈钢：马氏体不锈钢强度较高，可塑性和可焊接性较差。由于含碳量高，因此具有较高的强度、硬度和耐磨性。耐腐蚀性较差，通常用于力学性能零件，包括弹簧以及汽轮机叶片等，使用前大多经过淬火和回火处理。

3、  奥氏体不锈钢：是目前使用最广的一类钢材。含铬量大于18%，还含有大约8%的镍以及少量的钼、钛、氮等元素。奥氏体钢的综合性能较好，可以承受多种介质腐蚀，通常用来制作一些耐酸设备，例如耐蚀性容器以及输送管道的设备零件等。

4、  奥氏体-铁素体（双相不锈钢）：双相不锈钢是奥氏体和铁素体组织各占约一半的不锈钢，在含碳较低的情况下，铬含量在18%-28%，镍含量在3%-10%，有些双相不锈钢还含有钼、铜等合金元素。双相不锈钢兼具奥氏体和铁素体不锈钢的特性，与铁素体相比，可塑性和韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提升。

图一：不锈钢分类

资料来源：宝钢、申万期货研究所

不锈钢是我国特钢行业中最主要的钢铁品种，由于其良好的性能，在建筑装饰、交通运输、航空航天、石油化工、能源发电、食品加工、环保以及医疗等领域得到广泛应用。2018年我国不锈钢产量达到2671万吨，是全球第一大不锈钢生产国和消费国，在世界不锈钢市场具有重要地位。不锈钢行业的市场化程度高、市场主体多样、价格波动频繁，企业避险需求强烈。推出全球首个不锈钢期货，有助于规范流通秩序，促进形成公开、公平的定价机制，进一步增强我国在国际不锈钢市场的定价影响力，并为相关产业链企业提供价格风险管理工具。

二、不锈钢生产工艺

目前世界上生产不锈钢的冶炼工艺主要分为一步法、二步法和三步法，其中EAF+AOD(电弧炉+氩氧精炼炉)的两步法工艺约占70%，三步法工艺约占20%。随着低磷铁水被广泛应用于不锈钢生产，新型一步法不锈钢冶炼工艺也被越来越多的不锈钢生产企业采用。

一步法：早期的一步法不锈钢冶炼是指在一座电炉内完成废铁熔化、脱碳、还原和精炼等工序，将炉料一步冶炼成不锈钢。随着炉外精炼工艺的不断发展以及AOD炉在不锈钢生产领域的广泛应用，这种仅用电炉冶炼不锈钢的一步法冶炼生产工艺由于冶炼周期长、作业率低、生产成本高，被逐步淘汰。

目前很多不锈钢生产企业采用部分低磷或脱磷铁水代替废钢，将铁水和合金作为原料进入AOD炉进行不锈钢的冶炼，由此形成了新型一步法冶炼工艺。新型一步法冶炼工艺与早期一步法相比在生产流程上取消了电炉这一冶炼环节，其优点包括：一是降低投资，二是降低生产成本，三是高炉铁水冶炼降低了配料成本,降低了能耗，提高了钢水纯净度，四是废钢比低，适应现有的废钢市场。对于冶炼400系列不锈钢具有较好经济性。新型一步法对原料条件和产品方案具有一定要求：一是要求AOD入炉铁水磷含量低于0.03%以下，因此冶炼流程中须增加铁水脱磷处理环节，二是不适用于成分复杂、合金含量高的不锈钢品种。

二步法：二步法不锈钢代表工艺路线为EAF→AOD、EAF→VOD(电弧炉→VOD真空精炼炉)。EAF→AOD工艺的产能目前占世界不锈钢产能的70%左右，其中EAF炉主要用于熔化废钢和合金原料，生产不锈钢预熔体，不锈钢预熔体再进入到AOD炉中冶炼成合格的不锈钢钢水。二步法不锈钢冶炼工艺被广泛应用于生产各系列不锈钢,其优点包括:电炉对原材料要求不高，生产周期相对于一步法工艺稍短，灵活性好，可生产除了超低碳、氮不锈钢外95%的不锈钢品种。

二步法在介质消耗、品种方案等方面须注意以下三点：一是近年来随着冶炼工艺的进步和操作水平的提高，两步法冶炼工艺的氩气等介质消耗量明显减少，但相比一步法和三步法其氩气等介质消耗仍稍大。二是AOD炉脱碳到终点时，钢水中氧含量较高，须加入硅铁还原钢水中的氧，因此硅铁耗量高。三是目前还不能用于生产超低碳、氮不锈钢，且钢中含气量较高。

三步法：三步法不锈钢冶炼工艺。三步法的基本工艺流程为：初炼炉→复吹转炉/AOD炉→真空精炼装置。三步法是冶炼不锈钢的先进方法，产品质量好，适用于专业化的生产厂家，也适用于联合钢铁企业的不锈钢生产。不锈钢三步法是在二步法的基础上增加了深脱碳的环节，其冶炼工艺优点一是各环节分工明确，生产节奏快，操作优化；二是产品质量高，氮、氢、氧和夹杂物含量低，可生产的品种范围广；三是可采用铁水冶炼，对原料的要求也不高，原料选择灵活。三步法不锈钢冶炼工艺将冶金功能分步实现，对生产投资会产生以下影响：一是增加了工艺环节，投资和生产成本较高；二是真空装备系统复杂，维护量大。

图二：不锈钢冶炼工艺

                      资料来源：公开资料整理、申万期货研究所

三、不锈钢产业链

从上游原料到下游成品，不锈钢原料端主要涉及的金属包括铬、镍和废不锈钢。以300系不锈钢304不锈钢冷轧为例做成本拆分，其主要化学成份重量含量为：镍8%、铬铁18%，生铁70%，其他金属4%。利用2017年主要原材料的年度均价进行计算，可以看到不同原料配比下，镍是构成不锈钢生产成本最为主要的来源，占比在60%左右，其次是铬，占比在20%左右。

图三：不锈钢产业链

            资料来源：不锈钢协会、上海期货交易所、申万期货研究所 

不锈钢因其良好的耐腐蚀、耐高温等特性而被广泛应用于餐具、白色家电、化工、能源、交通和航空航天等多个领域，其中餐具、白电领域不锈钢消费占比约 45%，建筑装饰19%、制造业16%、化工能源12%、交通运输约7%。具体应用如下：

1）建筑行业

不锈钢是一种非常重要的建筑材料。由于其高韧性、框架强度高的特点让其具有良好的拉伸性，能够承受较大的载荷，跨越较大的距离。其次，不锈钢具有良好的抗腐蚀性。再者，不锈钢的品种丰富，可以满足建筑不同部位的不同标准不同要求；最后，不锈钢的便捷性使得它能轻易地被快速运输和安装。而在建筑中使用不锈钢构架，可以帮助减少碳的排放量并且不锈钢合金几乎可以被100%回收利用，环保性很强。不锈钢材料被广泛应用于建筑行业中。

2）日用制品行业

不锈钢产品在日用制品行业运用业很广泛。其耐腐蚀、耐热的特性在制造燃气灶具、暖气设备、配管及储水箱、橱柜产品、食用器皿等日用品时具有很大优势。中国已经成为全球不锈钢厨具主要生产基地，2012-2017年全国不锈钢日用制品产量有增有减。其中2017年全国不锈钢日用制品产量最高，产量为230.9万吨。2012年相对较少，产量为159.5万吨。2017年全国不锈钢日用制品产量排名分别是广东、浙江、天津、福建、江苏、上海。其中,广东省排名第一位,2017年不锈钢日用制品产量为183.25万吨,位居全国榜首。

3）家电行业

家电行业是不锈钢卷板应用的潜在大市场，多采用400系不锈钢。不锈钢在潮湿和高温环境中的安全性、经济性在家电制造中至关重要。不锈钢在家电电子行业中的运用主要可分为大家电、小家电两个部分。

空调、电视、冰箱、洗衣机四大家电中，洗衣机是不锈钢在家电中最多使用不锈钢的产品，内筒材料对耐腐蚀性能要求高。冰箱门要求材料具有磁性，同时外表要求美观，选材多为0.6mm至0.8mm的430冷轧不锈钢板，电冰箱采用冷轧板的厚度为0.4~0.6mm；有较多焊接连接的内衬则多使用奥式体不锈钢如304。

小家电方面，微波炉、热水器、电饭煲、洗碗机等均使用不锈钢生产。热水器要求波炉的内胆及外壳都会使用到不锈钢。微波炉内胆及外壳没有复杂的变形加工，一般选材以厚度为0.4~0.5mm的430不锈钢冷轧板为主，洗碗机考虑其加工变形较大，便于清洗等要求，多采用304奥氏体不锈钢。

4）汽车行业

不锈钢在汽车行业的应用可以大致归为五大类：汽车排气系统、汽车燃油箱、汽车车架、汽车零部件和汽车装饰。汽车燃油箱用不锈钢主要为不锈钢板，要求具有优良的冲压成形性能、焊接性能及较高的耐蚀性，使用较多的是300系不锈钢，如SUS304L。汽车车架用不锈钢为汽车用高强度不锈钢板，如铁素体不锈钢制成的整体车身外壳，使用寿命一般为15-20年。汽车零部件也大量使用不锈钢尤其是300系不锈钢，如不锈钢密封圈、不锈钢板式换热器，材料多采用SUS304、SUS430和SUS409L；汽车发动机系统和传动系统用不锈钢紧固件，材料多采用SUS410、SUS304、SUS316、SUS430JIL、SUH660等。汽车装饰也有不锈钢的使用，如不锈钢嵌条、天线、车轮盖或大型客车的扶手、安全栏杆、吊手杆等。

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