戰爭期間,日本民間對不銹鋼的需求幾乎沒有,飛機、艦艇、火藥設備以及其他有關軍需的產品占了絕大多數,戰爭結束前雖然其產量達到最高峰,可是隨著戰爭的結束,軍隊需求消失,于是產量急速下降。戰后的不銹鋼界沒有獲得來自政府的補償金,其復興大幅度延遲。當時,由于其他工業的復興也有所延遲,所以對不銹鋼的需求只來自面向駐軍的廚房用品、西餐餐具、鍋等等。不過伴隨著食品的增產,出現了面向硫酸銨工廠的18Cr-8Ni不銹鋼,1950年熱軋鋼材的產量恢復到4600噸。1953年以后,對化學纖維、尿素、奶酪工廠、石油化工等生產用品的需求以及對西餐餐具、廚房用品等消費用品的需求都急速提升,1954年產量超過了戰前的最高水平,此后如圖2.2所示一直急速增長。1959年設立了日本不銹鋼協會,整個行業都努力開拓不銹鋼的需求,為今后的擴大需求做出了貢獻。而且,1958年以后各不銹鋼生產廠家都紛紛設置了用于制造寬幅帶的森吉米爾軋機,由于板材的批量生產成為可能,并且成本大幅度減少,所以除產業器械以外,對用于持久耐用消費品的不銹鋼的需求加速增長。從20世紀60年代后半期開始出現了防公害器械,特別是排煙脫硫裝置和汽車排氣凈化氣裝置等新型需求,而且1975年以后與建筑相關連的需求進一步擴大,其用途呈現多樣化趨勢。
1955年(nian)(nian)(nian)以后(hou),日(ri)本(ben)(ben)以及主要不銹(xiu)鋼(gang)(gang)生(sheng)產(chan)國(guo)的(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)粗鋼(gang)(gang)產(chan)量(liang)的(de)推移(yi)情況如(ru)圖2.3所(suo)示(shi)。日(ri)本(ben)(ben)1958年(nian)(nian)(nian)的(de)產(chan)量(liang)約為(wei)(wei)10萬(wan)噸(dun),伴隨森(sen)吉米爾軋(ya)機的(de)開動,從1960年(nian)(nian)(nian)開始產(chan)量(liang)急劇增(zeng)(zeng)加(jia),1961年(nian)(nian)(nian)超(chao)過(guo)了(le)(le)歐洲各(ge)國(guo)位居世(shi)界第(di)二(er)位,1970年(nian)(nian)(nian)生(sheng)產(chan)了(le)(le)160萬(wan)噸(dun)多,超(chao)過(guo)美國(guo)一(yi)(yi)(yi)躍成為(wei)(wei)最大的(de)生(sheng)產(chan)國(guo),從此一(yi)(yi)(yi)直(zhi)保持產(chan)量(liang)第(di)一(yi)(yi)(yi)。不過(guo)國(guo)外產(chan)量(liang)的(de)增(zeng)(zeng)長(chang)也(ye)是(shi)十分顯著的(de),如(ru)圖2.3所(suo)示(shi),從1985年(nian)(nian)(nian)前后(hou)開始,被(bei)分類(lei)于“其他”各(ge)國(guo)的(de)增(zeng)(zeng)幅非(fei)常明(ming)顯,另外進入90年(nian)(nian)(nian)代(dai)后(hou)韓國(guo)的(de)產(chan)量(liang)迅速增(zeng)(zeng)長(chang)。1997年(nian)(nian)(nian)西方各(ge)國(guo)的(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)粗鋼(gang)(gang)產(chan)量(liang)達(da)到1603.5萬(wan)噸(dun),日(ri)本(ben)(ben)達(da)到362.6萬(wan)噸(dun),均達(da)到了(le)(le)歷史最高(gao)紀錄,不過(guo)日(ri)本(ben)(ben)所(suo)占(zhan)的(de)市場份(fen)額1982年(nian)(nian)(nian)達(da)到最高(gao)峰,為(wei)(wei)35%,此后(hou)一(yi)(yi)(yi)直(zhi)呈現下降(jiang)趨勢。此外,在日(ri)本(ben)(ben),不銹(xiu)鋼(gang)(gang)對全部(bu)鋼(gang)(gang)鐵的(de)比率1951年(nian)(nian)(nian)僅為(wei)(wei)0.09%,此后(hou)漸(jian)漸(jian)增(zeng)(zeng)長(chang),1970年(nian)(nian)(nian)為(wei)(wei)1.6%,1990年(nian)(nian)(nian)為(wei)(wei)2.6%,1998年(nian)(nian)(nian)達(da)到3.1%。
圖2.4 把不(bu)銹鋼板(ban)的用途進行了分類,顯示了1969年以后日本國內需求量的推移情況。各種用途的增長均十分明顯,80年代后半期以后的增幅尤其顯著,其中又以建設及運輸器械(主要是汽車)的增長最為引人注目。
1. 主要制造技術發展
縱觀戰后不(bu)銹(xiu)鋼(gang)技術、設備的發展(zhan),1948年左(zuo)右有關氧氣煉鋼(gang)法的技術信息傳入(ru)(ru)日(ri)本(ben),各個(ge)廠(chang)家都(dou)(dou)進(jin)行了研究,此(ci)方(fang)法首先在美國被開(kai)發并從1946年左(zuo)右開(kai)始投入(ru)(ru)使用。此(ci)方(fang)法利(li)用電(dian)弧(hu)爐(lu)把(ba)鉻(ge)的損(sun)耗限定到最小進(jin)行脫碳(tan)(tan)。到1950年,此(ci)技術已經可(ke)以應(ying)用到工業生產(chan),對實現批量生產(chan)低碳(tan)(tan)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)、廢料利(li)用、增大爐(lu)容量來提高生產(chan)都(dou)(dou)做出了巨(ju)大貢獻。在引入(ru)(ru)爐(lu)外(wai)精(jing)煉法之前(qian),此(ci)方(fang)法一直是不(bu)銹(xiu)鋼(gang)精(jing)煉法的主流。
1958~1964年各不(bu)銹(xiu)鋼生(sheng)產(chan)廠(chang)家都設置了用于軋制寬幅帶的(de)森吉米爾(er)軋機(ji),有助于實(shi)現批量生(sheng)產(chan)精度較高(gao)的(de)板帶材,大幅度降低了成本。此外(wai),1960年八幡制鐵(tie)所研(yan)制了不(bu)銹(xiu)鋼用立式連鑄機(ji),以此為(wei)開端,1965年各公司都相(xiang)繼安裝了連續鑄造設備(bei),簡化了工序,提高(gao)了成品率。
在精煉領域,各公司盛行引入爐外精煉法,其中也包括VOD(真空氧氣脫碳)法及AOD(氬氧脫碳)法。也就是說,各公司從1969年開始引進了德國的Witten公司開發的VOD法,從1971年開始引進了美國的Union Carbide公司開發的AOD法。這對生產及產品質量的提高,特別是對不銹鋼實現低碳、低氮化,做出了巨大貢獻;同時,如后面所講到的,這對于擴大鐵素體不銹鋼的需求也發揮了巨大作用。此后,雖然控制、管理等周邊技術也獲得了長足發展,可是制造技術本身并沒有產生劃時代的變化。我們期待在不久的將來,薄帶連鑄技術能夠投入實際應用。
2. 鋼種的發展
回顧不銹鋼鋼種的發展,可以知道戰爭剛剛結束的時候,人們致力于生產現有的歐美的不銹鋼鋼種。20世紀50年代開始研制用于化學工業的耐酸性奧氏體不銹鋼,改善耐晶間腐蝕性,能夠制造美國戰爭期間開發的沉淀硬化體不銹鋼,并且完成了對其性質的研究。進入20世紀60年代以后,在提高性能,特別是耐腐蝕性方面,日本針對經常發生的應力腐蝕和點腐蝕(shi)現象,展開對不銹鋼的研究,也開發出了日本自己的鋼種。
20世(shi)紀70年代以(yi)后(hou),由(you)于(yu)引(yin)入(ru)了(le)(le)前面(mian)提到的爐外(wai)精(jing)煉(lian)法,鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的品質獲得特別提高(gao)(gao),鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)作為工業材料(liao)開始(shi)嶄露頭角(jiao),誕(dan)生(sheng)了(le)(le)多種(zhong)(zhong)新型鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)。另外(wai),奧氏體(ti)(ti)及奧氏體(ti)(ti)-鐵素體(ti)(ti)雙相不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)方面(mian),也是由(you)于(yu)爐外(wai)精(jing)煉(lian)法的引(yin)入(ru),低碳、高(gao)(gao)鉻化(hua)變得容易。而且利用(yong)AOD使(shi)氮的添加(jia)也容易起(qi)來(lai),所以(yi)如(ru)后(hou)所述,也開發(fa)了(le)(le)多種(zhong)(zhong)新鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)。20世(shi)紀70年代以(yi)后(hou),不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)被用(yong)于(yu)各種(zhong)(zhong)用(yong)途(tu),除耐腐(fu)蝕性以(yi)外(wai),還實(shi)現了(le)(le)對強度、成形性、焊(han)接(jie)性、切削性的改良(liang),開發(fa)了(le)(le)多種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)。其(qi)中(zhong)一部分在(zai)以(yi)后(hou)的JIS修訂(ding)中(zhong)被標準化(hua),其(qi)余的作為各公司自己(ji)的鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)大多數都已(yi)被發(fa)表。