梅宽志: 复合板行业发展情况分析

助产销谋未来。郑东新区会展中心春意盎然，由全联冶金商会、冶金工业规划研究院、中国金属材料流通协会指导，中钢网与天津友发钢管集团联合主办的“第十五届中国钢铁高峰论坛暨2023年钢铁行业发展走势展望”，于2023年3月18日-19日在郑州国际会展中心轩辕堂隆重举办，安徽金元素复合材料有限公司副总经理梅宽志受邀参与主题演讲，以下是精彩演讲内容：

各位领导、各位专家，下午好！

非常感谢此次高峰论坛给我这么好的机会，让我在板材这个大品种的平台上面，来介绍我们复合板这样一个小众品种，希望通过这次介绍能让大家对金属复合板有个更深的认识。

我分为四个方面给大家介绍：首先介绍一下我们公司概况，倒不是为了宣传，就是为了做一个证明题，证明为什么是我们公司能够代表同行的兄弟单位，给大家做这个品种的介绍，做这个品种的宣传。

一、公司概况

金元素是南钢新材料产业的重要平台之一，是国内金属复合板行业的龙头企业、国家高新技术企业、国家级专精特新小巨人企业。公司2021年于安徽滁州建厂，20年底被南钢控股，成为南钢的子公司，拥有集轧前组坯焊接及轧后分板矫直处理为一体的专业化、现代化复合板生产线。

今年6月份将形成五万吨热轧加上五万吨爆炸的产线配套，这也是南钢复合板产能扩充、装备升级、产品提档、结构优化的一个里程碑事件。

公司定位是打造全球金属复合板材料的引领者。我们公司有三个特点，这是做证明题的论据，总体有三个：一是市场份额连年第一，二是高端品种全面覆盖，三是科研平台持续创新。南钢在讲No.1跟Only1，2018年起我们轧制复合板市场占有量连续5年第一，2022年排产量3.04万吨，产量达到2.86万吨，市场占比达到约43%。品种上，我们能做到数个Only1，如国内唯一批量稳定供应500Mpa级别桥梁用不锈钢复合板；如国内唯一供应825镍基合金热轧复合板，目前常规规格的825纯材单价在20多万一吨，但采用复合板只要十万块钱左右，成本较纯材缩减一大半，这就是复合板的价值所在。第三是我们科研平台的持续创新，公司联合东南大学、东北大学、北京科技大学，南京航空航天大学、西安建筑科技大学等8所在复合材料领域颇具建树的博导专家共同成立了复合板工作室，致力于高端复合板材的研发。

我们的母公司—南钢，2022年世界钢铁企业技术竞争力排名第十，中国钢铁企业综合竞争力A+级。南钢主张双擎驱动，双主业发展，即“钢铁主业+新产业”。新产业方面涉及到智能制造12家、新材料10家、能源环保9家、产业互联网6家、产业链延伸11家企业。安徽金元素复合材料有限公司就是属于新材料板块。

二、行业介绍

金属复合板是将不锈钢、镍基合金或钛等，和合金钢板紧密结合在一起，既有不锈钢、镍基合金等优秀的防腐耐蚀性能，又具有合金钢良好的机械性能及显著的成本优势，同时可以节约贵重金属，降低成本。个人认为这是一个朝阳行业。

目前主要有两种制备方法：第一种是爆炸复合，就是利用炸药爆炸时产生的瞬时高温、高压以及高速冲击的爆轰波来实现两层或多层金属间固态冶金结合。这是比较“古老”的方式。第二种是轧制复合法，让基板和复板处于表面洁净状态，通过加热和塑性变形时，原子间高度扩散作用，达到连续的冶金结合。从刚炸完的钢板情况看，它的变形还是比较严重的，但是相对而言，通过轧机轧出来的复合板情况，不平度要好很多。

爆炸复合工艺的发展历史，其实最早要溯源到一战的时候，那时有个军工科学家发现了一颗子弹爆炸在铁锹上面，结果两种金属就复合在一起了，这是第一次发现这个现象。1944年的时候由美国科学家卡尔提出了这样一个理论，同时在后面又做了一个实验，在1959年由腓尼裘克成功的制备出世界上第一块复合板。我们国家是1963年开始研究这个工艺，1966年成功开发出我国第一块爆炸焊接实验板，但是1968年才正式将这个工艺用于工业生产当中。所以，爆炸发展已经有60多年的历史了，陆续已经有了80多种组合方式，成功开发出了不锈钢-钢、钛-钢等复合钢板。据不完全统计，去年我国爆炸复合板产量有90万吨左右，相比大品类的板材还是比较少的。

接下来介绍一下轧制复合工艺的历史，20世纪50年代的时候美国率先开始研究轧制复合理论，1955年前苏联针对易氧化金属间的复合，率先开始了真空轧制工艺的研究，1985年日本JFE公司将真空电子束焊接与热轧法融合在一起，组成了相对成熟的真空轧制法，使真空度达到0.01pa，界面复合率达到99%，剪切强度大于210Mpa。

国内本世纪初开始涉猎这个行业，随着造纸、桥梁行业的应用扩展，大概在2015年，整个行业取得一个突破，但是目前这也属于起步发展阶段，目前热轧的平板产量大概在7万吨，卷板在3万吨左右，由于现在绿色环保低碳的要求越来越高，轧制复合板工艺有着非常广阔的前景。

下面我把这两种方式做一个对比，上图是轧制复合，下图是爆炸复合。轧制复合方面，目前主流采用对称组坯的方式，后面会重点介绍。爆炸焊接方面，下层是碳钢，上层是不锈钢，在不锈钢上面铺设炸药，按这个顺序堆放、施爆。轧制复合能实现整个工艺流程的规模化、环境污染小，不受气候影响，交货期非常稳定，批量化生产订单成本非常低，界面可以实现100%冶金结合，厚度小于等于40的时候成本比较有优势。反过来，爆炸复合就弥补了它的劣势，它的复合品种比较多，像铜、锆等非常贵重的金属，单价都达到几十万、几百万，都能通过爆炸把它跟一些普通的碳钢结合在一起。二是厚度上面它能突破轧制复合的限制，一百多毫米厚、两百毫米厚的都能实现，厚板成本相对更低一点。三是它机动灵活，适合零散生产。四是可以生产圆形的封头或者异形件。第五是应用行业比较早，认可度比较高，这是两者的优劣势对比。

轧制复合生产工艺的流程图，第一步是表面处理，将不锈钢跟碳钢分别进行表面打磨，然后进行组坯，我们通过焊接把它们组成一个坯子，变成一块复合坯，再将这个复合坯送到钢厂，利用钢厂的大型轧机进行初轧、精轧，这个流程跟普通钢板的生产流程是基本一致的，接着就是进行热矫、切割、分板，因为我们用了对称组坯，两块板子中间不锈钢和不锈钢之间涂了隔离剂，所以分离的时候可以把一块坯子变成两块板子，最后再进行一次矫直，保证不平度要求，然后再水抛、包装出库。

产线方面，现场的焊接、加热、轧制、复合、控轧、控冷、热处理、切割、矫直、抛光完整的工艺图。这是南钢轧制产线的情况，大家知道南钢现在有2800mm、3500mm和5000mm这3条板材生产线，产线配套是国内最齐全最合理的，目前一般是用2800mm和5000mm产线生产复合板，热处理炉等也是必须的装备，用来处理高等级高要求的产品。

复合板产品大纲上，从奥氏体不锈钢、双相不锈钢、8020、825、625镍基合金以及钛这些复层的选择，跟普通的235常规结构钢、容器板或者桥梁钢这类基层的复合，形成了很多种组合方式。

复合板产品也需要通过特定的产品鉴定和标准认证，我们以南钢作为一个典型事例给大家做个演示。新产品鉴定方面，我们目前达到了四项国际领先、三项国际先进：石油天然气输送管用镍基合金复合板、石油天然气输送管用不锈钢复合板、高耐蚀宽幅薄规格超级奥氏体不锈钢板、耐腐蚀性油气输送管用镍基合金复合板等国际领先；桥梁用500MPa级高性能不锈钢复合板、高耐蚀超级奥氏体不锈钢复合板等多项国际先进。

因为容器板这类品种都是需要通过认证的，不管是平板也好，还是复合板也好，都是需要通过容标委认证，我们18年首次通过认证，22年4月15号我们通过了换证的评审。

南钢参与制定了《压力容器用复合板》的行业标准，以前只有爆炸，现在轧制也写进去了，所以目前爆炸和轧制工艺都可以在容器行业中应用，南钢的曾博士和王博士都参与了这个行业标准的起草。

三、应用场景

第三部分是复合板的一些应用场景，我们主要介绍五大品类，一是化工容器，这是当前不锈钢使用量最大的场景，据了解有数百万吨不锈钢用在这个领域。二是桥梁，从16年开始南钢实现了热轧复合板的首次批量应用之后，在公铁大桥上的使用非常频繁，以前我们做第一座桥的时候只有三百吨的供应量，但是现在有的公铁大桥光一座桥，复合板使用量就能达到一万多吨，大家都可以跟踪一下相关的项目。三是发电，发电用到钛板比较多一点，钛钢复合，火力发电的需求还是比较多的。四是输送管道，化工罐、液化天然气罐都有。五是造纸、食品业，这个应用非常成熟，每年基本上有几万吨的需求。

这是我们供货业绩，给大家列了一些项目名称，比如陕煤使用在乙二醇储罐上，东营项目是应用在PTA料仓。

承压容器方面，成功实现了替代爆炸板的应用，如出口欧洲的某个项目上，我们供应了正火态的热轧复合板，316L+SA516—60N，这个也是行业首次，是个重大突破。

部分重点工程上的应用，310吨的梅汕客专跨汕昆高速特大桥开创了国内轧制复合板在桥梁工程应用的先河；之后五峰山长江大桥用了3500多吨复合板，这座公铁两用桥是世界首座高速铁路悬索桥，同时主跨长1092米也是世界第一；引江济淮淠河总干渠项目，号称安徽省的一号工程，用了3980吨复合板；潍莱铁路，采用了耐候桥梁钢，因为它的主材是耐候钢，所以选择了耐候桥梁钢与不锈钢的复合；常泰大桥，采用了近7000吨复合板，其中S31603+Q500qE有1000吨，能稳定供应的目前只有南钢一家；此外，我们目前正在供应川藏铁路大渡河特大桥，共计3400吨，这座桥的政治意义非常重大。

四、未来发展

我们注重复合板品种发展的三个“新”，一是新产品的研发，二是新应用的拓展，三是新市场的创造。新产品中，镍基合金、哈氏合金、钛钢都是重点研发的。新应用，如城市输水管道，因为它的成本相对目前的水泥管道、纯铁的或者内衬式不锈钢复合板的管道还是要高一些，所以这些应用我们也在拓展。新市场的创造，我们需要深挖市场需求，大力开拓复合板应用行业，做大复合板蛋糕。

例如容器方面，需要往压力容器拓展，像反应釜、PTA料仓这类设备，都可以看看有没有市场的开拓和价值的发现。未来品种上，需要继续把复合板基层或者复层往高端化、精品化的方向发展，还有有色金属如铜、锆、镍这一类主要用在脱硫脱销、压力容器等方向。钛-钢复合是目前应用很广泛，需求潜力巨大。纯钛板目前10—12万，但是钛-钢复合目前2万元/吨左右，这个品种潜力很大。预计未来几年内，钛-钢复合板需求可以达到20-30万吨/年。

选择合适的金属复合材料，有助于降低生产成本、提高复合板整体性能，更有利于国家贵重金属资源的节约。因此，希望借助此次峰会，借助各位板材人的力量，能够共同推动此行业的进步！谢谢大家！