一、5Ni鋼簡介及應用領域

5Ni鋼主要產品牌號為X12Ni5、5Ni、07Ni5DR、5%Ni、KL5N43、5.0Ni、NV 5Ni，生產厚度規格為5～60m，寬度規格為1500～4500mm。液化石油氣(LPG)與液化乙烷(LEC)和液化乙烯(LEG)分別是重要的清潔能源和化工原料，我國將成為世界上最大的LPG、LEC和LEG用戶之一。LPG、LEC和LEG超低溫性要求其結構材料具有良好的耐低溫性能，其儲運用設施的關鍵建造材料為5Ni鋼，目前國內對5Ni鋼的需求主要依賴進口，從國外進口不僅價格非常昂貴而且交貨周期非常長，對我國的能源領域與化工領域的安全保障極為不利。5Ni鋼生產關鍵技術目前被日、歐少數企業壟斷，國內也無相對應牌號的材料。因此5Ni鋼的開發和應用無論對企業的發展還是對推動冶金行業技術進步、促進能源和化工行業的發展都具有重大意義。

5Ni鋼建造的大型乙烷船B型倉照片

二、關鍵技術及水平

創新點1：低碳低磷低硫的高純凈度高效冶煉關鍵控制技術：可以實現在LF精煉爐深脫硫的冶煉過程增碳含量穩定控制在0.015%以內；熔煉成分可達到C≤0.06%，P＜50ppm，S＜18ppm，同時提高生產效率，冶煉周期由50～60min縮短至40～45min，為5Ni鋼優良的低溫韌性奠定了基礎。獲得授權發明專利1件(ZL201711423645.6)。達到國際先進水平。

創新點2：窄公差厚度控制技術：根據產品厚度需求細化坯料長度和軋件長度；根據軋制過程板坯溫差，分區調整加熱功率、嚴格控制加熱時間、調整軋制速度偏差精準化控制軋制速度；實現±0.2mm窄5Ni鋼產品的穩定生產。獲得授權發明專利2件(ZL201210180471.6，ZL202010146267.7)；達到國際領先水平。

創新點3：整套5Ni鋼生產工藝技術：國內率先開發出5Ni鋼專用的“成分設計-低溫加熱-控制軋制-離線淬火-回火”的工藝技術，生產鋼板組織均勻細小，晶粒度可以達到8級，鋼板屈服強度≥450MPa，抗拉強度≥570MPa，延伸率≥21%，標準試樣-120℃低溫均值≥160J，綜合性能優異。達到國際先進水平。

創新點4：性能指標個性化需求生產技術：通過優化合金成分體系、優化軋制過程、強化熱處理等，實現了窄屈服強度為450～610MPa產品的穩定化生產，滿足了用戶獨特需求的產品供應。同時可滿足-110℃CTOD和NDT等個性化技術要求。達到國際領先水平。

三、實物質量

南鋼生產的5Ni鋼與國外相近規格5Ni鋼拉伸和低溫沖擊性能對比：南鋼5Ni鋼屈服強度范圍為557MPa～615MPa、抗拉強度范圍為602MPa～676MPa、斷后伸長率范圍為24%～26.5%、低溫沖擊吸收能量范圍為231J～296J；奧鋼聯5Ni鋼屈服強度范圍為532MPa～672MPa、抗拉強度范圍為622MPa～699MPa、斷后伸長率范圍為22.3%～25.3%、低溫沖擊吸收能量范圍為158J～233J；蒂森克虜伯5Ni鋼屈服強度為512MPa～584MPa、抗拉強度為600MPa～639MPa、斷后伸長率為21%～25%、低溫沖擊吸收能量范圍為201J～235J。

各項技術指標的對比證明，南鋼5Ni鋼達到了國外同類鋼板的實物水平。

四、研發和市場開拓進程

1、2012年5月初公司立項，南鋼成立5Ni鋼研發團隊，與東北大學合作研發5Ni鋼，6月初成功冶煉并連鑄第一爐5Ni鋼，6月底成功研制5～50mm5Ni鋼；

2、2013年初完成ABS、BV、CCS、DNV、GL和LR六國船級社認證工作并獲得證書；

3、2013年9月，完成容標委技術評審，在-120℃～100℃范圍內可以用于建造低溫壓力容器和儲罐；

4、2014年獲得4條大型VLEC(液化乙烯)船訂單，實現了規?；€定供貨，打破了國外的壟斷地位，填補了國內的空白；

5、2015年2月，完成蘇省經濟與信息化委員會新產品鑒定，鑒定意見是“實物質量達到國際領先水平”；

南鋼與國際先進鋼廠生產的5Ni鋼性能對比

6、2016年完成產品規格升級，通過7國船級社認證(至2022年已擴到8個)，最大研發厚度達到60mm，最大寬度拓展到4500mm；

7、2019年與江南船廠開展合作，開發出窄公差帶鋼板生產工藝，為大型B型VLEC船罐建造奠定基礎；并陸續為江南船廠全球最大VLEC船液貨倉提供5Ni鋼材料；

8、2020年完成江蘇精品認證，獲得“江蘇精品”證書；

9、2020年南鋼獲得江南船廠的“五星優秀合作單位”

10、2020和2021連續兩年獲得中國船舶集團有限公司“金牌供應商”的稱號；

11、2022年5月，南鋼獨家供貨5Ni鋼建造的99000m3的世界最大乙烷船成功交付。

 

五、生產規格與加工能力

南鋼5Ni鋼產品規格如下：

5～6mm：最大寬度為3000mm；

＞6mm～＜10mm：最大寬度3200mm；

10～60mm：1500～4500mm。

產能：年產5萬噸。

供貨周期：2～3個月。

厚度公差：可滿足EN10029、GB/T 709、客戶個性化定制等要求，極限厚度公差范圍可以控制到±0.20mm；

平直度：≤6mm/m；

探傷：可滿足EN10160，NB/T47013等國際上主要標準要求；

剩磁：≤30Gas

六、南鋼5Ni鋼市場供貨業績

南鋼生產的5Ni鋼被用于建造、世界最大液化乙烷船(VLEC)、液化乙烯船(LEG)、液化石油氣(LPG)，船的設計溫度低至-104℃。已經獲得訂單超過6.2萬噸。

5Ni鋼主要供貨業績表

建造的VLEC船 建造的乙烯儲罐C型罐 建造的乙烯儲運船

 

七、5Ni鋼的360°服務和用戶評價

除了注重產品實物質量，南鋼還關注為用戶提供基于產品的增值服務和全面的解決方案。

1、針對5Ni鋼表面質量，南鋼開發了鋼坯修磨、噴涂、低溫加熱等專用工藝。

2、針對5Ni鋼的焊接、冷彎、切割等加工和應用技術由專設的用戶技術研究所提供相關技術支持，為客戶提供專業的技術指導，并能夠針對客戶遇到的技術問題，提供適合的解決方案。

3、在5Ni鋼交付過程中，南鋼開啟了定制配送，且提供現場輔導用戶卸貨、運送以及對鋼板剩磁控制等細致入微的服務。

江南船廠五星優秀合作單位中國船舶集團有限公司2020和2021年度“金牌供應商”

用戶使用報告

4、南鋼5Ni鋼開發團隊，研制的產品性能均符合使用要求，且滿足了客戶窄屈服強度、窄厚度公差、-110℃溫度下CTOD和NDT試驗等個性化需求。

5、2021年，南鋼獲得江南船廠的“五星優秀合作單位”和中國船舶集團有限公司“金牌供應商”的稱號。

截止目前，南鋼5Ni鋼已累計應用近3萬噸，獲得江南船廠五星優秀合作單位和中國船舶集團有限公司“金牌供應商”等稱號，得到用戶的一致好評。

 

八、南鋼5Ni總體優勢及差距

1、總體優勢

·產品規格全覆蓋：產品規格齊全，可實現行業需求規格的全覆蓋，厚度可以從薄到厚(5～60mm)，寬度可以從窄到寬(1500～4500mm)的鋼板。

·實物質量：達到國際領先水平，得到了客戶和專業人士的高度肯定和好評。

·供貨周期短：與奧地利和德國等鋼廠6個月以上相比顯著縮短。

·預制加工：提供鋼板涂漆、打坡口、成型等預制加工，月加工能力5000噸。

·研發實力：有專業的5Ni鋼研發團隊和焊接實驗室，可以提供全生命周期內的技術服務；

·業績突出：南鋼目前是5Ni鋼的主要生產企業，有著豐富的生產和供貨經驗，連續三年國內市場占有率100%。

·售后服務：售后安排專業服務經理，與客戶交流使用情況，了解客戶使用滿意度，高效溝通，快速解決問題。

2、存在差距

國內低溫鋼的研發起步較晚，產品在國際上品牌效應較弱。

九、南鋼5Ni鋼未來總體目標

南鋼將發揮其創新優勢，優化工藝，極致降本，獲得高質量低成本的快速生產技術；積極打造5Ni鋼品牌知名度，繼續拓展5Ni鋼的應用領域，提高市場占有率，力爭進入國際市場，提高國際市場競爭力。

1、基礎技術研究

南鋼5Ni鋼經過多年發展，在LEG和VLEC等船的液貨系統得到應用，國內業績領先；但5Ni鋼疲勞裂紋擴展速率和斷裂韌性等基礎數據國際上都還無文獻報道，導致在設計一些特殊艙型和結構時無數據可參考，阻礙了5Ni鋼的進一步應用，因此急需開展5Ni板及焊接接頭低溫斷裂韌性疲勞擴展速率曲線測定及研究，為行業中5Ni鋼應用設計提供參考依據，同時開展行業標準制定。

2、市場推進目標

(1)借助品牌產品的優勢，參與相關行業會議，提高5Ni鋼在國際上的認知度。

(2)加大推廣力度，積極與設計院、業主等交流，拓展新的應用領域。

(3)借助南鋼全球商業網絡，收集工程項目應用信息，力爭在未來2年實現首單出口。

附表 申請專利情況