Рулон углеродистой стали: промышленное основание, обеспечивающее высококачественное развитие в различных отраслях

Рулон углеродистой стали, как один из самых базовых и широко используемых продуктов в металлургической промышленности, представляет собой лентовидный металлопродукт, изготовленный на основе железа с углеродом в качестве основного легирующего элемента, дополненного небольшими количеством кремния, марганца, фосфора, серы и других элементов, в результате ряда технологических процессов: выплавки, литья заготовок, прокатки и кручения. Содержание углерода в нем обычно составляет от 0,05% до 2,0%. Процент углерода напрямую определяет механические свойства и область применения продукта. Обладая ключевыми преимуществами высокой прочности, легкости в обработке и отличного соотношения цены и качества, он становится важным звеном, соединяющим производство стали с отраслями нижнего звена, и широко проникает в основные отрасли народного хозяйства, такие как строительство, автомобилестроение, машиностроение, бытовая техника и другие, заслуживая названия «костяков промышленности» .

I. Основная классификация рулонов углеродистой стали: точное разделение по содержанию углерода и технологиям производства

Логика классификации рулонов углеродистой стали проста и ясна. Они основных делятся на два измерения — по содержанию углерода и по технологиям производства. Продукты разных категорий имеют значительные различия в свойствах и точно соответствуют разнообразным потребностям отраслей нижнего звена.

（I）По содержанию углерода: три типа продуктов с разными преимуществами

Содержание углерода является ключевым показателем, определяющим твердость, вязкость и удлинение рулона углеродистой стали. Согласно этому, они делятся на три категории: низкоуглеродистые, среднеуглеродистые и высокоуглеродистые, которые имеют четкое различие в свойствах и применении .

Низкоуглеродистые рулоны стали (также называемые мягкими рулонами стали), с содержанием углерода от 0,05% до 0,30%, являются наиболее широко используемым видом. Их основное преимущество — отличное удлинение, легкая штамповка, превосходные сварочные свойства, низкая твердость и небольшая сложность обработки, благодаря чему они могут легко быть изготовлены в различные сложные формы без растрескивания. Распространенные марки включают ASTM A1011, JIS G3131 SPHC, GB/T 700 Q235 и другие. Они в основном используются в сценарях, где требуется высокая формовочность, например, для автомобильных панелей, кровельных листов в строительстве, корпусов бытовой техники, труб и т.д. .

Среднеуглеродистые рулоны стали, с содержанием углерода между 0,30% и 0,60%, по сравнению с низкоуглеродистыми, имеют значительно повышенную прочность и твердость, но несколько сниженное удлинение. Такие продукты обычно проходят термическую обработку, например, закалку и отпуск, для дальнейшего оптимизации механических свойств и удовлетворения требований к выдерживанию тяжелых нагрузок. Представative марки включают C45, ASTM A1064 и другие. Они широко применяются в машиностроении для изготовления деталей, таких как шестеренки, валы, плуги сельскохозяйственной техники и другие, а также для высокопрочных соединительных элементов в строительстве .

Высокоуглеродистые рулоны стали, с содержанием углерода от 0,60% до 2,0%, имеют самую высокую твердость и прочность, превосходную износостойкость, но плохое удлинение и сварочные свойства, а также большую сложность обработки. Типичная марка, например, C70, в основном используется для изготовления режущего инструмента, пружин, стальных тросов и других продуктов, которые имеют высокие требования к твердости и износостойкости, являясь основным расходным материалом в машинообработке и металлообработке .

（II）По технологиям производства: два основных направления — горячая и холодная прокатка

В зависимости от температуры прокатки рулоны углеродистой стали делятся на горячеепрокатные (HRC) и холоднеепрокатные (CRC). Они имеют значительные различия в технологиях производства, качестве поверхности и областях применения .

Горячеепрокатные рулоны углеродистой стали прокатываются при высокой температуре (обычно выше 1000℃), имеют высокую производительность и низкую стоимость. Продукты обладают хорошими вязкостью и пластичностью, на поверхности остается легкая окисная пленка, а точность размеров относительно средняя. Диапазон толщин обычно составляет 0,3-12,0 мм, ширина — 600-2000 мм, вес рулона — 3-15 тонн. Они в основном используются в сценарях, где не требуется высокая точность поверхности, например, для строительных металлоконструкций, оснований машин, производства труб и т.д., являясь основным продуктом на рынке рулонов углеродистой стали .

Холоднеепрокатные рулоны углеродистой стали получаются путем дальнейшей прокатки горячеепрокатных рулонов при комнатной температуре, после процессов травления, холодной прокатки, отжига и других операций. Продукты имеют гладкую поверхность, высокую точность размеров, равномерную толщину и более стабильные механические свойства. Их отличное качество поверхности позволяет использовать их напрямую для изготовления облицовочных деталей без дополнительной обработки, часто применяются в автомобильных кузовах, корпусах высококачественной бытовой техники, корпусах точных приборов и других сценарях. Кроме того, на основе холоднеепрокатных рулонов можно дальнейшее обрабатывать на цинкованные (GI), окрашенные и другие покрытые продукты для повышения коррозионной стойкости .

II. Основные свойства и стандарты рулонов углеродистой стали

Широкое применение рулонов углеродистой стали обусловлено их управляемыми механическими свойствами, стабильным химическим составом и совершенными стандартами, которые могут удовлетворять высоким требованиям различных отраслей.

（I）Основные свойства: сочетание производительности и соотношения цены и качества

С точки зрения химических и физических свойств, основной состав рулона углеродистой стали — железо и углерод, плотность составляет 7,85 г/см³, коэффициент теплопроводности — от 45 до 65 Вт/(м·К), при этом горячеепрокатные рулоны имеют более выраженную способность к теплоотдаче . Содержание легирующих элементов строго контролируется, содержание серы и фосфора обычно ниже 0,05% для обеспечения сварочных и обработочных свойств продукта; путем регулирования содержания марганца можно дальнейшим оптимизировать прочность и вязкость продукта .

С точки зрения механических свойств, различные типы рулонов углеродистой стали имеют значительные различия: твердость низкоуглеродистых рулонов — 100-150 ГПа, их сварочность и обработка превосходны; твердость среднеуглеродистых рулонов — 150-250 ГПа, прочность умеренная, можно оптимизировать термической обработкой; твердость высокоуглеродистых рулонов — 250-400 ГПа, износостойкость превосходная, но сварочность плохая . Стоит отметить, что коррозионная стойкость рулонов углеродистой стали может быть значительно повышена за счет последующей обработки, такой как цинкование, покрытие и т.д., расширяя их область применения .

（II）Стандарты: обеспечение согласованности продукции

Для обеспечения стабильности качества рулонов углеродистой стали в мире сформирована совершенная система стандартов, основные из которых включают четыре категории: ASTM (США), JIS (Япония), EN (Евросоюз) и GB/T (Китай) .

В стандарте ASTM ASTM A36 — это широко используемый конструкционный рулон углеродистой стали, применяемый для мостов, строительства и других сценарев; ASTM A1011 в основном используется для формовочных деталей, таких как автомобильные панели . В стандарте JIS JIS G3131 SPHC используется для производства труб, JIS G3101 SS400适用于各类 конструкционных элементов . В стандарте EN серия DC01-DC06 в основном используется для бытовой техники, мебели и других сценарев . В стандарте GB/T GB/T 700 Q235 — это наиболее широко используемый конструкционный рулон углеродистой стали в Китае, применяемый для механических рам, строительных элементов и других . Кроме того, рулоны углеродистой стали, произведенные крупными заводами, оснащаются сертификатами завода EN 10204 3.1 и соответствуют стандарту качества ISO 9001:2015 .

III. Широкое применение рулонов углеродистой стали: проникновение в различные отрасли народного хозяйства

Области применения рулонов углеродистой стали охватывают строительство, автомобилестроение, машиностроение, бытовую технику, энергетику и другие важные отрасли. Обладая гибкими свойствами и высоким соотношением цены и качества, они становятся неотъемлемым базовым материалом для каждой отрасли .

Строительная отрасль является одним из крупнейших областей применения рулонов углеродистой стали, в основном используются горячеепрокатные рулоны и средне-низкоуглеродистые конструкционные рулоны углеродистой стали. Марки ASTM A36, Q235 и другие используются для мостов, металлоконструкций заводских зданий, элементов монтажных зданий, кровельных и стеновых листов и т.д.; атмосферостойкие рулоны углеродистой стали используются для открытой инфраструктуры. При стимуляции инвестиций в инфраструктуру и монтажное строительство спрос остается стабильно растущим . Ожидается, что к 2030 году доля монтажных зданий увеличится с текущих 15% до 35%, дальнейшее стимулируя спрос на рулоны углеродистой стали .

Автомобильная отрасль является ключевым потребителем рулонов углеродистой стали, доля составляет 38,5%. Низкоуглеродистые холоднеепрокатные рулоны (например, DC06) используются для штампованных деталей, таких как автомобильные кузовные панели, двери, капоты и т.д.; среднеуглеродистые рулоны используются для ключевых деталей, таких как шестеренки, приводные валы и т.д.; требования к легкой конструкции новых энергетических автомобилей стимулируют ежегодный рост потребления сверхвысокопрочной стали (UHSS) на 15%, становясь новым точкой роста спроса в отрасли . Ожидается, что к 2030 году спрос на рулоны углеродистой стали для автомобильной отрасли увеличится до 24 млн тонн с годовым среднеспискательным ростом 5,2% .

В области машиностроения рулоны углеродистой стали в основном используются для производства различных механических деталей. Средне-высокоуглеродистые рулоны после термической обработки используются для изготовления шестеренок, валов, подшипников, приспособлений станков и других, которые могут выдерживать тяжелые нагрузки и износ; низкоуглеродистые рулоны используются для конструкционных элементов, таких как корпуса машин, подставки и т.д., благодаря преимуществу легкости в обработке снижают себестоимость производства . С развитием интеллектуализации оборудования годовой рост спроса на точные холоднеепрокатные рулоны углеродистой стали может превысить 15% .

Бытовая техническая отрасль, благодаря политике «обмена старого на новое», в 2024 году потребление составило 6,8 млн тонн. Низкоуглеродистые холоднеепрокатные рулоны и цинкованные рулоны углеродистой стали используются для компонентов кондиционеров, корпусов холодильников, барабанов стиральных машин и других деталей, при этом доля высококачественных цинкованных лент достигла 55%; в будущем увеличение доли экологически чистых и энергосберегающих бытовых приборов дальнейшее стимулирует резкий рост спроса на рулоны углеродистой стали на основе переработанной стали .

Кроме того, рулоны углеродистой стали широко применяются в энергетической отрасли (например, P355GH для топливных резервуаров), металлообработке (например, стальные трубы, металлические сетки), упаковочной отрасли (например, стальные бочки) и других, становясь важным базовым материалом, поддерживающим промышленное производство и обеспечение жизнедеятельности населения .

IV. Текущее состояние и перспективы развития отрасли рулонов углеродистой стали

В настоящее время отрасль рулонов углеродистой стали находится на критическом этапе оптимизации структуры спроса и предложения, а также перехода к зеленому и низкокарбонному развитию, при этом рыночная структура демонстрирует яркие характеристики концентрации у лидеров и модернизации продукции .

（I）Текущее состояние: баланс спроса и предложения, оптимизация структуры

С точки зрения структуры спроса и предложения, в 2024 году коэффициент использования производственных мощностей отрасли стальных лент Китая (включая рулоны углеродистой стали) оставался на уровне около 85%, доля рынка CR10 превысила 65%. Лидеры отрасли эффективно противодействуют давлению на себестоимость сырья за счет модернизации производственных линий и цифровой трансформации . С точки зрения сырья, цены на железоруду и коксующий уголь колеблются на высоких уровнях, что привело к сокращению маржинальности прибыли на тонну стали до около 180 юаней в 2024 году, но доля короткосторонней электрошковой стали увеличилась до 10%, частично смягчив давление на себестоимость . С точки зрения цен, средняя цена холоднеепрокатных рулонов углеродистой стали оставалась на уровне около 4500 юаней за тонну, в целом находясь в диапазоне стабильных колебаний .

С точки зрения структуры продукции, доля низкокачественных горячеепрокатных рулонов углеродистой стали ежегодно снижается, а доля средне-высококачественных холоднеепрокатных, цинкованных и высокопрочных рулонов углеродистой стали постепенно увеличивается. В 2024 году доля высокопрочной стали (HSS) достигла 45%, а доля высококачественных цинкованных лент — 55%, что отражает постоянное повышение требований отраслей нижнего звена к точности и свойствам материалов . С точки зрения экспорта, в 2024 году объем экспорта стальных лент Китая достиг 18,5 млн тонн, что на 9,3% больше чем в предыдущем году, основной поток направлен на Юго-Восточную Азию и страны вдоль «Пояса и пути», международная конкурентоспособность постепенно повышается .

（II）Перспективы развития: зеленое и низкокарбонное развитие, модернизация до высококачественного уровня

Переход к зеленому и низкокарбонному развитию становится ключевой тенденцией отрасли. При продвижении цели «двойного углерода» расширение углеродного рынка привело к росту цены на углерод до 50-60 юаней за тонну, вынуждая предприятия инвестировать в технологию СО2Capture, Utilization and Storage (CCUS) и увеличивать долю электрошковой стали, ожидается, что к 2030 году доля электрошковой стали достигнет 20% . Одновременно система переработки отходов стали постепенно совершенствуется, в 2024 году объем переработки отходов стали достиг 260 млн тонн, ожидается, что к 2028 году он увеличится до 350 млн тонн, а модель кружевой экономики станет ключевым путем снижения себестоимости и выбросов углерода .

Продукция модернизируется до высококачественного и точного уровня. Развитие отраслей нижнего звена, таких как новые энергетические автомобили, интеллектуальная бытовая техника, монтажное строительство и другие, будет постоянно стимулировать спрос на сверхвысокопрочную сталь, точную холоднеепрокатную сталь, атмосферостойкую сталь и т.д. Ожидается, что в период 2026-2030 годов спрос на стальные ленты будет расти с годовым среднеспискательным ростом 5,8%, к 2030 году рыночный объем превысит 650 млрд юаней, при этом доля высокопрочной и сверхвысокопрочной стали увеличится до более чем 55% .

Рыночная конкурентная структура станет еще более сосредоточенной. Лидеры отрасли укрепят свою позицию на рынке за счет вертикальной интеграции цепочки поставок и трансформации в направлении услуг, ожидается, что к 2030 году CR10 увеличится до 75%, а рентабельность выросет с 4,2% до 6,5% . Одновременно новые бизнес-модели, такие как совместное производство и индивидуальное производство, постепенно распространяются, предприятия moderniziruют гибкие производственные линии для удовлетворения требований к заказам малой партии и большого ассортимента, повышая скорость реакции на рынок .

V. Рекомендации по покупке: точное соответствие требованиям, контроль ключевых качественных показателей

Для предприятий нижнего звена при покупке рулонов углеродистой стали необходимо сосредоточиться на трех аспектах в соответствии с собственными сценариями применения: во-первых, четко определить требования к содержанию углерода и технологии, например, для автомобильных штампованных деталей предпочтение отдается низкоуглеродистым холоднеепрокатным рулонам, для механических шестеренок — среднеуглеродистым горячеепрокатным рулонам с последующей термической обработкой; во-вторых, убедиться в соответствии продукта с соответствующими стандартами, предпочтение отдается заводам, обладающим сертификатом ISO 9001 и способным предоставить сертификат качества, для обеспечения стабильности свойств; в-третьих, выбрать последующие технологические процессы в соответствии с окружающей средой применения, например, для открыточных сценарев можно выбрать цинкованные или покрытые рулоны углеродистой стали для повышения коррозионной стойкости . Кроме того, при оптовой покупке можно обратить внимание на минимальный объем заказа завода (обычно MOQ для стандартных марок составляет 5 тонн) и запросить образцы для испытаний, чтобы обеспечить соответствие продукта фактическим производственным требованиям .

Заключение: как базовый материал промышленного производства, развитие рулонов углеродистой стали тесно связано с темпами роста народного хозяйства и глубиной модернизации отраслей нижнего звена. От обычных строительных элементов до высококачественных автомобильных деталей, от традиционного машиностроения до отрасли новых энергетик, рулоны углеродистой стали, благодаря своим гибким свойствам и высокому соотношению цены и качества, постоянно обеспечивают высококачественное развитие различных отраслей. В будущем с распространением технологий зеленого и низкокарбонного развития и модернизации структуры продукции отрасль рулонов углеродистой стали откажется от модели развития, ориентированной на масштаб, и вступит в новую стадию повышения качества и стоимости, продолжаючи нести важную миссию поддержки строительства промышленно сильной страны.