5Ni钢在LPG、LEC和LEG储运中的应用及国内生产需求分析

一、5Ni钢简介及应用领域

5Ni 钢的主要产品牌号有 X12Ni5、5Ni、07Ni5DR、5%Ni、KL5N43、5.0Ni、NV 5Ni。其生产的厚度规格为 5 至 60m，宽度规格为 1500 至 4500mm。我国将成为世界上最大的 LEG 用户之一。LPG、LEC 和 LEG 有超低温性的要求，这就需要其结构材料具备良好的耐低温性能。其储运用设施的关键建造材料是 5Ni 钢。目前在国内，对 5Ni 钢的需求主要依靠进口。从国外进口 5Ni 钢，价格非常昂贵，并且交货周期也非常长。这对我国的能源领域与化工领域的安全保障极为不利。目前，5Ni 钢生产的关键技术被日本和欧洲的少数企业所垄断，并且在国内也没有与之相对应牌号的材料。正因如此，5Ni 钢的开发以及应用，对于企业的发展有着重要意义，同时对于推动冶金行业的技术进步以及促进能源和化工行业的发展也具有重大意义。

5Ni钢建造的大型乙烷船B型仓照片

二、关键技术及水平

创新点 1：关于低碳低磷低硫的高纯净度高效冶炼的关键控制技术。此技术能够在 LF 精炼炉的深脱硫冶炼过程中，将增碳含量稳定地控制在 0.015%以内。并且，熔炼成分可以达到 C 小于等于 0.06%，P 小于 50ppm，S 小于 18ppm。同时，还能提高生产效率，使冶炼周期从 50 至 60 分钟缩短到 40 至 45 分钟，为 5Ni 钢优良的低温韧性奠定了基础。获得了 1 件授权的发明专利，专利号为 ZL201711423645.6。该发明专利达到了国际先进水平。

- 能够达成±0.2mm 窄 5Ni 钢产品的稳定生产。获得了 2 件授权发明专利，分别是 ZL201210180471.6 和 ZL202010146267.7；其技术水平达到了国际领先。

- 综合性能十分优异。达到国际先进水平。

创新点 4 在于性能指标个性化需求生产技术：对合金成分体系进行了优化，还优化了轧制过程，并且强化了热处理等。这样就实现了窄屈服强度在 450～610MPa 产品的稳定化生产，满足了用户独特需求的产品供应。同时，也能够满足-110℃CTOD 和 NDT 等个性化技术要求。并且该技术达到了国际领先水平。

三、实物质量

蒂森克虏伯的 5Ni 钢拉伸和低温冲击性能是：屈服强度为 512MPa 至 584MPa；抗拉强度为 600MPa 至 639MPa；断后伸长率为 21%至 25%；低温冲击吸收能量在 201J 至 235J 之间。

各项技术指标进行对比后证明，南钢的 5Ni 钢达到了国外同类钢板所具有的实物水平。

四、研发和市场开拓进程

2012 年 5 月初公司开始立项。南钢组建了 5Ni 钢研发团队。该团队与东北大学合作进行 5Ni 钢的研发。6 月初成功进行了 5Ni 钢的冶炼并连铸，产出了第一炉 5Ni 钢。6 月底成功研制出了 5 至 50mm 的 5Ni 钢。

2013 年初，完成了 ABS 船级社的认证工作并获得证书；2013 年初，完成了 BV 船级社的认证工作并获得证书；2013 年初，完成了 CCS 船级社的认证工作并获得证书；2013 年初，完成了 DNV 船级社的认证工作并获得证书；2013 年初，完成了 GL 船级社的认证工作并获得证书；2013 年初，完成了 LR 船级社的认证工作并获得证书。

2013 年 9 月完成了容标委的技术评审。在-120℃到 100℃这个温度范围内，能够用来建造低温压力容器和储罐。

2014 年获得了 4 条大型 VLEC（液化乙烯）船的订单。通过这些订单，实现了规模化的稳定供货。这一举动打破了国外在该领域的垄断地位，同时也填补了国内在这方面的空白。

2015 年 2 月，苏省经济与信息化委员会完成了新产品鉴定。鉴定意见表明，实物质量达到了国际领先水平。

南钢与国际先进钢厂生产的5Ni钢性能对比

2016 年完成了产品规格的升级。该产品通过了 7 国船级社的认证，到 2022 年已扩大到 8 个。其最大研发厚度达到了 60mm，最大宽度拓展到了 4500mm。

陆续为江南船厂全球最大的 VLEC 船液货仓提供了 5Ni 钢材料。

8、2020年完成江苏精品认证，获得“江苏精品”证书；

9、2020年南钢获得江南船厂的“五星优秀合作单位”

2020 年获得了中国船舶集团有限公司“金牌供应商”的称号；2021 年也获得了中国船舶集团有限公司“金牌供应商”的称号。

2022 年 5 月，南钢独家提供钢材用于建造 99000m3的世界最大乙烷船，该船成功交付。

五、生产规格与加工能力

南钢5Ni钢产品规格如下：

5～6mm：最大宽度为3000mm；

＞6mm～＜10mm：最大宽度3200mm；

10～60mm：1500～4500mm。

产能：年产5万吨。

供货周期：2～3个月。

厚度公差能够满足 EN10029 的要求，也能够满足 GB/T 709 的要求，还能够满足客户个性化定制的要求。其极限厚度公差范围可以控制在±0.20mm 。

平直度：≤6mm/m；

探伤能够满足 EN10160 这一标准的要求，同时也能够满足 NB/T47013 等国际上主要标准的要求。

剩磁：≤30Gas

六、南钢5Ni钢市场供货业绩

南钢生产的 5Ni 钢被用于建造世界最大的液化乙烷船（VLEC）、液化乙烯船（LEG）以及液化石油气（LPG）船，这些船的设计温度能低至-104℃，并且已经获得了超过 6.2 万吨的订单。

5Ni钢主要供货业绩表

建造的VLEC船 建造的乙烯储罐C型罐 建造的乙烯储运船

七、5Ni钢的360°服务和用户评价

南钢不仅注重产品的实物质量，还关注为用户提供基于产品的增值服务，同时也关注为用户提供全面的解决方案。

南钢针对 5Ni 钢的表面质量，开发了专门的工艺，包括钢坯修磨、喷涂以及低温加热等。

针对 5Ni 钢的焊接技术，由专设的用户技术研究所提供相关技术支撑，为客户提供专业指导；针对 5Ni 钢的冷弯技术，由专设的用户技术研究所提供相关技术支撑，为客户提供专业指导；针对 5Ni 钢的切割技术，由专设的用户技术研究所提供相关技术支撑，为客户提供专业指导；并且专设的用户技术研究所能够针对客户遇到的技术问题，提供适合的解决方案。

南钢在 5Ni 钢的交付过程中开启了定制配送服务，还为用户提供了细致入微的服务，包括现场辅导用户卸货、运送以及对钢板剩磁进行控制。

江南船厂是中国船舶集团有限公司的五星优秀合作单位，在 2020 年度和 2021 年度被评为“金牌供应商”。

用户使用报告

南钢 5Ni 钢开发团队研制的产品，其性能符合使用要求。同时，也满足了客户在窄屈服强度、窄厚度公差以及-110℃温度下 CTOD 和 NDT 试验等方面的个性化需求。

2021 年，南钢还获得了中国船舶集团有限公司“金牌供应商”的称号。

截至当前，南钢的 5Ni 钢累计应用量接近 3 万吨。它获得了江南船厂的五星优秀合作单位称号，也获得了中国船舶集团有限公司的“金牌供应商”称号，并且得到了用户的一致好评。

八、南钢5Ni总体优势及差距

1、总体优势

产品规格较为齐全，能够达成行业需求规格的全面覆盖。其厚度范围涵盖从薄至厚，具体为 5 至 60mm；宽度范围则从窄到宽，为 1500 至 4500mm 的钢板。

实物质量达到了国际领先水平，并且得到了客户以及专业人士的高度肯定和好评。

·供货周期短：与奥地利和德国等钢厂6个月以上相比显著缩短。

提供钢板的涂漆工作、打坡口作业以及成型等预制加工。其月加工能力为 5000 吨。

研发实力方面，拥有专业的 5Ni 钢研发团队，并且具备焊接实验室，能够在全生命周期内提供技术服务。

南钢连续三年国内市场占有率 100%。

售后服务方面，会安排专业的服务经理，与客户进行交流，了解他们的使用情况，同时也会了解客户的使用满意度，通过高效的沟通，能够快速地解决问题。

2、存在差距

国内低温钢的研发起步较晚，产品在国际上品牌效应较弱。

九、南钢5Ni钢未来总体目标

南钢会施展其创新方面的优势，对工艺进行优化，把降低成本做到极致，从而获得能够实现高质量且低成本的快速生产技术；会主动去打造 5Ni 钢的品牌知名度，持续拓展 5Ni 钢的应用领域，提升市场占有率，努力进入国际市场，增强在国际市场上的竞争力。

1、基础技术研究

南钢 5Ni 钢历经多年发展，其在 LEG 船和 VLEC 船的液货系统中得以应用，在国内业绩方面处于领先地位；然而，5Ni 钢的疲劳裂纹扩展速率以及断裂韧性等基础数据，在国际上都尚未有文献予以报道，这使得在设计一些特殊舱型和结构时，缺乏可参考的数据，从而阻碍了 5Ni 钢的进一步应用；正因如此，迫切需要开展 5Ni 板及焊接接头的低温断裂韧性疲劳扩展速率曲线的测定与研究，以便为行业中 5Ni 钢的应用设计提供参考依据，同时推进行业标准的制定工作。

2、市场推进目标

借助品牌产品的优势，参与相关行业会议，以此来提高 5Ni 钢在国际上的认知度。

加大推广的力度，主动与设计院进行交流，与业主等展开交流，进而拓展新的应用领域。

借助南钢的全球商业网络，去收集工程项目的应用信息，努力在接下来的 2 年时间里达成首单出口的目标。

附表 申请专利情况

供稿 | 申报单位提供