지난 30년 동안 우리나라의 스테인리스 파이프 개발

지난 30년 동안, 우리나라의 스테인리스 강관 생산 기술은 큰 진전을 이루었고, 생산량과 품질이 크게 향상되었으며, 품종이 지속적으로 확대되었고, 표준이 더욱 향상되었습니다. 이를 위해 중국 철강 연구 전략 연구소는 독자를 위해 "중국 스테인리스 강관 30년"에 대한 특별 시리즈 보고서를 조직했습니다.

1. 우리나라 스테인리스 파이프의 30년 발전

30여 년간의 우리나라 스테인리스 파이프 개발 역사를 살펴보면 다음과 같이 XNUMX단계로 나눌 수 있습니다.

첫 번째 단계는 1990년대 이전의 초기 발전 단계입니다. 이 단계의 특징은 스테인리스 강관 제조 기업의 수가 적고 대부분이 작업장형 생산 단계에 있다는 것입니다. 당시 대표적인 회사는 상하이 강철 5호 공장(현 바오강 특수강)으로, 주로 국방 산업의 특수 수요를 충족시키는 스테인리스 원활강관을 생산했습니다.

두 번째 단계는 1990년대와 2000년대 사이의 급속한 발전 기간이었습니다. 이 단계의 특징은 다음과 같습니다. 스테인리스 강관 제조 기업은 비 온 후 대나무순처럼 솟아났으며, 지우리 그룹은 대표 중 하나입니다. 이 기간 동안 스테인리스 강관의 개발은 주로 수량에 집중되었습니다. 국민 경제의 다양한 산업에서 스테인리스 강관 용접 강관과 이음매 없는 강관에 대한 수요가 빠르게 성장했습니다. 상하이 스틸 5호 공장과 그레이트월 특수 강철이 대표 기업입니다.

세 번째 단계는 2000년부터 2008년까지의 고속 성장기입니다. 이 단계의 특징은 스테인리스 강관 제조 기업의 폭발적 성장과 지우리, 타이위안 철강, ZTE 에너지, 우진 스테인리스 등 수만 톤 생산 능력을 갖춘 업계 선도 기업의 등장입니다.

네 번째 단계, 2008년부터 현재까지의 전문적 세분화 단계입니다. 이 단계의 특징은 스테인리스 강관 제조가 더욱 전문화되었고, 파이프 제조 기술이 크게 향상되었으며, 파이프의 특수 사양을 전문적으로 생산하는 제조업체가 등장했다는 것입니다.

첫째, 스테인리스 스틸 원활 파이프는 일반적으로 품질을 개선하기 위해 압출 공정으로 생산됩니다. 이 기간 동안 타이위안 철강, 바오터, 신싱 주조 파이프는 6000톤의 압출기를 도입했고, 지우리는 4,200톤의 압출기를 업그레이드했으며, 바오스틸 특수강도 제품 전략을 조정하고, 교차 압연 및 피어싱 장치를 해체하고, 고부가가치 압력 파이프 생산에 집중했습니다.

두 번째는 생산이 더욱 전문화되어 단일형 제품을 절대 제품으로 삼는 회사도 등장했습니다. 대표적인 예로는 옌타이 마누얼 원자력 설비 회사의 통합 핵 단조 주 파이프라인과 ZTE 에너지, 우진 스테인리스 스틸, 산저우 원자력의 스테인리스 파이프 피팅이 있습니다. 이 기간 동안 세계적인 스테인리스 파이프 제조 기업이 등장했는데, 예를 들어 연간 스테인리스 파이프 생산 능력이 100,000만 톤에 달하는 지우리 특수 소재가 있습니다. 국내에서 가장 완벽한 품종과 가장 큰 규격을 갖춘 몇 안 되는 스테인리스 용접 파이프 중 하나입니다.

이 생산 라인은 국제적으로 앞선 압출 공정을 적용한 스테인리스강 무이음관 생산 라인을 갖추고 있으며, Φ8-3000mm×0.5-80mm 용접 강관 , Φ4-730mm×0.5-60mm 무이음 강관, 그리고 고합금 및 이형이 어려운 합금강관까지 생산할 수 있습니다. 연간 5,000톤 규모의 생산 라인은 파이프라인에 맞춰 구축되었습니다. 생산된 제품은 전 세계 50개국 이상에서 등록 및 사용되어 브랜드 가치를 구축하고 있습니다.

2. 국내 스테인리스 파이프 생산능력 변화

스테인리스 파이프 제조 회사의 수가 많고 제품 사양이 분산되어 있어 생산량 통계가 매우 어렵습니다. 보고서에 따르면 전 세계 스테인리스 파이프 생산량은 일반적으로 스테인리스 총량의 약 10%를 차지합니다. 현재 우리나라의 스테인리스 파이프 생산량은 일반적으로 이 비율을 유지하고 있습니다.

1990년대 이전, 스테인리스 산업의 발전에 영향을 받아 우리나라의 스테인리스 파이프 생산은 비교적 낮은 수준에 머물렀습니다. 예를 들어, 1990년에 우리나라의 스테인리스 파이프 생산량은 약 50,000만 톤이었습니다. 2001년에 우리나라의 스테인리스 파이프 생산량은 약 500,000만 톤으로 10년 전의 21배가 되었습니다. 500세기에 들어서면서 스테인리스 파이프의 대발전을 맞이했고, 우리나라의 스테인리스 파이프 생산 능력과 생산량이 급격히 증가했습니다. 불완전한 통계에 따르면, 우리나라에는 연간 생산 능력이 1만 톤이 넘는 스테인리스 원활강관 제조업체가 약 XNUMX개 있습니다.

대부분은 연간 생산량이 1,000톤에 불과한 소규모 공장입니다. 연간 생산 능력이 800만 톤인 스테인리스강 용접관 생산 라인이 약 2개 있습니다. 산업 수요 관점에서 보면, 석유 및 가스/석유화학 산업은 약 60,000만 톤의 스테인리스강 파이프가 필요하고, 원자력 산업은 50,000만 톤의 스테인리스강 파이프가 필요하고, 화학 산업은 약 40,000만 톤의 스테인리스강 파이프가 필요하고, 화력 산업은 약 40,000만 톤의 스테인리스강 파이프가 필요합니다.

3. 국내 스테인리스 파이프 품질 향상

스테인리스 스틸 산업의 발전과 함께, 우리나라의 스테인리스 스틸 파이프의 품종 개발은 일반적으로 초기 단일 오스테나이트 품종과 현재의 다각화된 품종을 거쳤습니다. 1990년 이전에는 스테인리스 스틸 파이프 제조 수준과 공정 장비의 제한으로 인해 스테인리스 스틸 파이프 품종은 주로 304 및 316 오스테나이트 스테인리스 스틸 유형이었습니다. 2000년 개발 이후 스테인리스 스틸 파이프 품종은 오스테나이트 스테인리스 스틸과 듀플렉스 스테인리스 스틸의 대부분 등급과 일부 마르텐사이트 스테인리스 스틸과 페라이트 스테인리스 스틸 등급을 거의 포괄했습니다.

이 기간 동안 석유화학/화학 산업의 요구에 부응하여 2205강종으로 대표되는 듀플렉스 스테인리스 강관을 개발하였고, 석유·가스 탐사 및 수송용 Cr13 초마르텐사이트계 스테인리스 강관을 개발하였으며, 해수발전소 열교환기용 446 고순도 페라이트계 스테인리스 강관을 개발하였고, 316세대 원자력 304차 회로 주요 파이프라인용 91LN 일체형 단조 강관을 개발하였으며, 발전소 보일러용 초 2169H, T/PXNUMX 강관을 개발하였고, 항공유 파이프라인용 XNUMX 오스테나이트계 스테인리스 강관을 개발하였습니다.

최근 몇 년 동안, 고순도 페라이트 스테인리스강의 국내 산업적 규모 생산이 현실화됨에 따라, 고순도 페라이트 스테인리스강 박벽 용접 파이프가 대량으로 등장했습니다. 이러한 제품의 생산에는 레이저 용접이 널리 사용됩니다.

화학, 비료, 석유화학 등의 산업에서 대구경(Φ159mm 이상) 중저압 파이프라인이 점점 더 많아지면서 대구경 스테인리스 용접 파이프가 점차 수입을 대체하고 특수 요구에 사용되고 있습니다. 석유 및 가스/화학 산업에서 초장거리 대구경 내식성 스테인리스 파이프에 대한 수요가 대구경 스테인리스 용접 파이프의 국산화를 촉진했습니다. 예를 들어, Jiuli 630 자동 용접 유닛의 도입으로 길이가 12m인 대구경 스테인리스 용접 파이프를 수입에 의존하던 현재 상황이 바뀌었습니다.

스테인리스 스틸 용접 파이프와 비교했을 때, 스테인리스 스틸 원활 파이프는 더 높은 성능 요구 사항, 더 많은 사양, 더 광범위한 적용 범위를 가지고 있습니다. 동시에, 제조의 어려움도 그에 따라 더 큽니다. 주로 석유 및 가스 탐사, 석유화학, 에너지, 원자력, 항공에 사용됩니다. 항공우주, 선박 및 기타 분야.

스테인리스 스틸 원활 파이프는 많은 유형의 강철, 제품 사양 및 용도에 관여하며, 사용되는 생산 공정 및 장비는 매우 다릅니다. 따라서 스테인리스 스틸 파이프의 생산은 매우 전문적이고 기술적 요구 사항이 높습니다. 고품질 스테인리스 스틸 파이프 생산을 달성하기 위해 스테인리스 스틸 파이프 제조 기술의 개발 추세에는 세 가지 주요 방향이 포함됩니다. 하나는 압출 기술을 사용하여 새로운 고성능 특수 스테인리스 스틸 파이프를 개발하는 것입니다. 다른 하나는 스테인리스 스틸 파이프 빌렛의 야금 품질을 엄격히 요구하는 것입니다. 주로 초순수 제련 기술입니다. 세 번째는 생산을 위한 매우 타겟팅된 전문 생산 라인을 설정하는 것입니다.

열간 압출법은 고합금 경질 변형 합금 파이프를 생산하는 가장 좋은 방법이며, 소량 생산과 다양한 종류의 복잡한 단면 프로파일을 제조하는 데 가장 편리한 방법이기도 합니다. 열간 압출을 사용하여 고합금 파이프를 생산하는 것은 높은 변형 온도, 큰 단일 변형 및 높은 변형률의 특성을 가지고 있으며, 이는 미래 개발 추세입니다.

압출 강관 생산 기술은 이음매 없는 강관에 대한 가장 중요하고 진보된 생산 방법 중 하나입니다. 가소성이 낮고 변형이 어려운 강종 및 합금, 특히 중요한 응용 분야(예: 원자력용 690 증발관, G3 유정관 등)의 경우 교차 압연 피어싱 방법은 비교할 수 없습니다. 다른 압력 가공 방법보다 XNUMX방향 압축 응력 하에서 변형이 더 크고 금속의 최대 가소성을 발휘할 수 있으며 다른 단위가 달성할 수 없는 압축비에 도달할 수 있습니다.

현재는 연속 튜브 압연기, 필거 압연기, 3롤 천공 튜브 압연기, ACCUROLL 등의 설비에서 생산할 수 없었던 강종 및 합금을 압출기를 이용하여 생산할 수 있습니다. 열간 압출 공정은 특히 높은 치수 정밀도와 우수한 표면 조도를 요구하는 스테인리스강관 생산에 적합하며, 초오스테나이트 스테인리스강이나 초듀플렉스 스테인리스강과 같이 변형이 어려운 스테인리스강관 제조에 큰 이점을 제공 합니다.

특수 야금 기술 개발의 시작부터 정제, 응고 구조, 결함 제어는 항상 이 기술의 개발을 거쳐 왔습니다. 위에서 언급한 요구 사항과 함께 특수 야금 장비의 설계 및 제어와 제련 공정의 컴퓨터 시뮬레이션이 지속적으로 발전해 왔습니다. 특수 야금 공정 기술은 고순도, 응고 구조, 결함 제어, 제련 공정 자동화, 비용 절감 및 환경 친화성 방향으로 계속 발전할 것입니다.

정화 제련에는 포함물의 제어 및 제거, 유해 원소(H, O, S), 불순물 원소 및 잔류 원소(As, Sb, Sn, Bi 등) 제거, 관련 슬래그로 인한 전기 슬래그 재용해 공정이 포함됩니다. 금 반응으로 인해 발생하는 Al, Ti, Zr 헤드 및 테일 구성의 편차에 대한 제어 기술. 스테인리스 강관은 재료에 대한 요구 사항이 높습니다. 여러 차례 압연 및 변형 후 스테인리스 강관의 표면 품질이 결함이 없도록 하려면 스테인리스 강의 포함물 등급 및 범주를 엄격히 제어해야 합니다.

항공우주용 스테인리스 파이프와 같은 일반적인 특수 요구 사항이 있는 스테인리스 강관의 경우 비금속 개재물을 1.5 이하로 엄격히 제어해야 합니다. 또한 고급 페라이트 스테인리스 강관의 제조를 실현하기 위해 고크롬 페라이트 스테인리스 강의 탄소 및 질소 함량에 대한 엄격한 요구 사항이 있으며 일반적으로 C+N≤300ppm이 필요합니다.

전문 생산 측면에서 통합 원자력 주 파이프라인 및 스테인리스 파이프 피팅의 제조가 대표적인 예입니다. AP1000 주 파이프를 예로 들어 보겠습니다. 그 제품은 직관 + 엘보 + 각진 노즐입니다. 전통적인 장인 기술은 섹션으로만 제조할 수 있으며, 최종적으로 용접하여 용접의 약한 부분이 존재합니다. 일체형 단조를 사용하면 용접을 효과적으로 피할 수 있습니다. 전체 단조를 실현하려면 100톤 전기 슬래그로와 8,000톤 이상의 프레스 용량이 필요합니다. 또한 스테인리스 엘보 굽힘 기술과 같은 핵심 기술도 포함됩니다.

이 대형 스테인리스 특수형 파이프의 생산 경로는 일반적인 스테인리스 원활 파이프와 전혀 다릅니다. 이를 위해 전문적인 원자력 1차 회로 주 파이프라인 생산 라인을 구축해야 하며, 옌타이 매니저 원자력 장비 회사가 생겨났습니다. 또한 석유화학/화학 산업을 위한 많은 스테인리스 파이프 피팅을 제조하려면 대구경 필거 압연기가 필요합니다. 이러한 이유로 ZTE 에너지, 우진 스테인리스 스틸, 산저우 원자력과 같은 스테인리스 파이프 피팅의 전문 제조업체가 등장했습니다.

미래에는 이러한 세분화된 전문 스테인리스 강관 생산 라인이 점점 더 많이 등장하여 제품 품질과 생산 효율을 향상시킬 것입니다. 여기에는 주로 모세관과 소형 스테인리스 원활관을 생산하는 Tiancai Technology(최소 직경 0.2mm, 최소 직경. 벽 두께는 0.05mm)와 Jiuli의 전자동 고효율 발전소 보일러 튜브 생산 라인이 포함됩니다.

4. 우리나라 스테인리스 파이프 국제화 과정

2000년 이전까지 우리나라 스테인리스 파이프의 전반적인 품질이 약해 국제 경쟁력이 부족했고 수출도 거의 없었습니다. 고급 스테인리스 파이프의 국제 시장은 오랫동안 Sumitomo, Sandvik, Outokumpu로 대표되는 서방 선진국이 점유해 왔습니다. 우리나라는 매년 대량의 고급 스테인리스 파이프를 수입해야 합니다.

예를 들어, 2006년 우리나라의 스테인리스 파이프 수입량은 약 45,000만 톤으로 기본적으로 고급 품종입니다. 2005년 이후, 특히 2010년 이후 우리나라의 스테인리스 파이프의 종류와 품질이 증가함에 따라 일부 고품질 저비용 스테인리스 파이프가 수출되기 시작했으며 수출량이 증가했습니다. 수출 제품은 주로 원자력, 석유화학, 화학, 에너지, 조선 및 기타 분야에서 사용됩니다.

최근 몇 년 동안, 국제 과학 연구 협력 프로젝트인 “국제 열핵 실험로(ITER) 프로젝트”, SECCO 900,000만 톤 에틸렌 크래킹 유닛, 얌바 종합 프로젝트(에틸렌 600,000만 톤) 등 일부 주요 국제 엔지니어링 프로젝트에서 우리나라에서 생산된 스테인리스 강관을 채택했습니다.

전반적으로, 우리나라의 스테인리스 파이프 수출은 초기에는 주로 가격 우위에 의존했지만, 지금은 모두 품질에 기반을 두고 있습니다. 우리나라가 스테인리스 스틸 제조의 주요 국가가 되면서 스테인리스 파이프의 생산 규모와 수준은 점차 세계 선두에 올랐습니다. 스테인리스 파이프 제조 기업의 글로벌 개념은 점점 더 강해지고 있습니다. 장쑤성과 저장성의 기업은 스테인리스 파이프 수출의 종류와 수량에서 선두에 있습니다.

기업들은 업계 협회, 국제 학술 대회, 인터넷 등을 통해 대량의 수요 정보를 얻고, 해외 기업과 적극적으로 협상하여 주문을 확보한 후, 대규모의 완전한 스테인리스 강관 생산 라인을 통해 사용자 요구에 맞는 고품질 제품을 공급합니다.