谈论钢铁行业的可持续发展并非易事，因为不同主体在看待可持续发展的价值时，可能会因处于产业链的不同位置而大相径庭。可持续发展的三大支柱是社会、环境和经济；钢铁生产过程对这三方面都会产生影响。这就是该行业在过去几年中一直受到全社会的过度关注的原因。由此，亟需推动技术发展来降低钢铁生产能耗和排放水平，从而改善全球人类子孙后代的生活质量。
根据《全球效率情报》 (Global Efficiency Intelligence) 于 2022 年 4 月发布的一份报告，钢铁行业温室气体和二氧化碳排放量分别约占全球温室气体和二氧化碳排放总量的7% 和 11%。尽管这些数字令人忧虑，但是一个更高水平的可循环、可持续的发展模式也将在钢铁行业形成。本文旨在针对如何实现这一目标提出一些见解。作者认为不锈钢将在这一解决方案中发挥重要作用。
钢铁行业快速适应全产业链可持续发展的基本概念，而这一适应过程对于正确评估整个产业链至关重要。此时将解决方案的总拥有成本以短期成本的角度进行分析将是一个关键的思维模式转变；这将促进更多先进材料的应用，从而巩固现有可持续发展的解决方案。
长寿命材料
根据上述的成本观点，我们可以给出许多例子并考虑许多不同的方案，但本文将集中讨论两个层面：材料的长寿命和优良使用性能。关于材料长寿命，公共独立机构开展了多项研究，结果表明，全球腐蚀成本占全球 GDP 的 2% 至 4%，意味着多年来产业链中的损失达数万亿美元。
开发耐蚀性更好的不锈钢是一种具有吸引力的替代方案，因为与涂层碳钢或其他牌号的钢相比，双相不锈钢、超级奥氏体不锈钢和超纯铁素体不锈钢等材料在应用中少维护，甚至免维护。值得注意的是，尽管不锈钢产品系列众多许多解决方案仍然依赖于使用“常用” 牌号的材料，例如 AISI 304 或 AISI 316L，而忽视诸如 AISI 444 和 AISI 445 等成本较低的铁素体不锈钢。它们是颇具吸引力的替代品。巴西举办世界杯时建造的安联体育场外立面使用 AISI 444 制造而成就是在建筑领域成功使用铁素体不锈钢的一个例子。
材料技术含量
另一个理念是高性能材料开发和不锈钢冶金工艺开发。这个理念是本文的核心内容。如果钢铁行业将开发强度更高、耐蚀性更佳和耐高温性能更好的材料与成本效益统筹考虑，解决方案的总拥有成本将变得越来越有优势。这就是为什么使用铁素体不锈钢可以成为实现这一目标的原因之一。另一个重要的理念是邀请终端用户参与不锈钢产品开发过程，因为他们可以提供开发指导方向和目标，从而减少风险并缩短不锈钢新品上市时间。
深入研究后会发现，恰当的合金设计与高效的生产工艺相结合是提高不锈钢性能的方法之一。例如，使用稳定元素（如铌 (Nb)）代替采用罩式炉退火工艺的传统生产路线。众所周知，生产非稳定化铁素体不锈钢会导致在热轧过程中产生马氏体，这将在后期需要长时间的退火过程，从而消耗大量的能源、时间、资金，产生更多的排放。而在这些铁素体不锈钢（例如 AISI 430）中加入铌 (Nb) 或其他稳定元素后，在热轧过程中将不会再形成马氏体，因此可以优化生产流程，缩短退火时间，减少碳足迹。这种以可持续性为目标，寻求技术发展的方式新颖有趣！
从应用的角度来看，也有许多不同的方向可以探索。更应重视绿氢的生产和消费领域，针对性制定解决方案。在现有的众多场景中，应用最多的是固体氧化物电化学电池、电解槽或燃料电池，这些产品在 600℃ 至 1000℃ 的高温度下工作。开发适用开发适用该场景、具有成本竞争力的、拥有适当碳足迹（最重要的一点）的铁素体不锈钢将是绿氢生产和消费技术的重要推动力。同样，合金设计与生产工艺相结合也至关重要。
考虑到结构部件领域，不锈钢行业的一个重要里程碑是成功开发强度更高、更具成本优势的材料来替代传统涂层碳钢。在应对这一挑战时，也可以通过合金设计和工艺优化相结合，其中一些合金元素的使用，如铌 (Nb)，不仅可以促进强化机制（即晶粒细化和沉淀）的发展。而且使微观组织更加均匀一致，显著提高材料韧性。因此，这些材料作为现有材料的替代品具有更好的适用性。
从可持续性的角度来看，开发这些不锈钢替代品从一开始就有许多优势。提高耐蚀性能，减少维护压力和减少维护压力和成本。此外，也可提高材料的循环利用率，因为不锈钢是完全可回收的。在这些不锈钢零部件服役结束时，可以全部回炉熔化，对新生产的材料性能也无影响。
结论
总而言之，关于钢铁行业可持续发展的讨论相当广泛，本文寥寥数语无法详述；产业链中的主要参与者都在努力实现各自的目标，但至今，并未形成即可产生短期效果又具有奇效的解决方案。高性能不锈钢的开发将是未来实现更高水平可持续发展的众多促进因素之一。不过，只有一件事是可以肯定的——无论钢铁行业如何发展，不锈钢都会起到重要作用。
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