在當下全球鋼鐵市場依舊疲軟的環境下,日本鋼鐵依然發揮技術創新優勢積極開發研究新的生產工藝和新產品,以提高市場競爭力而渡過危機。

一、日本東北大學開發1400℃耐熱合金
日本東北大學開發了可在1400℃使用的新型合金,比傳統合金使用環境溫度提高了數百度。在這一溫度條件下通常采用陶瓷材料,但陶瓷材料存在易于開裂、難以加工的問題。如果采用合金材料,則可加工成耐沖擊的復雜形狀部件。在飛機發動機燃油效率和耐熱部件精度等方面均可發揮作用。
新合金是在鉬中少量添加硅、硼、碳、鈦的材料,即使到1900℃也不會熔化,1400℃幾乎不會變形,可正常使用。新合金的使用溫度比飛機發動機等目前使用的鎳系耐熱合金高200-300℃,是迄今為止合金的最高耐熱水平。盡管鉬的價格高于鎳,但不會成為投入實際應用的大障礙。
合金不同于陶瓷,即使受到沖擊也不易毀壞,硬度可匹敵鉆頭或工作機械用超硬合金。此外,還易于采用車床加工等。
如果用新合金制造發電設備或飛機發動機的渦輪,可耐高溫、高壓燃燒氣體的噴射,可提高發電效率和飛機的燃油效率。而如果使用新合金制作耐熱部件等的鑄型,即使與高溫的原料接觸也不易變形,因而可提高產品精度。研發人員在經過2-3年試驗之后首先將新型合金實際應用于發電設備和鑄型方面。
二、新日鐵住金積極推動獨有防腐產品應用
新日鐵住金集團下屬綜合防腐企業——日鐵住金防腐公司正在加強獨有防腐產品和技術的銷售力度。該公司圍繞今后具有良好發展前景的社會基礎設施和生活設施等,結合用戶需求提出了產品和技術解決方案。
由于鈦在防紫外線和抗沖擊等方面具有優勢,近年來在防腐領域越來越受到重視。日鐵住金防腐公司開發的“鈦膜礦脂(TP)防腐施工法”除了被應用于日本沖繩的海灣設施建設外,還被許多鋼鐵企業用于建設基礎設施等。
在橋梁建設應用方面,用鈦箔加強涂膜耐蝕性的施工方法也獲得了應用。在厚度0.75mm的基材上用0.1mm的鈦箔貼在易于發生腐蝕的部件端部,從而徹底斷絕導致劣化或腐蝕的主要因素——水分、鹽分等,起到降低鋼橋涂裝的全生命周期成本的作用。
低成本解決設施老化、性能變差或抗震強度不足的施工方法有“水中網格施工法(適用于水中的碳纖維增強復合材料(CFRP)網格加固施工法)”。一般情況下,在加固水中的混凝土結構物時,需要在四周用鋼板樁等臨時固定后,進行排氣處理。而采用該施工方法,則是用水中硬化型樹脂將混凝土結構物的表面與碳纖維網格狀纖維束(CFRP網格)接合的方法進行加固。碳纖維的抗拉強度是鋼筋的5倍左右,且無需排水,施工性極好。尤其適用于橋墩的維修加固等。
采用日鐵住金防腐公司特殊覆膜技術的鋼制排水溝是重度防腐產品,用SS400鋼板進行熱鍍鋅、特殊表面處理、特殊聚丙烯粉體涂裝。該產品可確保超過尼龍涂裝的耐蝕性和耐磨損性。在獲得認證的基礎上,采用特殊覆膜技術的鋼制排水溝從今年開始正式發售。目前已有部分高速公路等的側溝處應用本產品,今后應用范圍將進一步擴大。
三、愛知制鋼加速開展不銹鋼業務的“唯一化”戰略
日本愛知制鋼正在加速開展不銹鋼業務的“唯一化”戰略。隨著燃料電池車(FCV)的普及,氫氣社會體系的建立已經是大勢所趨。此外,道路、橋梁等基礎設施因老化需要更新及加固等導致的型鋼、棒鋼的需求增加。上述情況促使愛知制鋼制定了不銹鋼業務的“唯一化”戰略,圍繞這一戰略積極開展產品開發、宣傳和應用活動。
愛知制鋼的不銹鋼業務主要為型鋼和圓棒鋼。近來,隨著氫氣站建設和燃料電池車的普及,推動了技術應用和改進。
為此,愛知制鋼在技術開發部設立了不銹鋼開發組、不銹鋼AE組、不銹鋼·鈦市場開發組。在生產技術方面,還設立了不銹鋼技術室等。商務、生產兩方面共同協作,發揮以不銹鋼為主力的綜合實力。
燃料電池車和氫氣站的普及擴大,推進了愛知制鋼高壓氫氣用不銹鋼(AUS316L-H2)的技術開發和銷量的增加,該產品還在豐田汽車公司推出的燃料電池車“Mirai”上獲得應用。同時,愛知制鋼還在有計劃地推進質優價廉的鋼材開發。
據稱,豐田在2020年將達到年產燃料電池車3萬臺的規模,且屆時還有1000處氫氣站的新建規劃。因此愛知制鋼認為,不銹鋼的需求量必然呈增長態勢。不僅如此,在基礎設施重建方面,對不銹鋼的需求也將增加,隨著不銹鋼鋼筋混凝土梁的開發,不銹鋼應用領域也將逐步擴大。
愛知制鋼繼小直徑鋼筋“CD4”之后,新開發了用于混凝土深加工產品等的加固材料“CD6”。產品滿足“JISG3532鋼線”中規定的混凝土用異型鋼線的斷面形狀、機械性能要求,作為業界首個不銹鋼異型鋼線進行推廣。該產品不僅具有高耐候性、耐蝕性和良好的裂紋分散性,且應用條件與現有的異型鋼線相同。
數據來源:世界金屬導報