1 研发政策
为满足消费者不断变化的需求,以及当前人们对能源和环境问题的日益关注,新日铁住金公司在技术研发领域进行了有选择性地投入,以期实现可持续增长。该公司研发政策主要基于以下三点:
1)提高高等级钢材的开发和供应能力;
2)开发有利于利用低品位铁矿石,焦煤和其他原燃料的支撑技术,从而使公司能够应对原燃料质量下降的趋势;
3)培养以环境为导向的技术,从而支撑企业持续发展。
2 研发组织结构
新日铁住金公司研发组织结构见图1。在以研究和工程相结合的理念下,新日铁住金公司整合了研发结构,把基础研究与应用开发和工程相结合。在该公司新成立的四个研究小组中就体现了这种改进。这四个研究小组的研发内容分别是研究材料的可靠性、基础冶金、氢和能源材料以及集成工艺。该公司认为其研发能力具有以下六大优势:(1)由于研发和工程相结合,所以具有全面性和较快的研发速度;(2)在客户处建立了研发基地,拥有完善的研发网络;(3)将集团各公司的产品和技术相结合,可以提供集成解决方案;(4)炼钢工艺技术的解决方案,有能力解决与能源和环境有关的问题;(5)建立了与行业、学术机构、海外联盟,甚至客户之间的广泛协作;(6)广泛的基础和平台技术。
另外,新日铁住金公司拥有约800名研究人员,主要在三个核心研究中心(分别是千叶县富津市的研究及工程中心、兵库县尼崎市的研发中心和波崎研发中心)以及日本各钢厂的实验室,进行技术创新,功能性产品开发,先进炼钢工艺流程,前沿生产工艺并确保这些工艺技术迅速实用化的研发。
3 主要技术创新成果
1)汽车轻量化技术
新日铁住金公司已经开发了汽车用高拉伸强度钢板,有助于减少车体重量和提高强度。该公司还开发了钢板成型和其他应用技术,并为满足客户需求,在材料和解决方案方面提出建议。
◆钢管三维热弯淬火处理技术
三维热弯淬火处理技术(Three-dimensional hot bending quench mass processing technology for steel tubes,3DQ)是对各种形状的钢管进行加热,并用冷却水有顺序淬火的连续工艺,见图2。钢管形状包括圆形、方形和其他各种不同的形状。通过使用这种技术,可以实现抗拉强度达到1470MPa或以上的水平,这是传统的冷弯和液压成形工艺无法实现的。采用这项技术制造汽车零部件,预计将显著降低车辆的重量,并提高汽车碰撞安全性。采用这种技术制造的汽车零部件已经用在了马自达普利马这种紧凑型MPV车上,减重达到50%左右,同时与传统材料相比具有相同刚度和强度。
◆拉伸强度1.2GPa级热镀锌钢板用于汽车主框架部分
新日铁住金已经成功地制造出强度达到1.2GPa的合金化热镀锌(GA)钢板。这一钢板首次应用在铃木2013年3月新出的“SPACIA”轻型汽车的主框架部分。与普通冷轧钢板相比,GA钢板需要镀锌退火生产工艺,生产难度较大。其最大强度限定在980MPa。然后,新日铁住金通过调整合金化热镀锌工艺,能够制造拉伸强度达到1.2GPa级高抗拉强度钢板。此强度和耐腐蚀性使它们能够适合于汽车主框架。该钢板的应用扩大了高强度钢材在汽车制造中的应用范围,同时使碰撞安全性提高,汽车重量更轻。
2)为稳定能源供应研发的技术
在全球能源需求不断增长的环境下,新日铁住金正在开发范围广泛的材料和产品,希望丰富产品线,满足客户的需求。
◆耐腐蚀双相不锈钢无缝管的开发SM65-2505
超级13Cr马氏体不锈钢(S13Cr)已被应用在北海和北非的油气管线上。然而,这种钢需要进行焊接接头的焊后热处理(PWHT),以防止在腐蚀性环境(包括二氧化碳气体环境)中焊接接头应力腐蚀开裂(SCC)。新日铁住金公司开发出的SM65-2505耐腐蚀双相不锈钢管(合金含量是铬25%,钼1%,镍5%和铜2.5%),不需要焊后热处理就能够满足在高温环境下的耐腐蚀性(包括二氧化碳气和硫化氢环境)。通过添加高达25%的铬并强化钝化膜,使SM65-2505比S13Cr钢的耐腐蚀性更好,并显著提高焊接性能,为客户省去PWHT过程。SM65-2505的规格可以达到16英寸,预计将适用于日益增加的超深油气井的开发。
3)有助于改善社会基础设施的技术
◆液化对策
新日铁住金公司研发的排水桩,是钢材抗液化的产品,这一创新性的产品有一个功能,就是在地震时,能够排出土壤中多余的孔隙水,工作原理见图3。
◆除去被海啸破坏的农业用地中的盐
新日铁住金公司与东京农业大学等机构合作,研究在东日本大地震中受影响的一些农业用地中盐的去除问题。新日铁住金免费提供了转炉钢渣肥料。在1.7公顷的水稻田中,转炉钢渣肥料去除盐的效果已被证明是快速和有效的。2013财年,这种用转炉钢渣肥料除盐的技术将被应用到约50公顷的农业用地上。
◆铁路车辆采用主动悬架
新日铁住金开发的铁路车辆主动悬架已被应用在日本近铁公司的观光铁路车。这种主动悬架能通过安装到车身上的传感器检测到人们的身体运动,使制动器产生相反方向的功率,并且通过取消车体运动控制,使乘坐环境更加舒适。
信息来源:《世界金属导报》