提高钢材强度以适应社会节能的技术简介

为适应汽车、船舶轻量化节油而对高强度钢板的需求，上世纪90年代初各钢厂即采取了轧后控冷（TMCP）方式使钢的晶粒组织微细化的方式以提高钢材的强度。1996年节能环保志愿计划中正式提出节能型钢材的节能量到2010年应达生产耗能40%的目标后，各厂对冷却方式和补加热方式又作了进一步的完善和推广。2005年颁布的新产品中，高强度钢材占有较大的比重，除JFE钢铁福山分厂利用HOP法生产的3种高强度中厚板外，还有神户制钢用TMCP法生产的桥梁用TMCP型570MPa级高强度中厚板，JFE钢铁知多厂生产的汽车悬挂支架用780MPa级高加工型高强度电焊钢管，住友金属小仓厂生产的汽车发动机用高强度非调质钢材，神户制钢生产的汽车阀弹簧用高强度钢丝，住友金属直江津厂生产的细晶粒高强度弹簧用不锈钢板等；还有2006年获日经优秀产品奖的新日铁大分厂产47Kg/mm2屈服强度的船用中厚板，强度比过去的老产品提高了20%。现就其开发过程简介如下：

此项新产品比15年前开发成后一直应用的原产品强度提高了20%，对船舶大型化、轻量化和节油十分有利，从而受到了社会高度评价而得奖。着手开发始于2001年，为适应船舶大型化而不增加钢板厚度，经反算得结果屈服强度应为47kg/mm2，即以此目标进行了开发，时隔4年后基本成功，但碰到了难关。即65mm厚的钢板，内部的钢组织的晶粒粒径为表层的2倍，因此在大冲击下易开裂。经研究后改进了轧钢工艺，即适当降低加热温度和将轧制时间延长1倍后使内外部晶粒粒径达到一致；同时经过用150种焊接材料试验后开发出“二电极VEGA焊接法”保证了焊接区和钢板强度的一致。产品经三菱重工制大型集装箱船使用良好后，已大量生产。

此外，由政府科技厅于1997年组织产学研共同开发的超级金属项目也初步实用化。该项目的开发目标是将钢材的强度提高1倍的目标下，却不采取添加合金元素的常规技术而改采取大压下和快冷使钢材组织的粒径微细化至1um以下，这样既有利于降低成本，又有利于废钢的再生利用，经各方于2001年工试完成后，最后实用化的任务由物质材料研究机构找合适中山制钢在钢铁需求疲软的2001年，将2台850m3高炉关停后，并将3个工场合并为一个轧钢工场并重点开发新产品。于是在物材研的合作下按生产超高强度钢板进行了设计和建成后开始试生产。其工艺为将原250mm的板坯经初轧一下压薄至1/5，精轧机组由过去的上下辊齐转改为下辊单转，一次压下率由过去的20%加大至50%，轧后由水沸腾快冷，成品组织的粒径缩小至2u（为原来的1/3），强度为过去的1.5倍，2006年中已达日产5000t，下一步正向强度提高2倍进行中。（完）