JFE钢铁公司成功开发1.5GPa（1470MPa）级超高强冷轧钢，全球首次应用于车身骨架部件。1.5GPa级超高强冷轧钢此前用于保险杠和车门防撞梁等，但也存在难以冲压成形等问题，只能应用于形状比较简单的部件。对于应用在成形复杂的车体骨架零件的超高强钢，由于担心冷冲压的难度和延迟开裂的影响，目前为止强度上限仅为1310MPa。在更高强度上，大多采用热冲压的成形方法。尽管1.5GPa级超高强度钢的热冲压应用也取得了进展，但由于加热和冷却所需的时间导致生产成本增加。JFE钢铁公司通过独有的水淬方式，在连续退火过程进行高速冷却，通过添加合金将钢板的微观组织不均匀性降到最低，成功实现了超高强钢的开发。此次成功开发的1.5GPa级钢板与1310MPa级钢板具有同等延伸率，并能够满足高屈服强度、耐延迟开裂等多个特性。

JFE钢铁公司开发了世界最高速度800m/min的调质轧机。该技术采用智能控制技术，融合各类传感器数据和实时优化模拟技术，提高带钢全长的产品质量，并通过对钢带形状、延伸率和横向移动的高精度自动控制，实现高速稳定轧制。

3.2 厚板

JFE钢铁公司开发出超大型集装箱船用高止裂性能超厚钢板。集装箱船为了便于集装箱装卸，在甲板的上部有大开口。由于船体在海上航行时会受到大浪载荷的影响，因此上甲板和船体侧面采用了大规格高强度的钢材。近年来，随着集装箱装载量超过20000个的超大型集装箱船的出现，钢板厚度从50mm增加到100mm，现在需要屈服强度高达460MPa级的高强钢。然而，随着钢板板厚增加，阻止脆性裂纹扩展所需的止裂性能需要增加。为了解决这个问题，JFE钢铁公司创立了一项技术，该技术通过利用热机械控制工艺 （TMCP） 技术来增加具有阻止裂纹扩展的取向晶粒比例，并可以精确控制加热温度和轧制温度，即使是世界最大厚度100mm的超重高强度钢板，也能确保其具有高止裂性能。

3.3 钢管

由日本制铁和日本制铁不锈钢管公司生产和销售的高压氢气下用不锈钢，应用于东京燃气株式会社和日本加氢站联合公司合建的丰洲加氢站。这种不锈钢即使在高压氢气环境中也不会发生氢脆，可以延长加氢站的使用期限并具有更高的安全性。由于该产品的高强度，可以实现管道的薄壁设计和扩大内径，实现高流速和更快的氢气填充。该钢种焊缝具有与母材相同的强度和抗氢脆性，可以使用焊接，从而省去传统上使用众多机械接头，有助于加氢站更坚固。

JFE钢铁公司制造的Type2高压储氢瓶适用压力范围广，一次加氢即可为燃料电池汽车（FCV）供给大量氢气，2020年12月首先在丰田Hoei加氢站（爱知县）使用，预计将应用在燃料电池巴士和大量车辆的供应站。

3.4 板材和型材

日本制铁从2020年4月开始销售世界上固定外形尺寸最大的H型钢。近来，日本制铁公司为扩大结构用H 型钢规格范围，特别是在为客户提供超大规格H 型钢方面不断调整轧制工艺。目前，该公司能够轧制高度达1200mm的大型H 型钢，该规格比现有大型H 型钢还大20% 左右。作为生产基地的日本制铁关西和歌山制铁所堺厂是日本第一家采用万能轧机的大型钢厂，于 1989 年开始生产和销售固定外形尺寸H型钢，引入革命性的制造工艺，通过固定腹板高度和法兰开发了简化设计和省力的加工方法。这些产品凭借广泛的变化范围、出色的尺寸和形状精度以及准时交货，以及随后几年扩大各种尺寸类型赢得了用户的信任。

4 测量和控制系统

2020年，日本制铁对数字化转型（DX）进行了重组和职能重构，包括于2020年4月成立“数字创新事业部”，积极利用数据和数字技术进一步增强业务竞争力。JFE钢铁公司也成立了JFE数字化转型中心，旨在通过积极推动DX，实现创新生产力提升和稳定运营。

神户制钢开发了人工智能高炉铁水预测系统，并于2020年8月在加古川工厂2号高炉开始运行。该系统借助数学模型，可以提前5h自动、高精度地预测铁水温度，还可以通过人工智能搜索最佳参数，以极高的精度再现最近几个小时的炉温结果。

JFE钢铁公司开发运行燃料和电力管理指导系统，该系统的引进和运行效果已在西日本制铁所（仓敷区、福山区）得到验证，未来将引入到其他工厂。该系统基于实时测量数据和生产计划对燃料和电力供需的高度准确预测，使得适当调整副产品气体的储运供需成为可能。与基于操作员经验和能力的常规操作相比，可以实现更高效的操作，并实现节能减排，降低燃料和电力成本。

JFE钢铁公司研发了卷材产品仓库钢卷智能起重机操作系统——自动吊顶起重机智能运行系统，并在全公司使用。通过引入该系统，运力大幅提升，实现了仓库收发货作业的效率化和自动化。此外，程序的“钢卷配置功能优化”功能使出入库的等待时间大幅削减，钢卷出库等待时间将被消除。截至2020年10月，西日本制铁所福山地区钢卷仓库6台起重机引进了该系统。

日本制铁2021年1月开始在其东日本君津制铁所使用NEC的人工智能分析软件“系统不变量分析技术（SIAT）”，对其设备运行状态开展在线监测的长期运行试验。日本制铁基于放置在各个生产过程中的500个物理传感器收集的2000多个测量项目（电流、温度、压力、控制信号等）的数据，通过人工智能学习，进行设备检查和运行监控，并对设备和设备的行为进行建模，提前预防故障并提高设备检查和运行监控的效率。

JFE钢铁公司和KDDI公司从2020年4月开始，在JFE钢铁公司东日本制铁所（千叶地区）引入第五代移动通信系统——5G，并通过利用4K影像等技术，促进JFE钢铁公司的稳定生产和智能化工厂的建设。通过利用5G技术，可以一次性地收集来自各种传感器的大量数据，并对各设备实施统一控制，从而实现生产现场整体优化；有望在提高生产效率、应对厂内布局变化以及对设备和作业人员的协作支持等工厂的智能化、数字化转型的进一步推进方面发挥作用。

5 环境与能源

2020年3月，日本确定了CO 2 减排发展目标，其中包括：1）完成2030财年温室气体排放相比2013财年减排26%的中期目标；2）瞄准有抱负的数字，在制定温室气体政策和措施的基础上进一步努力；3）完成2050年实现“碳中和”，构建“零碳社会”的长远目标。

2020年8月，COURSE50项目的第二阶段第1步中期试验在短时间内取得了优异的成绩，具体成果有：1）高炉CO 2 减排技术：试验结果（试验高炉）和理论结果（数学模型）表明，通过高炉风口注入室温氢基气体的单独操作，可以实现约10%的 CO2 减排，从而将高炉氢气还原技术的选择范围扩大到实际应用；2）高炉CO 2 分离回收技术：① CO2 分离回收单位能耗达到1.63GJ/t- CO2 ，接近理论极限；②基于燃气清洁度的研究，提出了考虑耐久性的余热回收设备的组成。

2020年10月9日，JFE钢铁公司开始对铁焦项目进行扩大规模的中试试验。该试验装置位于西日本制铁所福山地区，日产能为300t，由粉碎/干燥设备、混炼/成型设备、干馏设备组成。本次示范研究将开发铁焦生产技术，旨在实现高炉使用铁焦大幅度减少 CO2 排放量和大幅节能，并通过将使用低品位煤和铁矿石变为可能，提高资源灵活性；到2023年，确定相关技术，将炼铁工艺过程中的实际能源消耗量和 CO2 排放量减少10%。此外，将于2022财年，通过在中试工厂生产铁焦并在实际高炉中连续长期装料，评估铁焦对高炉铁矿石还原比例和运行稳定性的影响。

NEDO开始致力于以 CO2 为原料生产对二甲苯的技术开发。

日本制铁和京都大学、日本同步辐射研究所、信州大学组成的研究小组宣布了利用不同于传统吸附剂的新材料（门型吸附剂）的高效 CO2 分离系统的提案。该研究表明，门型吸附剂有助于实现 CO2 吸附、分离和回收高效节能。

JFE钢铁公司和太平洋水泥公司、地球创新技术研究机构（RITE）共同开发 CO2 固定技术，包括：（1）开发利用湿法从钢渣、废混凝土等中提取的碱土金属与工厂排放的 CO2 反应，生成稳定碳酸盐的技术；（2）该过程中形成的碳酸盐的使用技术的开发。

日本制铁和力拓签署了联合勘探谅解备忘录，开发从原材料开采到钢铁生产的整个生产链的脱碳技术，以创建具有低环境污染的创新生产工艺。

三洋特殊钢株式会社开发出一种具有耐高温腐蚀性能新型钢，用于下一代高温高强换热器，能够承受比传统高铬铁素体耐热钢更高的废热回收温度，以提高废热回收设备中使用的换热器的能源效率。使用这种新开发材料，预计可以节省燃料并减少 CO2 排放。

日本制铁目前已在全国38处开展利用钢渣的海洋森林再生技术项目调查，调查的再生海藻床面积约为3.2ha，固定为蓝碳的 CO2 最大量为115t/a。

JFE钢铁公司将进一步开发使用钢渣产品建造浅滩的项目，在毗邻横滨临港公园的水域建造浅水区和海藻床。

神户制钢宣布成立“氢价值链推进委员会”，将与8家民间企业共同推动氢领域的全球合作，并已开始具体研究组建新集团。

JFE钢铁公司通过使用高性能绝热材料降低铁水运输容器表面温度并抑制辐射传热，将容器表面热损失减少到常规水平的55%-75%。钢厂所有运输容器使用该材料时，节能转化为原油相当于约21000kL/a（相当于24000个普通家庭消费量）。

本文为节选内容，全文请参阅《世界金属导报》26期B08。

本文摘选自本报2021年第26期B08部分内容，若要详细了解更多相关行业和技术信息，请关注本报纸质报纸每期A版和B版内容，或者登陆本报手机APP客户端，或者本报网站新址：http://www.worldmetals.com.cn/电子报阅读全文。转载请注明出处。

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