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2004年日本钢铁生产技术的发展历程(下)

2006年03月29日 09:03 吴狄/文

2.2 炼钢

 2004 年炼钢生产情况分别示于表 3 的转炉生产情况和表 4 的电炉生产情况中。虽然转炉的利用系数越来越高,但铁水和钢水的配比、氧气单耗却下降了,冷铁源 ( 废钢 ) 的使用量增加了。转炉的真空处理比率持续增加。另外,电炉的利用系数也处于不断增加的趋势中。 2004 年的电炉生产情况恢复到能与过去最好水平 (1998 年 ) 相匹敌的指标。

连铸坯占轧制用钢坯的比例是,普通钢占 99.8% ,在 10 年间一直保持 0.6% 的增加量。特殊钢占 94.4% ,比前年增加了 0.8% 。

 在炼钢技术和设备方面,为应对产品质量的高级化和严格化、减少对地球环境的污染、满足对钢材的旺盛需求和应对原料价格的高涨等,因此各钢铁公司都为提高生产能力、降低原燃料消耗进行了不懈的努力,大增强了设备的生产能力,主要有如下几方面。

 在冶炼方面, JFE 钢公司在东日本制铁所千叶地区新建了具有加热和熔化功能的不锈钢铁水保温炉 (J — FIRST) ,并结合先期进行了高炉大修等措施,增强了设备的生产能力。另外, JFE 棒材厂对姬路制造所的 150 吨电炉进行了更新,引进了利用废热对原料进行预热的新型电炉。预计将于 2005 年下半年竣工。该工艺可通过降低热损失来减少电力单耗、提高生产率、净化废气。

 在精炼方面,神户制钢公司为批量生产高强度等高级钢,于 2004 年 10 月份投产了一种真空脱气装置,该装置具有脱硫功能和脱气功能。

 另一方面,在铸造方面,大同特殊钢公司在知多厂引进了大断面半连续铸造机 (PHC) 。它具有连铸法和铸锭法的特征,可以提高采用铸锭法生产的特殊钢的质量和提高铸锭的合格率。另外,神户制钢公司已决定在神户制铁所新建 5 号大型钢坯连铸机 ( 原有的 4 号连铸机预计将停产 ) ,其设备单体生产能力为 72 万吨/年左右,计划 2006 年 9 月投产。

 2.3 厚板、钢管、棒钢

 在厚板生产设备方面, JFE 钢公司在西日本福山厂厚板车间安装了首次在世界上采用的高效感应加热方式对板坯进行在线加热的装置( HOP) ,它是在厚钢板从电感线圈中通过时进行加热的。另外, JFE 钢公司在东日本京浜厂厚板车间安装了超级 OLAC ,去年继而在仓敷厂的厚板车间安装了该装置。这是一种厚钢板在线快速冷却设备,其冷却速度之快接近理论极限。它能使厚钢板冷却后的温度分布更加均匀。另外, JFE 钢公司还开发了能对耐候性钢在大气腐蚀环境下进行腐蚀量预测的软件,它对于降低钢制桥梁的寿命周期成本具有很大的作用。其应用范围将进一步扩大,并可提高钢制桥梁的安全性。

 在钢管生产设备方面,新日铁为实现近年来管道管领域所要求的低 YR( 低屈服比 ) ,在光厂的 24” 中口径电焊钢管车间的成形生产线上引进了 F F 成形方式 ( 挠性成形 ) 。

 在棒钢生产设备方面,住友金属工业公司小仓厂为扩大主要用于汽车的高品质特殊棒钢的生产量,新增了一条特殊棒钢检查·修整线,同时决定将在棒钢车间生产的 18mm ~ 21mm 的线卷移动线材车间轧制,预计 2005 年秋天开始投产。

 在产品开发方面,大同特殊钢公司开始批量生产断裂分离型热锻造连杆用钢。它通过减少碳含量、增加磷含量、控制硫化物形态,能够使连杆同时具有强度、切削性、断裂分离性。采用圆形断面的垂直型连铸机浇铸可以提高铸坯质量。另外,新日铁、 JFE 钢公司、住友金属工业公司开发了新一代钢板桩“帽形钢板桩 900 ” 。作为帽形的整体连杆轧材,它是世界上最大的有效宽度为 900mm 的薄壁大断面形状,由于接头位置放在墙体最外缘,因此尽管断面大,但施工性好、可靠性高、且是一种经济型的钢板桩。

 2.4 薄钢板

 为应对用户对汽车和电机等薄板表面处理要求的进一步提高,新日铁对名古屋厂的 2 号连续镀锌作业线、君津厂的 2 号连续镀锌作业线进行了更新,住友金属工业公司宣布在鹿岛厂新建热镀锌设备 ( 镀锌能力 30 万吨/年 ) 和连续式酸洗设备 ( 酸洗能力 150 万吨/年 ) 。新日铁的更新设备预计 2006 年上半年投产。住友金属工业公司的新增设备前者为 2006 年秋投产,后者为 2006 年夏投产。

 随着神户制钢公司开发的无铬化钢板的商业化生产,日本首次在国内全面废除电镀锌钢板的铬酸处理。这是因为在全世界减少环境污染物使用量的活动进程中,通过中止一部分铬酸处理产品的生产,同时从生产线上撤除铬酸处理设备,就有可能消除在生产过程中铬酸处理液的混入。

 2.5 计测·试验·分析

 在计测设备方面,日本各钢铁公司积极开发通过模拟模型进行在线控制、优化计划系统。另外,神户制钢公司开发了发动机曲拐超声波自动探伤装置,它可稳定探伤作业、缩短探伤作业时间、提高质量。 JFE 钢公司开发了新的耐蚀性评价法 ACTE ,它能对家电产品在实际使用环境下的耐蚀性进行最佳的再现和评价,由此可为顾客提供在防锈质量方面可靠性高的无铬家电商品。

 在分析设备方面, JFE 钢公司通过采用缩短废气中二恶英类的分析时间的技术,使分析时间由原来的 10 天缩短到 2 天。另外,神户制钢公司开发了紧凑、高功能型的纳米薄膜分析装置,开始销售给从事新一代半导体薄膜和与磁记录相关的多层薄膜开发的大学和厂家。

 2.6 环保

 继 2003年 后, 2004 年日本各钢铁公司都对环保进行了研究。如利用炼铁厂现有的设备装置对从废弃物的处理到副产物的利用和提供清洁能源等进行了试验。

 作为新技术有,新日铁采用废轮胎气化再生装置,使废轮胎能 100% 作原燃料加以利用。它采用回转窑对废轮胎进行加热分解后,分离气体、干馏碳和钢丝。另外,新日铁君津制铁所利用经济产业省的官方资金完成了从焦炉中提取液体氢的试验设备,并进行了用作燃料电池汽车用氢的试验。还有, JFE 钢公司继开发了将聚氯乙烯以外的容器包装塑料等用作高炉原料进行再利用的技术后,在东日本制铁所京浜地区建的聚氯乙烯用作高炉原料的装置已在 2004 年 5 月开始投产。预计 2004 年度可再生利用废塑料 3000 吨左右。

 日本钢铁企业利用官方资金共同研究开发的主要技术有,“采用电炉技术将铁和塑料复合再生利用技术的开发” (2002 ~ 2005 年度 ) ;“利用高炉煤气生产氢的技术开发” ( 200l ~ 2005 年度 ) ;“节能型金属粉尘再生技术的实用化开发” (2004 ~ 2006 年度 ) 等。

 3 技术引进和技术输出

 关于 2004 年一年里的技术贸易项目,以日本钢铁联盟会员公司 (74 家 ) 为对象进行调查,结果示于表 5 。 2004 年的技术输出为 27 项比, 2003 年的 58 项大幅减少。技术引进为零 (2003 年为 2 项 ) 。技术输出区域,亚洲占 48% ,其次依次为北美、中南美、大洋洲。在技术分类方面,加工和处理技术类占 59% ,钢铁厂全盘技术输出次之。技术输出等价收入额比前年减少 30% ,技术引进等价支付额减少 60% ,因此尽管企业经营活动已全球化,但近年来钢铁贸易的份额却不断缩小。

4 研究经费的支出

 根据日本总务厅统计局的“科学技术研究调查报告”,从销售额与研究费支出比例来看, 2003 年度日本的整个产业和钢铁行业的研究经费支出都呈下降的趋势,钢铁行业的研究经费支出已连续 3 年减少, 2001 年为 135 , 345 百万日元, 2002 年为 129 , 660 百万日元, 2003 年为 128 , 032 百万日元。

 钢铁行业每万人从业人员的专业研究人员数量比前年减少,但专业研究人员的数量基本没变, 2004 年为 4238 人, 2003 年为 4204 人, 2002 年为 4224 人。

 从每个专业研究人员的研究经费来看,虽然钢铁行业超过了其他行业,但依然呈下降的趋势,其差距正逐步缩小。

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