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日本研發超級鋼鐵 將不再需要鐵礦石

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 09:20:11 來源:經濟參考報

  ●我們的口號是“開發出強度為現代鋼鐵的2倍,壽命也為2倍的超級鋼鐵”

  ●日本將不需要鐵礦石了,所有的廢鐵都有可能被製造成“超級鋼鐵”。這也必將是中韓等國要走的路。

  日本從1997年開始研究具有高強度和長壽命的“超級鋼鐵”。日本研究“超級鋼鐵”的初衷是什麼?“超級鋼鐵”會對傳統鋼鐵行業產生怎樣的影響?本報記者日前來到日本物質材料研究機構(NIMS),對該機構新材料領域的學科帶頭人、從1997年就參與研發“超級鋼鐵”的長井壽進行了采訪。

  日本研發“超級鋼鐵”是為了適應未來發展

  《經濟參考報》:日本研發“超級鋼鐵”的背景是什麼?

  長井壽:1995年(nian)日(ri)本(ben)發(fa)生(sheng)阪(ban)神(shen)大(da)地(di)震(zhen),當(dang)地(di)鋼(gang)鐵(tie)建(jian)築(zhu)毀(hui)於(yu)一(yi)旦(dan),引(yin)發(fa)日(ri)本(ben)學(xue)界(jie)對(dui)鋼(gang)鐵(tie)材(cai)料(liao)重(zhong)要(yao)性(xing)的(de)思(si)考(kao)。為(wei)了(le)適(shi)應(ying)未(wei)來(lai)發(fa)展(zhan),很(hen)多(duo)學(xue)者(zhe)提(ti)出(chu)要(yao)開(kai)發(fa)更(geng)堅(jian)固(gu)的(de)鋼(gang)鐵(tie)材(cai)料(liao)。這(zhe)是(shi)研(yan)發(fa)“超級鋼鐵”的起源。

  《經濟參考報》:“超級鋼鐵”的研發分為第一期和第二期,各期的目標是什麼?

  長井壽:第一期從1997年到2001年,第二期從2002年到2007年。第一期的口號是“開發出強度為現在鋼鐵的2倍、壽命也為2倍的超級鋼鐵”,具體有4項內容:一是把在日本利用最廣泛的低碳素鋼鐵SM490的強度提升2倍,並保證其可以焊接使用;二是將螺栓的強度提升到180OMPA;三是為了提高熱效率,將用於製造火力發電設備的鋼材料的耐熱溫度從600℃提升到650℃;四是製造不易生鏽的鋼鐵。這4個目標在第一期結束時就基本實現了。

  《經濟參考報》:效率如此之高,原因何在?

  長井壽:我們總結了以下4點成功經驗。一是設立高目標,我們設立的目標是從來沒有人提出過的。二是加強同民間企業、大da學xue研yan究jiu人ren員yuan的de交jiao流liu合he作zuo。以yi前qian我wo們men在zai這zhe方fang麵mian做zuo得de不bu夠gou,隻zhi是shi研yan究jiu所suo內nei部bu專zhuan家jia閉bi門men搞gao研yan究jiu。在zai這zhe個ge項xiang目mu中zhong,我wo們men向xiang企qi業ye和he大da學xue敞chang開kai大da門men,有you來lai自zi民min間jian企qi業ye的de經jing營ying者zhe80人和各相關大學的教授150人參與。三是在項目運營和管理上分成4個(ge)小(xiao)組(zu),請(qing)民(min)間(jian)企(qi)業(ye)和(he)其(qi)他(ta)研(yan)究(jiu)機(ji)構(gou)的(de)領(ling)導(dao)參(can)加(jia),一(yi)年(nian)舉(ju)行(xing)兩(liang)次(ci)分(fen)科(ke)會(hui),就(jiu)項(xiang)目(mu)進(jin)程(cheng)和(he)出(chu)現(xian)的(de)問(wen)題(ti)及(ji)時(shi)通(tong)報(bao)和(he)討(tao)論(lun)。討(tao)論(lun)會(hui)上(shang),各(ge)方(fang)都(dou)毫(hao)無(wu)保(bao)留(liu)地(di)指(zhi)出(chu)存(cun)在(zai)的(de)問(wen)題(ti)。四(si)是(shi)利(li)用(yong)新(xin)手(shou)段(duan)和(he)新(xin)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)試(shi)驗(yan)。為(wei)了(le)得(de)到(dao)更(geng)精(jing)確(que)的(de)參(can)數(shu),我(wo)們(men)獨(du)自(zi)開(kai)發(fa)了(le)100多種新的試驗設備,其中有20多種還申請了專利。

  《經濟參考報》:你們具體開發了哪些新設備?

  長井壽:我wo們men開kai發fa了le能neng穿chuan透tou鋼gang鐵tie的de電dian子zi顯xian微wei鏡jing。在zai原yuan有you的de鋼gang鐵tie中zhong添tian加jia多duo種zhong新xin元yuan素su時shi,通tong過guo這zhe個ge電dian子zi顯xian微wei鏡jing能neng觀guan察cha元yuan素su在zai鋼gang鐵tie結jie構gou中zhong的de分fen布bu狀zhuang況kuang。在zai對dui鋼gang鐵tie進jin行xing耐nai疲pi勞lao試shi驗yan時shi,還hai發fa明ming了le一yi個ge高gao速su運yun轉zhuan的de疲pi勞lao機ji,以yi前qian的de機ji器qi隻zhi能neng試shi驗yan100萬次,現在可以在相同時間內試驗10億次。另外,我們還花了10年時間研製了一個模擬場景裝置,叫“腐蝕模擬實驗室”,可模擬真空狀態下刮風、xiayudenggezhongziranxianxiangxiagangtiedebianhua。womenyongleyinianshijianshoujishuju,bingfenxizaizhexieqingkuangxiawomenzhizaogangtieshizuiyinggaizhuyidewenti。womenyiqianyizhirenweixiayushigangtieyishengxiu,danhoulaiwomenfaxian,ruguogangtiezhanmanlehaiyan,nameyueshixiayujiuyuenanshengxiu。

  “超級鋼鐵”逐步走向產業化

  《經濟參考報》:第一期研發中,有企業出資嗎?

  長井壽:第一期研發經費約120億日元全部由文部省撥款,不允許企業出資。但是很多企業都通過派研發人員的形式參與共同研究。

  《經濟參考報》:第二期的目標是什麼?

  長井壽:第di一yi期qi結jie束shu時shi大da部bu分fen目mu標biao已yi經jing完wan成cheng了le,第di二er期qi主zhu要yao是shi將jiang第di一yi期qi的de目mu標biao重zhong新xin進jin行xing整zheng理li,並bing通tong過guo更geng多duo的de重zhong複fu試shi驗yan來lai證zheng明ming第di一yi期qi達da成cheng的de目mu標biao是shi具ju有you可ke複fu製zhi性xing的de。為wei了le使shi新xin研yan發fa的de“超級鋼鐵”運用到實際生產中,我們還請各建築公司、鋼鐵公司、電力公司一起舉辦研討會,研究到底還存在哪些不足和問題。

  《經濟參考報》:“超級鋼鐵”項目第二期的經費是多少?

  長井壽:約80億日元。從第二期開始,企業也可參與共同出資。

  《經濟參考報》:這個項目沒有第三期嗎?

  長井壽:沒有。一般來說,日本的科技研發程序分為3個ge階jie段duan,先xian由you文wen部bu省sheng發fa起qi純chun學xue術shu研yan究jiu,之zhi後hou一yi些xie研yan究jiu成cheng果guo和he項xiang目mu被bei經jing濟ji產chan業ye省sheng接jie手shou,提ti高gao民min間jian企qi業ye參can與yu度du。第di三san個ge階jie段duan完wan全quan由you民min間jian企qi業ye接jie管guan。目mu前qian我wo們men還hai在zai繼ji續xu進jin行xing一yi些xie基ji礎chu研yan究jiu,如ru耐nai熱re鋼gang的de壽shou命ming問wen題ti、耐腐蝕鋼的研究、氫氣對鋼鐵的遲緩破壞作用等。

  《經濟參考報》:現在日本的鋼鐵再利用達到了什麼水平?

  長井壽:就jiu我wo的de理li解jie來lai說shuo,日ri本ben鋼gang鐵tie的de再zai利li用yong程cheng度du相xiang當dang高gao。這zhe些xie年nian來lai,很hen多duo企qi業ye一yi直zhi致zhi力li於yu減jian少shao鋼gang鐵tie中zhong銅tong的de含han量liang。因yin為wei鋼gang鐵tie中zhong混hun有you銅tong就jiu會hui影ying響xiang鋼gang鐵tie的de質zhi量liang。而er我wo們men經jing過guo研yan究jiu發fa現xian,如ru果guo銅tong含han量liang等deng於yu或huo低di於yu0.3%的話,基本不會對鋼鐵質量產生影響。今後,如何在提高鋼鐵高性能的基礎上壓低成本是我們基礎研究的一個課題。

  《經濟參考報》:你們成立商品化研發小組了嗎?

  長井壽:shi,yingwenbushengkuaisuchanyehuadeyaoqiu,womenchenglileshangpinhuayanfaxiaozu。dangshi,geqiyeduiyuxunsushangpinhuabushihenganxingqu。dancongwomenkeyanrenyuandejiaodulaishuo,zheshiyigeheqiyerenshijiaoliudehenhaopingtai。womenzhujiankaishikaolvxinchanpinduiyuzhenggegangtiechanyedeyingxiang。jinguanwomenxianzaikaifade“超級鋼鐵”還hai沒mei有you實shi現xian產chan業ye化hua,但dan是shi在zai研yan製zhi過guo程cheng中zhong的de很hen多duo成cheng果guo和he理li念nian都dou已yi被bei運yun用yong到dao實shi際ji產chan品pin中zhong,比bi如ru日ri本ben企qi業ye製zhi造zao的de世shi界jie上shang第di一yi款kuan細xi微wei粒li鋼gang,就jiu是shi應ying用yong了le“超級鋼鐵”的部分技術。

  “超級鋼鐵”利用廢鐵取代部分鐵礦石進口

  《經濟參考報》:“超級鋼鐵”的誕生對日本鋼鐵業及日本鋼鐵資源有什麼影響?

  長井壽:以前我們曾預測過,如果日本鋼鐵每年保持產量為1億噸,到2050年產生的廢鐵將達6000萬噸到7000萬噸。但是近10年來這個假設已經不成立了,因為日本生產的鋼鐵一半以上都出口了,現在日本的廢鐵量在緩慢增長,大概維持在3000萬噸到4000萬噸。而日本國內的鋼鐵需求大概也是這個數字,“超級鋼鐵”研究的一個重點在於廢鐵的再利用,目標是讓以廢鐵為原料加工成的鋼鐵與從鐵礦石加工的成鐵擁有同等甚至更高的質量,而且價廉。

  極端一點說就是,日本將不需要鐵礦石了。這也必將是中韓等國要走的路。最快30年後,將是“超級鋼鐵”的時代。如果產業界有需求,日本國內所有的廢鐵都有可能被製造成“超級鋼鐵”。日本還可以在國外利用廢鐵生產“超級鋼鐵”供出口。這將是鋼鐵產業的一個新模式。

  

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