日本钢铁史文档格式.docx

1、在NKK与川铁将于2002年10月正式成立合营公司前，新日铁也加紧了与其它公司的联合事宜商谈。2001年12月4日发布了与神钢合作的消息，11日接受了住金的合作要求，22日同意与日新制钢合作。至此，一家由4家公司组成的钢铁联合体即将正式形成。该联合体今后将主要在半成品铁源的相互调剂供给、原材料的采购、物流的共用、设备的集中优化报废以及不锈钢的开发等领域进行合作，以降低生产成本和提高收益，与NKK川铁集团进行抗衡。预计将在2003年内出台具体的措施和计划。新日铁当时除了加强国内的联合外，还抓紧了与国际上一流大钢铁公司，如法国于济诺尔、韩国浦项、中国宝钢、中国台湾中钢公司等公司的联系与战略性合作。

2、日本钢铁设备制造厂重组情况日本钢铁设备厂家先于钢铁公司的重组，早已开展了大量的合并重组，并已开始了营业和技术方面的实质性合并活动。（1）设计、制造和工艺的组合体2001年5月开始的JSP（JapanSteelPlantech）公司由日立造船、住友重机和日本钢管3家公司共同出资组建。旨在日本和海外设计、制造和销售钢铁设备方面占一席之地。已进入了宝钢的厚板连铸机项目的角逐。（2）老牌轧机制造厂的强强联合体2001年12月21日由三菱重工业和日立制作所发布了两家公司各出资50，于2002年4月1日正式组建全面联合钢铁设备的设计和供货的销售公司，同时将资本金增加3倍，以提高在订货活动中的信誉，组成在轧

3、机领域独占鳌头的阵营，已经活跃在了上海一钢的不锈钢工程。另外还兼并了宇部兴产的平整机部分，使轧制线设备更精锐、更完善。从日本当时钢铁工业的重组措施可以看出，通过强强联手，减少整个行业不必要的恶性竞争，在业内形成寡头竞合的局面，完善了整个日本钢铁工业的供应链，这样极大的提高了日本钢铁工业的核心竞争力。在行业整合过程中，以资本为纽带，以优化供应链为考量，综合考虑到业务和资本各个方面的关联。只有这样才能发挥整个行业的合力，得到最大的收益。日本轧制理论和轧辊的发展1、轧制解析众所周知，日本的轧制技术以理论为基础，始终处于世界先进水平。为解析板材轧制中的板材形状和中间凸度的原理，对轧机的弹性变形条件和被

4、轧材的塑性变形条件进行了联立求解。采用将弯曲和剪切挠曲的材料力学模型进行扩展或校正的方法对各种类型轧机进行解析的方法已基本确立。另一方面，关于材料的塑性变形，采用了三维解析法，使解析由二维理论向高精度解析发展。在解析法的发展方面，有采用数值计算法忠实解析变形的所谓三维解析法，有刚性和塑性FEM，有弹性和塑性FEM，尤其是还有为缩短计算时间而将上述方法进行组合的解析法。在孔型轧制方面，一般说来纯理论处理是极为困难的。作为一种简便的方法，虽然可以采用所谓的矩形换算法把孔型轧制替换为适当的矩形断面材的扁平轧制，但无法获得高精度。提高精度用的实验式和半理论式在简单推测随孔型和轧制条件变化时的变形特性和

5、负荷特性方面依然是一种有效的方法，但目前一般是采用FEM解析。由于FEM的出现，使材料的三维解析变得可能。它不仅可以用于板材的解析，而且还可以用于型材、棒线材和管材的轧制力、轧制载荷、轧制力矩和宽展的求解。三维FEM解析作为一种有效的解析工具已得到人们的认可。人们期待着今后能向轧制温度解析和将轧制加工时的材料组织变化，尤其是将轧制缺陷解析系统组合起来的综合轧制理论方面发展。2、变形阻抗变形阻抗值是计算轧制载荷和轧制力矩时的重要物理特性值。日本钢铁协会轧制理论研究会已对变形阻抗值的研究数据进行了充实和收集，并采用数学模型进行了研究。在热变形阻抗方面，采用考虑到多道次高速连续轧制时的累积应变效应的

6、变形阻抗公式进行计算后，显著地提高了热变形阻抗值的预测精度。为把考虑到材料组织变化的轧制理论进行扩展，希望能建立对材料的硬化、恢复和再结晶等现象同时进行跟踪的理论体系，积累一些与合金成分相对应的能对冶金现象进行定量化的数据。在冷变形阻抗方面，通常是采用考虑到温度和应变速度相互关系的动态变形阻抗公式进行计算。3、轧制润滑和轧辊随着冷轧速度的高速化（最大2800mpm），为获得摩擦系数的定量值，开发了高速轧制模拟装置和双圆筒滑动试验机，严格计算流入油膜的厚度，对轴与轴承等的热胶着进行了评价，提出了表面光泽度的推定和控制系统，并对轧制润滑油进行了改进。作为工作辊材质，一般是将高碳Cr系锻造材进行表面

7、淬火后，使微细碳化物在完全变为马氏体的基质中大量析出，形成硬度高的组织，但由于轧制方面的要求越来越高，因此加快了对镀Cr和喷镀WCCo来提高耐磨性的研究和高速钢及陶瓷新材质的研究。轧辊表面的加工也从喷丸清理变为电火花加工，或采用电子束和激光束等进行加工，使轧辊表面加工得更加均匀、轧辊形状更加妥当。在热轧过程中，确保材料的咬入性能，提高轧辊的耐磨性，防止轴与轴承等的热胶着是重要的课题。目前轧辊一般是使用高速钢，但希望开发出高载荷轧辊和轧制工具，以适应更大的压下轧制要求。提高轧辊和轧制工具的耐磨性、抗事故性和抗桔皮状缺陷性是轧制技术飞速发展所不可缺少的重要技术，从减轻环保压力的观点来看，这些技术要

8、素今后也是很重要的。日本钢板轧制理论和技术发展 1、连续轧制和直接连接轧制日本自1968年开发了森吉米尔式多辊轧机的全连续式串列式冷轧机（TCM）和1970年开发了四辊轧机的全连续式TCM以来，轧机的连续化已取得很大的进展。目前日本国内的主要轧机都实现了完全连续化。由于完全连续轧机的技术可以和轧机的上下工序连接，因此1986年开发出了酸洗TCM连续退火成套设备。完全连续化的开发包括了轧制生产计划可以随意变化、稳定焊接技术、带材稳定移动技术、前进方向可变装置等。在冷轧的连续化之后，1996年首次在世界上开发出了热轧的连续化技术。它是在粗轧结束后将前后轧材在进入精轧机前进行焊接，使精轧机在无切头切

9、尾的状态下进行无头轧制的技术，解决了产品前后端部的质量问题，同时使极薄钢板和新材质钢板的生产技术变得有可能。自1989年将50100mm厚的薄板坯连铸机和轧机直接连接的紧凑式轧机诞生以来，其建设数量逐年增加，目前在日本以外的国家中至少已建设了50套。紧凑式轧机的特征是设备投资少、交货期短，可进行没有水冷滑轨造成黑印的等温轧制，如果采用长的板坯，还能进行半无头轧制，可以预计今后其应用将越来越广，同时能进一步提高产品质量。另外，将来带钢连铸机应用的趋势引人关注。2、新型轧机关于轧机辊距的控制，轧辊项弯装置是关键。众所周知，日本以20世纪70年代后期出现的六辊变速轧机（HC轧机、UC轧机）为契机，开

10、发了交叉辊薄板轧机（PC轧机）、双轴承座顶弯装置（DCWRB）、在小直径工作辊上装有侧支撑辊的六辊FFC轧机、ZHi轧机、多辊型CR轧机、KT轧机、轧辊本身具有可变凸度型的VC轧辊、TP轧辊、NIPCO轧辊，还有采用在线磨削的轧辊磨床（ORC）等，这些新型装备为世界轧制设备的发展做出了很大的贡献。另外，还研究开发了采用1机架多道次轧制技术的各种轧机，但其应用仅限于特殊材的轧制。3、板材中心凸度部分和板材形状的控制板材轧制时的中心凸度部分和板材形状的控制是对同一现象进行控制的技术。由于前者的控制精度在数微米至数十微米就可以了，而后者的控制精度应在01m或小于01m，因此被视为不同的技术。在对比较

11、厚的钢板进行热轧时要控制板材的中心凸度部分，冷轧时要将中心凸度部分比率保持一定，在考虑形状后进行薄壁化轧制。虽然这是常规操作法，但由于板材端部容易产生三维变形，因此开发了控制边缘凸度的技术。例如，有采用立辊轧机减少边缘损失的方法；在轧机上下辊之间使圆盘状水平辊向板的两边挤压，一面约束宽度一面进行轧制的方法；还有采用带有锥度工作辊的轧机和交叉辊轧机进行轧制的方法。因此，可以预计今后仍将积极利用三维变形的技术来控制板材中心凸度部分。在形状控制方面对板厚（轧辊间隙形状）控制的精度要求非常严，这是因为只要控制精度有一点点的偏差，板材就会出现板厚偏差很大的形状缺陷。陡度在05以下，就可以视为形状良好，延

12、伸率偏差为62105（62Iunit），1mm板厚的压下量偏差为006m。因此，实现高精度轧制当然离不开轧辊的局部矫直和材料的横向移动所产生张力的缓和稳定作用，但在轧制过程中使轧辊间隙形状和板材的中心凸度部分一致是控制形状的基础。轧辊挠曲、热凸度、母材形状、机械试验值的偏差和轧辊磨耗等会对轧辊间隙形状和板材中心凸度部分产生影响。为精确控制形状，必须对从低次函数到高次函数这一大范围内的形状偏差进行修正，因此将新型轧机的形状控制传动装置进行组合，采用多变量控制理论等复杂而又精密的控制方法进行形状控制的趋势将进一步增大。4、板厚控制随着钢板加工自动化程度的提高，为排除加工过程中的故障，用户对钢板制品

13、的板厚精度要求越来越高。将支撑辊的油膜轴承替换为滚柱轴承，采用高性能油压压下装置消除和控制轧辊偏心已取得很大的发展。作为轧机用传动装置，所有AC传动装置都形成了标准数字化控制。AC传动装置的优点是，自1953年日本钢铁产量超过战前以来，经济高度发展，产量飞速提高。20世纪70年代初期产量超过了1亿t，成为世界屈指可数的钢铁大国，其后产量一直保持在1亿多吨，并努力使生产技术处于世界领先水平。日本钢铁工业的发展以战后从欧美各国引进技术为基础，通过迅速对其进行改进和创新，开发了具有自主知识产权的技术。在轧制工艺方面，20世纪60年代至70年BANNED发了高速轧制技术，20世纪70年代至80年BAN

14、NED发了连续轧制技术，自20世纪80年代以后，开发了轧制尺寸精度高、产品质量高和不受工艺过程约束的轧制技术及应用这种技术的新型轧机。最近以适应环保要求为目的的轧制工艺引人注目。以下主要就20世纪80年代以来日本开发的具有自主知识产权的轧制技术的发展历程进行概述。在结构上已完全采用电刷、单机容量增大，在性能方面已达到高精度、高应答化、可变速度范围扩大。在以往的板厚控制装置中有自动测量调整装置（AGC）、监视AGC、FFAGC和游标尺AGC。在最新的串列式轧机中，在此基础上还开发了轧机速度数字化控制、轧辊偏心控制、机架间的无干扰控制和在线板厚变化控制等技术。尤其是为使连续式轧机能在不停机的情况下

15、对轧机入口侧依次焊接的钢种、板厚、板宽不同的材料进行连续轧制，因此通过抑制张力过度变化，协调地改变各机架的轧辊位置、轧制速度等在线板厚变化控制技术是很重要的。由此可大幅度减少板材穿过轧机和切头切尾落料造成的轧辊损伤和板材等外品，同时提高对小批量订货的适应能力。另外，它也是紧凑式轧机实施无头轧制所不可缺少的技术。5、平面形状和板宽控制在厚板和热轧钢板生产工艺中，板宽浇注技术在20世纪80年代就已确立其基本技术。在厚板生产方面有大幅度提高合格率的平面形状控制新技术MA（MizushimaAutomaticPlanViewPatternControlSystem）轧制法和附设的接近水平轧机的立辊轧机

16、设备。MAS轧制就是对各种钢板在轧制终了后的平面形状控制变化量进行预测，根据预测的变化量，给出轧制过程中板坯厚度形状，最终将平面形状变成矩形的方法。热轧时实现将连铸机和轧机有效直接连接的板坯宽度定径技术、大幅度提高热轧钢板宽度精度的热轧板宽度控制技术、精轧时利用机架间的立轧机和张力控制来提高尺寸精度的技术、尤其是采用冷轧TCM和冷轧工艺线的板宽控制技术等都是日本开发的领先于世界水平的独有技术。日本钢管轧制理论和技术发展 在最近20年的发展中，首先应举出的是无缝钢管用钢坯的连续浇铸技术。随着圆钢坯质量的提高和制管技术的进步，采用热挤压法生产的13Cr钢和奥氏体系不锈钢已改变了轧制方式。最近已开发

17、了圆坯连铸和制管、热处理直接连接的技术。1、穿孔轧制使用方钢坯的PPM（压力辊穿孔机）已被替换为使用圆钢坯的斜辊穿孔机。在穿孔方法变化中值得注意的是圆锥形穿孔机和被称作交叉穿孔机的交叉辊穿孔机的发展。圆锥形穿孔机的优点是具有旋转锻造的效果和抑制圆周方向剪切变形的作用，因此可以抑制钢管内面的缺陷，可用于难加工性材料的穿孔，尤其是可以用于扩孔和薄壁穿孔。采用普通穿孔机时，壁厚外径比（TD）的极限为大约6，而采用圆锥形穿孔机时能进行TD为32的薄壁管穿孔。2、拉伸轧制芯棒式无缝管轧机已向大型化和紧凑化方向发展。机架数由79机架减为45机架，穿孔机和芯棒式无缝管轧所需的能源消耗共计可减少20左右。在芯

18、棒式无缝管轧机的控制技术中，为减少其后在张力减径机中管端壁厚的切头损失，开发了管端预先减薄成形技术，即用芯棒式无缝管轧机预先将管端减薄的成形技术，并在钢管轧机上首次采用了油压压下装置。3、减径轧制和定径轧制虽然在最终调整外径的减径轧制和定径轧制方面没有值得特殊介绍的技术发展，但大口径定径机有许多也采用了三辊式定径机。采用三辊的缺点是辊距无法变更，因此机架的台数多，但最近出现了辊距可变的轧机，还提出了四辊减径机的想法。今后芯棒式无缝管轧机和定径机及张力减径机的直接连接技术也将引起人们的关注。以上所述的钢管领域中的高合金穿孔用芯棒的开发和芯棒及毛管坯导槽润滑剂的开发等与摩擦学技术有很大的相互关系，

19、因此希望长寿命化技术有进一步的发展。日本型钢轧制理论和技术发展 以第一次石油危机为契机，型钢生产也由转炉铸锭开坯，变为转炉连铸。型钢的轧制技术有采用轧制工字梁用异形坯生产多系列型钢的技术和采用板坯轧制H型钢的技术，型钢轧机用的坯料已改为连铸坯料。最近10年，钢轨、钢板桩和H型钢等大型型钢的轧制技术已取得了显著的发展。1、外部尺寸一定的H型钢随着建筑结构件生产技术的高度发展，断面性能高且经济性好的外部尺寸一定的H型钢采用斜辊轧制的方法和缩小H型钢腰部高度的轧制方法已应用于实际。前者在精轧前为使腰部外部尺寸保持一定，扩大了腰部内部尺寸；后者为在精轧机内使腰部高度保持一定，缩小了腰部高度。结果，能在

20、线变更水平辊宽度的辊身宽度可变水平辊和立辊轧机孔型深度可变的偏心立辊轧机也应用于实际。另外，由于在万能轧机上采用了油压压下装置，因此轧机变得非常紧凑。随着断面的大型化，普通的单臂式矫直机已无法满足要求，开发了双臂式矫直机，但由于存在着占地空间大和轧辊更换操作复杂的问题，因此需进一步改善。2、宽幅钢板桩以往宽幅钢板桩以400mm宽的U形钢板桩为主，一般是使用连铸板坯在34架的二辊式轧机上由810个孔型反复轧制而成。还开发了在H型钢轧机作业线上不更换H型钢轧制用机架，只更换轧辊生产钢板桩的方法。另外，随着工程的大型化和提高施工效率的需要，600mmU形钢板桩和900mm宽的帽形钢板桩已能商业化生产

21、。3、钢轨钢轨一般是在数架二辊式轧机上采用孔型轧制的方法进行生产的。随着对产品尺寸、质量要求的不断提高和降低轧辊成本的需要，采用万能轧机进行中轧和精轧的技术已成为主流。钢轨的磨损主要是线路曲线部与车轮凸缘部的摩擦磨损，因此在1994年将钢轨全部换成上部整个断面经在线热处理后的钢轨，作为防止磨损的措施。另外，以阪神大地震为契机，在厚板生产领域发展的TMCP法和氧化金属喷镀技术已开始应用于建筑用钢材的生产，TMCP极厚H型钢、低屈服比外部尺寸一定的H型钢和耐火H型钢已能商业化生产。日本棒线材轧制理论和技术发展 在棒钢和线材轧制中为追求提高生产率、提高尺寸精度和产品质量满足市场需求，开发轧机的尺寸可

22、调轧制和控冷控轧等新功能的工作取得了进展。1、无头轧制棒线材产品的种类非常多，因此开发了一种热方坯焊接后连续轧制的设备（配置了直流式对焊机和去毛刺装置），该设备投资小、无短尺和尺寸不齐现象、实现大单重卷、可消除轧废时间、增加产量等。其应用范围今后将进一步扩大。2、高速轧制和控制冷却线材精轧的特征是变形速度快、从孔型间通过的时间短，由于设备紧凑，因此轧制后必须快速冷却，它也可作为控制材质的手段。在20世纪80年代左右，最高轧制速度为6075ms，90年代左右提高到100ms，目前已达到100120ms，大大提高了线材的生产率。润滑技术的改善和轧机刚性的提高为此做出了很大的贡献。由于优化了线材的轧

23、制温度和轧制后的冷却速度，因此可以省略冷锻用钢的软化退火。另外，为降低汽车等行业使用的机械用结构钢的成本，非调质化技术已取得很大的发展。尤其是从地球环保的观点来看，无铅易切削钢已应用于实际。3、高尺寸精度和尺寸可调轧制为实现高精度、尺寸可调轧制，因此在现有轧机上安装了控制系统（软件），通过控制轧辊的旋转数来控制张力、调整精轧尺寸，还有的是采用定径机等硬件设备的方法。后者采用二辊方式大大提高了轧机的刚性，能进行01mm的高精度轧制，同时通过调整轧辊的压下，能在大约1mm的范围内进行尺寸可调轧制。尤其是，还开发了具有宽展小的三辊、四辊式定径机，能根据棒线轧制的需要和轧制环境进行选择。随着全球钢铁生

24、产能力的大幅增长以及产品需求结构的变化，日本钢铁业决定调整投资战略，优化产品结构，减少通用普通钢材的投资和生产，将投资重点放在高附加值产品的开发和生产上，以提高日本钢铁产品在国际市场上的竞争力。日本钢铁业认为，如果全球钢铁产能不断增长，市场供求关系将发生逆转，供大于求导致价格暴跌的问题难以避免，因此有必要调整钢铁业投资战略，逐步淘汰或减少建筑用型钢和板模钢以及其它中低档通用钢材的生产，增加对汽车、船舶、电子机械、电器所需的高档钢材的投资。日本钢铁业同时认为，应加强同中国这个世界最大钢材消费市场的合作，建立海外生产基地和销售渠道，减少钢铁贸易摩擦。日本十年来钢铁技术开发代表性成果1铁水预处理工艺

25、的重组为取代过去在铁水罐车和铁水包内进行的预处理，各厂开发成功各种用转炉的预处理法（H炉法、SRP法、NRP法、MuRc法、LDORP法），大幅提高了脱磷效率，减少了对外排渣。个别工厂已实现全部铁水预处理。2环境友好型精炼工艺由于环保意识的提高，十分重视减少钢渣外排技术的开发，使钢渣外排总量达原来的12，突出的如彻底脱硅的零排渣工艺。还开发成功含碳渣用于烧结矿和铁水脱硫，钢渣制砼用于护岸材，用含铁粉尘制球团矿等再生利用技术。有的厂已作到了炼钢固体废物为零。3电磁力应用技术的革新从初期的电磁搅拌和局部作用的电磁制动发展到后期的可适应钢水的加减速而切换的电磁设备、在铸坯宽度方向均匀磁场的静磁场制动

26、以及结晶器内钢水流动的模拟计算软件。4高质量技术不断进行提高产品质量的技术开发，坚持了洁净钢技术开发。在硬件方面，二次精炼中增加燃烧器后使RH多功能化，开发成功连铸坯防止裂纹缺陷的技术。在软件方面亦开发成功预测产品质量的技术，使轴承钢中的含氧量由1994年的5ppm降到2001年的47ppm，最好时达3ppm左右。5高速连铸技术在国际上薄板坯高速连铸法飞跃发展的10年间，日本的薄板坯连铸仍未实用化，只是在后期为适应钢铁需求的增大而提高了现有连铸机的生产效率，出现了单机月产超过20万t的连铸机，拉速已达3mmin水平。关于带钢连铸，各厂均开展了研发工作，最终只在新日铁光厂的不锈钢生产上实用化。日

27、本钢铁行业铁矿石战略澳大利亚和巴西的矿产资源相当丰富，而且铁矿石纯度较高，是日本的主要进口来源国。日本企业通过直接投资或参股的形式，在澳大利亚与巴西拥有很多矿山的股份。这样，铁矿石涨价的影响很大一部分都可以由其对矿山的投资回报来弥补。除了可以利用对矿山的投资来补偿钢铁制造成本上升所造成的损失以外，日本钢铁制造企业还通过合资、参股、战略联盟等形式进行全球布局，降低成本的同时，也分散了投资风险；而且，绕开了很多贸易壁垒，可以更直接、更充分地分享各国经济成长果实。同时，为适应新的市场变化，日本调整了其钢材进出口结构：出口高档、高附加值钢材产品，进口低档和一般附加值产品。从表面上看，其出口数量下降了，

28、进口数量增多了，但实际上出口价值金额、单价却在大幅增涨。这样，日本企业既控制了钢铁产业链的上游，同时，通过产品升级、对外投资、战略联盟等手段，又控制了高端钢铁等高利润钢铁产品制造行业。因此，铁矿石等初级原料的涨价，可以达到压缩初级钢铁产品的利润空间的目的，将初级钢铁产品的利润进行转移，从而在打击对手的同时实现了自己的利润最大化。日本钢铁行业环保技术发展情况根据政府颁发的多项环保法规，日本钢铁业于1996年制订了“关于环保的志愿行动计划”，规定2010年比1990年耗能减少10的目标。炼钢工序应采取的措施为：减少热损失、加强热回收的节能；推进渣和粉尘的3R以使填埋量最小化；利用其它产业的废物等。

29、现已据此开展了工作，重点简介如下：1炼钢工序节能通过混铁车的大型化、推广钢水包加盖作业、改善钢水包物流以缩短循环时间、应用钢水温度管理系统等在提高生产能力的同时并减少热损失。还利用低导热率的MgOC砖、微孔绝热材料、使用中空骨料的低热容不定形耐火材料等以减少散热损失。在钢水包烘烤方面采用了蓄热式燃烧器以大幅降低燃耗等。同时还进行了有关的技术开发，如附有感应加热装置的混铁炉，达到比电炉还高效的熔化废钢的水平；调整高炉、转炉、连铸间的能力差以提高炼钢工序的物流效率；在电炉工厂设钢水贮存装置，利用夜间低谷廉价电化钢，以便白天炼钢节电和大幅降低成本。在热回收方面，利用转炉煤气导管冷却水的低温余热和氨水的非等温蒸发、凝缩特性进行发电，发电效率比常规低温发电高40以上，属世界首例。2钢渣利用日本钢渣年发生量达1200万t，由于碱性高且成分不均匀，过去多作填埋处理。20世纪90年代前期的发生量和排出量均呈上升趋