浦項(xiàng)加快研制LNG儲(chǔ)罐用高錳鋼

在造船海運(yùn)行業(yè)“大型化、環(huán)?；?、高端化”的發(fā)展趨勢(shì)下，作為浦項(xiàng)鋼鐵公司的WTP產(chǎn)品(World Top Premium Product，世界一流高級(jí)產(chǎn)品)，低溫高錳鋼充分顯示出巨大的潛力和產(chǎn)品卓越性。超低溫用高錳鋼在現(xiàn)有碳鋼中添加了3%-30%的錳，使其具備耐磨性、高成形性、非磁性、防振性、低溫性等性能，完全可以適應(yīng)零下196℃的低溫環(huán)境。

早在高錳鋼之前，鋼鐵業(yè)界也開發(fā)了低溫環(huán)境專用的材料，主要包括：鎳合金鋼和不銹鋼、9%鎳鋼、鋁合金等。不過，這些產(chǎn)品在全球范圍的供應(yīng)量少，遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求，供需失衡也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品價(jià)格的波動(dòng)。即便是穩(wěn)定供貨的產(chǎn)品，成本水平也較高。因此，造船等下游行業(yè)迫切需要開發(fā)新型產(chǎn)品。

為了生產(chǎn)低成本、高品質(zhì)的高錳鋼，浦項(xiàng)自2010年以來一直在開展研究，并于2013年推出了全球首款LNG儲(chǔ)罐專用的低溫高錳鋼厚板產(chǎn)品。以此為良好契機(jī)，高錳鋼在市場(chǎng)得到了普遍認(rèn)可，作為未來新型材料，在鋼鐵行業(yè)，造船業(yè)、海運(yùn)、能源行業(yè)也備受關(guān)注。

超低溫用高錳鋼在今后很可能取代傳統(tǒng)的低溫用材料(鋁合金、304不銹鋼等)。因?yàn)閷?duì)于造船等需求行業(yè)來說，與傳統(tǒng)的超低溫材料相比，高錳鋼可節(jié)省約50%~75%的制造成本。特別是通過了韓國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(KS)認(rèn)證和各國(guó)船級(jí)社認(rèn)證，產(chǎn)品可靠性也比較高。

值得一提的是，超低溫用高錳鋼在造船行業(yè)的應(yīng)用也將不斷擴(kuò)大。作為韓國(guó)造船行業(yè)的高附加值船舶，LNG運(yùn)輸船需要采用韌性和焊接性俱佳的材料運(yùn)輸零下163℃低溫的LNG。在現(xiàn)有的LNG相關(guān)市場(chǎng)中，耐腐蝕性的304不銹鋼一直占據(jù)了主導(dǎo)地位。不過，在材料開發(fā)過程中，高錳鋼與304不銹鋼相比，耐腐蝕性相同，但強(qiáng)度性能更為優(yōu)秀。

特別是造船業(yè)對(duì)低溫用高錳鋼的降成本效果寄予厚望。在船體及裝船量大型化的趨勢(shì)之下，為了承接更多超大型船舶的訂單，造船行業(yè)迫切需要制定降低成本方案，而低溫用高錳鋼的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力明顯優(yōu)于鋁合金和304不銹鋼。

對(duì)比不同材料的經(jīng)濟(jì)性，可明顯看出高錳鋼突出的經(jīng)濟(jì)性。韓國(guó)產(chǎn)業(yè)技術(shù)評(píng)價(jià)院研究的數(shù)據(jù)顯示，以鋁合金為標(biāo)準(zhǔn)(100%)，304不銹鋼材料單價(jià)為88%，焊接成本為33%，材料用量達(dá)到200%水平。9%鎳鋼與鋁合金相比，材料單價(jià)達(dá)到114%，焊接成本達(dá)到133%，用量達(dá)到167%的水平。

兩款傳統(tǒng)產(chǎn)品與鋁合金相比，總成本高達(dá)128-200%的水平，經(jīng)濟(jì)性較差。而高錳鋼與鋁合金相比，材料單價(jià)僅為53%，焊接成本為9%，材料用量?jī)H為167%，總成本僅為一半(56%)。在與9%鎳鋼相比，經(jīng)濟(jì)性高出了4倍。(羅曄)

因此，在低溫用高錳鋼開發(fā)過程中，大型造船企業(yè)與浦項(xiàng)緊密合作，開展了各種研究項(xiàng)目，加快其現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。造船行業(yè)希望利用該材料在全球訂單爭(zhēng)奪戰(zhàn)中提高成本競(jìng)爭(zhēng)力和建造技術(shù)。

                             表1 超低溫材料的經(jīng)濟(jì)性比較

資料來源：韓國(guó)產(chǎn)業(yè)技術(shù)評(píng)價(jià)管理院

除了造船領(lǐng)域以外，超低溫高錳鋼在低溫領(lǐng)域的應(yīng)用潛力也是非常巨大的。
2019年，超低溫高錳鋼獲得韓國(guó)天然氣技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)頒發(fā)的新材料商用許可。有望提前應(yīng)用于陸地LNG儲(chǔ)罐和LNG車輛儲(chǔ)罐。由于降成本效果顯著，獲得了市場(chǎng)的普遍認(rèn)可，浦項(xiàng)將負(fù)責(zé)生產(chǎn)這一產(chǎn)品，確保穩(wěn)定供貨后，再進(jìn)一步擴(kuò)大使用。

此外，高錳鋼在LNG接收站和LNG充電站等也有望擴(kuò)大使用。以LNG接收站為例，高錳鋼在液化氣儲(chǔ)罐、低溫管道、LNG二重管線等方面應(yīng)用的潛力較大。在LNG充電站方面，運(yùn)輸用ISO罐、小型儲(chǔ)罐、運(yùn)輸車儲(chǔ)罐、LNG燃料車輛儲(chǔ)罐等應(yīng)用方案正在研究之中。與此同時(shí)，高錳鋼在天然氣絕緣開閉裝置、油砂開采(Oil sands)和高壓變壓器領(lǐng)域，也有望擴(kuò)大使用。

截至目前，盡管超低溫高錳鋼獲得了普遍認(rèn)可，但在建立產(chǎn)品大規(guī)模生產(chǎn)體制之前，將對(duì)部分焊接性問題進(jìn)行改進(jìn)完善。為此，浦項(xiàng)正聯(lián)合韓國(guó)生產(chǎn)技術(shù)研究院、現(xiàn)代重工業(yè)、大宇造船海洋等正在進(jìn)行共同研究，以徹底解決煙塵和焊接不良等常見問題，通過分享各自領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，開發(fā)最佳的新材料。在此過程中，各方簽訂了相互之間的保密協(xié)議，以保護(hù)技術(shù)訣竅。根據(jù)計(jì)劃實(shí)施方案，有望從2021年開始取得部分成果。隨著高錳鋼產(chǎn)品性能的穩(wěn)步提升，這類材料在各需求行業(yè)的使用范圍也在不斷擴(kuò)大，大規(guī)模批量生產(chǎn)的時(shí)代也即將到來。