全系列耐磨鋼板
為順應(yīng)全球減碳趨勢，各國工業(yè)將延長設(shè)備使用壽命視為重要的降碳策略，其中耐磨鋼板憑借卓越的耐磨性和韌性，與一般鋼板相比能大幅延長挖掘機和推土機的鏟斗及履帶、砂石車傾卸車斗以及抓斗等大型機具的使用壽命，有效降低設(shè)備消耗和碳足跡。臺灣省內(nèi)工業(yè)所需的耐磨鋼板過去依賴海外進口，中國臺灣中鋼針對省內(nèi)產(chǎn)業(yè)需求，積極研發(fā)耐磨鋼板產(chǎn)品，近期已陸續(xù)成功開發(fā)兼具高強度和高低溫韌性的PA500H、PA400H及AR400F等系列產(chǎn)品，不僅建立國產(chǎn)耐磨鋼板供應(yīng)能力，協(xié)助省內(nèi)企業(yè)擺脫進口材料依賴，更進一步成功拓展至加拿大及日本等海外市場。
臺灣中鋼此前為臺北101大樓開發(fā)的結(jié)構(gòu)用鋼屬于60kg級，即每平方毫米鋼板可承受60kg應(yīng)力而不發(fā)生斷裂，而耐磨鋼板的強度約達120kg-190kg級，為一般結(jié)構(gòu)用鋼的2-3倍，以對抗大面積磨損應(yīng)用；另外，為避免耐磨鋼板材質(zhì)過于硬脆，導致受沖擊產(chǎn)生破裂，加之大型機具常用于寒帶地區(qū)，故耐磨鋼板也需兼具良好的低溫韌性，才能大幅延長挖掘機和推土機的鏟斗及履帶、砂石車傾卸車斗、水泥預(yù)攪拌車攪拌筒以及抓斗等大型機具的使用壽命。海外先進鋼廠主要利用離線淬火及回火方式生產(chǎn)耐磨鋼板，通過熱處理溫度調(diào)節(jié)控制鋼材晶粒，再經(jīng)高速冷卻產(chǎn)生馬氏體組織，但這種生產(chǎn)方式成本較高，且碳排放量也高。
臺灣中鋼鋼板生產(chǎn)廠未設(shè)置離線淬火設(shè)備，經(jīng)內(nèi)部團隊研發(fā)在線軋制直接淬火及自回火工藝技術(shù)（Direct-Quenching
Self-Tempering，DQST），并針對此技術(shù)特性，在煉鋼階段設(shè)計合適的合金成分，減少雜質(zhì)元素，并在軋鋼階段精確控制軋制、冷卻參數(shù)，使鋼材能同時具備超高強度和良好低溫韌性。臺灣中鋼通過創(chuàng)新的DQST技術(shù)，能使得鋼材生成均勻細致且有特定結(jié)晶方向的馬氏體組織，現(xiàn)場生產(chǎn)的PA500H耐磨鋼板不僅強度達到1850MPa，且具備良好延伸率（達10%），并可抵抗-40℃低溫沖擊，達到海外先進鋼廠耐磨鋼板的質(zhì)量。
開發(fā)高附加值鋼材是臺灣中鋼十大經(jīng)營發(fā)展策略之一，近期開發(fā)的全系列耐磨鋼板PA500H、PA400H及AR400F等產(chǎn)品屬于高附加值鋼材項目中的尖端超強韌鋼，不僅加工成形性好，媲美海外先進鋼廠產(chǎn)品，也具備良好市場競爭力，獲得省內(nèi)企業(yè)肯定及使用，并進一步成功外銷至加拿大、日本供客戶制造大型機具設(shè)備，銷量穩(wěn)定增長。此外，臺灣中鋼通過創(chuàng)新DQST在線鋼材調(diào)質(zhì)工藝，省去傳統(tǒng)耐磨板額外離線淬火回火的工序和能耗，具備低碳足跡競爭力，可帶動省內(nèi)產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型升級。
高溫壓力容器用鋼
“2050碳中和”是目前各國家和地區(qū)政府政策與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要指南，為促進省內(nèi)能源轉(zhuǎn)型發(fā)展，臺灣中鋼積極開發(fā)先進高強度鋼材，近期成功開發(fā)出高溫壓力容器用鋼A387產(chǎn)品，其除了擁有優(yōu)異的耐高溫強度外，長時間處在高溫環(huán)境下，也具備推遲材料強度弱化的抗蠕變特性，可使焚化爐或燃氣電廠鍋爐長期運轉(zhuǎn)下避免管道失效破壞，并降低維修成本。臺灣中鋼新開發(fā)的高溫壓力容器用鋼A387產(chǎn)品，目前在省內(nèi)已成功銷售，打破了進口壟斷，臺灣中鋼將持續(xù)向下游高溫壓力容器企業(yè)積極推廣使用，向擴大國產(chǎn)化市占率目標邁進。
天然氣發(fā)電所排放的污染物和二氧化碳比燃煤發(fā)電排放量低，故被視為能源轉(zhuǎn)型至再生能源期間的過渡性燃料。電廠發(fā)電設(shè)施通常需長時間在200倍大氣壓力的蒸汽壓和約450-600℃的溫度環(huán)境下運轉(zhuǎn)，一般非耐高溫鋼材承受450℃以上的高溫時即迅速軟化，使得設(shè)備殼體材料斷裂塌陷而導致安全風險，所以用于制造發(fā)電設(shè)施的鍋爐、扇葉、連接管線或焚化爐體等的鋼材，必須擁有良好的抗氧化性、高溫強度、抗蠕變能力與焊接性能等。臺灣中鋼近期成功開發(fā)A387
CL2高溫壓力容器用鋼，此鋼板即使承受500℃高溫時的強度仍不亞于臺北101大樓使用的鋼板，且經(jīng)過抗蠕變測試評估，結(jié)果顯示在高溫高壓環(huán)境下可使用超過20年。
以往，臺灣省內(nèi)高溫壓力容器用鋼的主要供貨商為海外鋼廠，為實現(xiàn)此類鋼材國產(chǎn)化目標，臺灣中鋼經(jīng)過一系列工藝研發(fā)后突破相關(guān)瓶頸，先在煉鋼階段實行低碳搭配微合金設(shè)計，添加耐高溫合金元素，再在軋鋼階段利用先進控軋控冷與特殊熱處理技術(shù)來控制鋼材微觀組織的晶粒大小，形成分布均勻的碳化物顆粒，使得鋼材能同時具備65kg級強度、可承受500℃高溫以及優(yōu)異焊接性。此外，海外先進鋼廠的高溫壓力容器用鋼產(chǎn)品，是將鋼板額外進行再加熱、自然冷卻再回火等流程進行生產(chǎn)，臺灣中鋼創(chuàng)新研發(fā)的工藝可省略離線熱處理流程，并縮短回火時間，與海外鋼廠相比大幅降低生產(chǎn)成本，并減少20%的碳排放。
響應(yīng)全球節(jié)能減碳趨勢，臺灣中鋼新開發(fā)的A387高溫壓力容器用鋼，不但列為高附加值鋼材項目中的綠色能源用鋼，極具市場競爭力，在省內(nèi)已成功銷售，將持續(xù)向下游高溫壓力容器企業(yè)積極推廣使用，以助力省內(nèi)能源轉(zhuǎn)型發(fā)展及協(xié)助用鋼產(chǎn)業(yè)升級。展望未來，臺灣中鋼將依照客戶需求及產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，持續(xù)開發(fā)高技術(shù)含量、高產(chǎn)業(yè)效益及高附加價值的優(yōu)質(zhì)鋼材，為環(huán)保減碳貢獻力量，也全面提升臺灣中鋼在綠色能源領(lǐng)域的供應(yīng)能力，在全球能源轉(zhuǎn)型之際，率先贏得市場商機。
熱沖壓成形AO涂層材料汽車用鋼
近年來，隨著汽車部件廠熱沖壓技術(shù)的成熟運用，配合超高強度汽車用鋼優(yōu)異的成形加工特性，熱沖壓鋼材在車體安全結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域的應(yīng)用范圍及比例逐漸提高，以歐美品牌汽車為例，每部車約使用4%-15%熱沖壓部件，可幫助車體減重10-30kg。近期，臺灣中鋼成功開發(fā)熱沖壓成形AO（Anti-Oxidation，抗氧化）涂層材料汽車用鋼，包括15B22及15B36兩種產(chǎn)品，該鋼材經(jīng)過熱沖壓及模內(nèi)淬火后可獲得全馬氏體組織，不僅抗拉強度超過1470MPa，是一般軟鋼的3-4倍，延伸率大于5%，另外還具備抗高溫氧化特性，可省略噴砂除銹工藝，創(chuàng)造減碳效益，以及有助于提升汽車部件尺寸精度，有望引領(lǐng)汽車制造業(yè)邁向新一輪低碳變革。
為響應(yīng)“2050碳中和”趨勢，全球各大汽車廠在符合車體結(jié)構(gòu)安全性條件下，持續(xù)推出新環(huán)保節(jié)能車款，并積極應(yīng)用車體輕量化材料，以降低汽車能耗及碳排放量。高強度鋼材在常溫沖壓成形時，容易回彈造成形狀及尺寸產(chǎn)生偏差，間接限制了汽車部件的應(yīng)用范圍，自從熱沖壓技術(shù)普遍運用后，鋼材在車體部件的應(yīng)用實現(xiàn)突破，熱沖壓部件擴大至汽車前后保險杠、A柱、B柱、前后大梁、車頂橫梁、車門防撞梁等，并成為國際汽車廠的主流結(jié)構(gòu)件。隨著歐美汽車廠在亞洲建立熱沖壓生產(chǎn)基地，臺灣中鋼與其他企業(yè)合作，在臺灣屏東成立宏利公司，并應(yīng)用所開發(fā)的熱沖壓技術(shù)生產(chǎn)汽車部件，積極搶占市場商機。
熱沖壓工藝主要將鋼材利用高溫沖壓后，再經(jīng)過模具內(nèi)水循環(huán)急速冷卻，可讓鋼材強度大幅提升至1400MPa以上，以滿足汽車部件對于強度和耐久性的要求。然而，高溫沖壓鋼材往往會在鋼材表面產(chǎn)生氧化鐵皮，汽車部件廠需額外進行噴砂去銹，此舉容易造成部件尺寸精度下降，也增加生產(chǎn)成本、延長生產(chǎn)周期和增加工藝碳排放量。為避免繁瑣的噴砂流程，國外主流鋼廠在生產(chǎn)熱沖壓鋼同時，在鋼材表面鍍上鋁硅保護層，但該專利掌握在國外鋼廠手中，臺灣中鋼為突破專利限制，與合作企業(yè)共同研發(fā)出抗氧化涂層材料，并開發(fā)熱沖壓成形AO涂層材料汽車用鋼15B22及15B36產(chǎn)品，該鋼材不僅抗拉強度超過1470MPa，且延伸率大于5%，可滿足車體結(jié)構(gòu)部件強度及延展性需求外，與鍍上鋁硅層的熱沖壓鋼材相比，無需去除涂層即可進行激光拼焊，成為極具發(fā)展?jié)摿Φ钠嚥考牧稀?/span>
臺灣中鋼獨有的抗高溫氧化AO涂層材料已申請獲得專利，且開發(fā)的熱沖壓成形AO涂層材料汽車用鋼也聯(lián)合宏利公司開展銷售，加工成B柱等車用部件，加上近期已成功應(yīng)用于MIH公司所打造的電動旅行車Model
C車款，預(yù)計將來順利進軍北美等海外市場后，可助力臺灣在全球電動車產(chǎn)業(yè)占據(jù)一席之地。展望未來，臺灣中鋼將繼續(xù)致力于汽車用鋼創(chuàng)新開發(fā)，除不斷擴大產(chǎn)品尺寸范圍，滿足不同車型需求，也期待在電動車動力系統(tǒng)、車體結(jié)構(gòu)及電池系統(tǒng)中扮演多元材料供應(yīng)商的角色。
電動車電機用極薄電工鋼板
電動車具有節(jié)能降碳的環(huán)保優(yōu)勢，成為交通行業(yè)減排二氧化碳的重要對策，在各主要國家和地區(qū)的政策扶持下，世界各大汽車廠及新成立車企紛紛投入電動車研發(fā)與生產(chǎn)，據(jù)統(tǒng)計，2023年全球電動車銷量超過1400萬輛，創(chuàng)歷史新高，在全球汽車銷量中的占比也達到18%，國際能源總署（IEA）更是預(yù)估2024年電動車銷量將達1700萬輛，且銷量占比提高至20%。近期，臺灣中鋼成功開發(fā)電動車電機用的極薄電工鋼板20CS1200FY產(chǎn)品，厚度僅有0.2mm，強度可達430MPa，與常規(guī)產(chǎn)品相比，厚度減薄20%，強度提高5%，鐵損也降低約6%，并正式供應(yīng)國際知名汽車廠，每年訂單量接近4500噸，助力臺灣中鋼提高高附加值鋼材銷量占比。
區(qū)別于燃油引擎做為傳統(tǒng)車輛的動力源，電動車是以電能驅(qū)動電機帶動車輪運轉(zhuǎn)，為了讓電動車能夠加速快且跑得遠，電機需具備高扭矩及低能量耗損兩項特性，而其中的關(guān)鍵在于選用合適的電工鋼沖壓制造電機鐵芯。由于電工鋼厚度的減薄可提高電機能源效率，使得電動車更加節(jié)能省電，臺灣中鋼不但已量產(chǎn)和供應(yīng)厚度0.35mm-0.25mm的電工鋼，近期更成功開發(fā)厚度僅0.2mm的極薄高強度低鐵損電工鋼20CS1200FY產(chǎn)品，并順利通過客戶驗證且正式供應(yīng)國際知名汽車廠。
電動車電機主要由固定不動的“定子”及會旋轉(zhuǎn)的“轉(zhuǎn)子”組成，定子及轉(zhuǎn)子所用的材料即為電工鋼，并利用“異性相吸、同性相斥”的電磁感應(yīng)原理驅(qū)使轉(zhuǎn)子快速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生動能。另外，永磁無刷電機的轉(zhuǎn)子內(nèi)部因放置永久磁鐵以增強感應(yīng)磁場，故具備體積小、重量輕、效率高的優(yōu)勢，成為目前電動車電機的主流類型。在電機高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子需要承受巨大的離心力，如果鋼材未能具備高強度與抗疲勞特性，將導致磁橋區(qū)應(yīng)力集中而引起材料損壞，進而影響電機效能。臺灣中鋼開發(fā)的電工鋼20CS1200FY產(chǎn)品，不僅添加特定合金元素來提高鋼材強度，也通過熱軋、冷軋與退火過程的優(yōu)化設(shè)計，妥善控制鋼材晶粒組織，使得電工鋼同時滿足永磁無刷電機所需要的薄厚度、低鐵損、高磁通及高強度等特性。
開發(fā)具備高技術(shù)含量、高附加值及高產(chǎn)業(yè)效益的優(yōu)質(zhì)鋼材是臺灣中鋼十大經(jīng)營發(fā)展策略之一，近期臺灣中鋼開發(fā)的電工鋼20CS1200FY產(chǎn)品屬于高附加值鋼材項目中的超能效電工鋼，該鋼材產(chǎn)品也搭配臺灣中鋼自主研發(fā)的自黏涂料提供客戶評估試用，預(yù)計將應(yīng)用于新款電動汽車。展望未來，隨著全球電動汽車需求與產(chǎn)量迅速增長，臺灣中鋼除了持續(xù)優(yōu)化制造工藝以降低成本和提升產(chǎn)能之外，還投入開發(fā)性能更為優(yōu)異的領(lǐng)先型新產(chǎn)品，同時也將持續(xù)與海內(nèi)外汽車廠、電機生產(chǎn)廠進行EVI協(xié)同研發(fā)與產(chǎn)品認證，拓展更多銷售渠道。
（源自世界金屬導報）
