目前,全球能源市场正朝着向可再生能源和氢能转型的方向推进。然而,由于技术和经济上的限制,在难以实现完全转型的情况下,作为替代传统化石燃料的“过渡能源”——液化天然气(LNG)备受关注。在这种趋势下,浦项控股集团积极利用与LNG相关的技术和基础设施,强化其在全球能源市场的地位。
最近,随着美国特朗普政府放宽LNG出口限制,并将其作为贸易谈判的筹码,预计LNG生产、储存、运输和利用等整个产业链的市场将得以扩大。因此,浦项控股集团专注于扩大从LNG生产、运输、储存、销售到储罐设施建设的全球产业链。典型案例就是:在浦项钢铁公司开发全球首创的超低温高锰钢之后,交由浦项E·C公司建造浦项国际公司LNG接收站。为了顺应全球能源政策的转变,通过加强产业链之间的联系来提高收益,最大限度地发挥集团层面的协同效应。
超低温高锰钢是浦项全球首创的产品,也是应对全球LNG需求增加而着手研发的钢种。浦项计划用高锰钢来实现LNG储罐材料市场的创新。此前,用作LNG储罐材料的镍铝合金存在供应不稳定、价格波动大、强度低等诸多问题。因此,浦项从2008年开始着手研发用于LNG储存和运输的新材料,历时15年,自主研发出了高锰钢。
在铁中添加大量锰(22.5%-25.5%)的高锰钢,即使在-196℃的超低温环境下,也能保持优异的强度和耐磨性,并且还具备非磁性,是一种创新的钢材。此外,它还具有良好的加工性能和优异的延伸率。值得一提的是,锰在全球储量丰富,与传统的9%镍钢相比,高锰钢具有约30%的价格优势。
浦项为了验证高锰钢的安全性和功能性,在过去十多年里一直致力于获得全球认证。2017年将其纳入美国材料与试验协会(ASTM)标准技术,2018年获得国际海事组织(IMO)对LNG船舶储罐材料的临时批准,2022年获得正式批准,2024年完成氨储罐材料规格注册,2023年获得美国石油协会(API)陆上储罐国际规范(API 620)的批准。
过去,浦项一直在赶超其他先进钢铁企业,因此没有领先的产品需要进行标准注册,但在开发出新材料后,必须自行开展标准注册。以ASTM为首,浦项已经进行了各种标准的注册。
目前,浦项的高锰钢已应用于LNG基础设施、运输、储存等中游和下游(发电厂、加气站)的各个环节。典型的应用案例是光阳LNG接收站的5号和6号机组,目前正在建设中的7号和8号机组也将采用高锰钢。未来,高锰钢还计划应用于超大型变压器等非磁性结构物以及潜水艇和坦克等国防领域。此外,自2022年以来,由韩华海洋集团建造的36艘搭载了高锰钢LNG燃料储罐的船舶正在建造或已经下水。
浦项表示,将通过集合韩国材料产业先进技术的高锰钢,率先保护韩国工业生态体系。通过采用高锰钢,浦项的技术正在成为世界标准。借助具有价格竞争力的高锰钢制造储罐,将使浦项在与其他钢铁企业的竞争中具备更大优势。
目前,浦项正在光阳厂厚板车间建设高锰钢产品生产设备,并已实现量产。该车间是一个从炼钢到轧制一体化的连贯生产线。利用这一优势,浦项建设了高锰钢专用生产设备,目前正在进行产品生产。
高锰钢厚板是在炼钢过程中,通过将熔融锰与现有钢水混合的工艺生产。如果使用固体锰,铁水温度会下降,因此使用熔融锰可以避免温度下降,并且可以直接通过轧制工艺进行生产。浦项还自主制造了用于高锰钢轧制的工艺设备,目前正在进行产品生产。
另外,光阳LNG储罐采用浦项自主研发的高锰钢,由浦项E·C公司进行设计和施工,每个储罐将使用2650吨高锰钢。浦项集团正在构建从LNG生产到运输、储存、利用的完整产业链,并专注于扩大市场份额,以实现收益最大化和基础设施强化。2023年,浦项国际与浦项能源合并,完善了LNG产业链,并在光阳LNG接收站投资总计1.45万亿韩元,确保了93万立方米的总储存容量。值得一提的是,5号和6号机组是全球首批应用高锰钢的LNG储罐,预计2026年完工的7号和8号机组也将使用相同的材料。浦项E·C公司表示,从5号机组开始引入了高锰钢,由于是首次使用这种材料,焊接过程中遇到了很多技术难题,但后来通过质量改进,将不良率降低到了与9%镍钢相当的水平。浦项计划未来不仅在光阳LNG接收站,还将在包括韩国天然气公社在内的当地多个LNG接收站应用高锰钢。
浦项国际公司表示,在韩国,能够进行试运行的民营接收站只有光阳LNG接收站。到目前为止,已经成功进行了300多次试运行。完成试运行的船舶后期将作为正式的LNG运输船投入运营。
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浦项获得韩国国内首个液化二氧化碳储罐钢材认证
2025年上半年,浦项钢铁公司成功获得了韩国国内首个用于液化二氧化碳(LCO2)中压储罐的钢材预先认证,从而加速了其进军液化二氧化碳储罐钢材市场的进程。
根据欧盟(EU)和国际海事组织(IMO)的碳减排计划,今后碳运输需求有望大幅增加,预计全球对液化二氧化碳运输船的需求也将随之显著增长。只有同时满足低温和高压的条件才能实现二氧化碳液化。浦项开发的中压储罐用钢材能够承受-40℃、高达大气压19倍的压力,其设计目的就是为了能安全地储存液化二氧化碳。
2024年,浦项首次向现代尾浦造船厂在建的韩国国内首艘液化二氧化碳运输船供应了360MPa级低压储罐用钢材。2025年上半年,浦项完成对510MPa级低压储罐用钢材的预先认证。通过这些举措,浦项将不断扩大液化二氧化碳用低压及中压储罐用钢材的产品阵容。
浦项开发的液化二氧化碳储存用钢材,不仅提供了抢占高附加值脱碳市场的机遇,今后也将有利于韩国国内造船厂承接液化二氧化碳运输船订单以及进军全球市场。
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浦项工科大学开发304不锈钢等离子渗氮热处理技术
近期,浦项工科大学(POSTECH)开发出了一种全新技术,能使304不锈钢变得更坚固且更具韧性。该技术已发表在机械工程学术期刊《国际塑性杂志》。
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这项技术的核心在于,能够在低压力和适当温度下,在短时间内完成渗氮处理。就像给智能手机贴上液晶保护薄膜一样,能够在相对较短的时间内,在金属表面形成均匀的保护层。
金炯燮教授研究团队表示,他们将该技术应用于在工业界广泛使用的304不锈钢和高熵合金后,确认在金属表面形成了约300nm厚的纳米氮化物层。在材料的基本结构和晶体等特性没有改变的情况下,抗拉强度得到了提高,均匀延伸率增加了7.9%,强度和韧性都得到了提升。
一般来说,金属材料强度提高时,韧性会下降;反之,韧性提高时,强度会下降。而这项技术实现了强度和韧性的同时提升。
金炯燮教授表示,新的等离子渗氮法与现有技术不同,无需担心材料的早期断裂,能提供均匀的性能,特别是无需后处理工序,可立即应用于工业生产。基于这项研究,航空和汽车产业有望出现更安全的金属热处理方法。