高锰钢

2019年7月18日，中国船级社(CCS)与全球最大的钢铁材料制造及综合服务商之一的河钢集团有限公司签署全面战略合作协议。签约仪式上，CCS向河钢集团颁发了LNG低温奥氏体高锰钢检验证书。

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战略携手

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在绿色发展的主题下，推动绿色发展的主力军是天然气。液化天然气(LNG)的主要成分是甲烷，是公认的地球上最清洁的化石能源。无色无味，无毒无腐蚀性，其体积约为同体积气态天然气的1/625，液化天然气的质量仅为同体积水的45%左右。LNG通常需要储存在温度为-161.5摄氏度，压力为0.1MPa左右的低温储罐中，因此，这一行业也被称为低温深冷行业。

随着液化天然气的进一步推广和应用，对液化天然气运输船和液化天然气储罐的需求将会增加。低温工业和其他工业领域一样，是以材料为基础的。由于LNG的低温储存特性，与LNG接触的内层材料必须使用低温钢。目前，工业上使用的低温钢主要有因瓦钢、9Ni钢(9Ni钢)和不锈钢等。这些材料需要使用大量的合金，且不说制造成本高，而且对环境影响巨大。

前几年国外开发了22% ~ 25%的锰合金，替代昂贵的镍合金等材料制造LNG船和LNG储罐用低温钢，即低温奥氏体高锰钢。该产品因成本低、塑性韧性好而备受关注。

据了解，与目前广泛使用的9镍钢相比，用于船用LNG储罐的低温高锰钢的低温强度、韧性、抗疲劳、耐腐蚀等性能相差不大，其塑性远优于9镍钢。从成本上来说，金属锰的价格只有镍价格的1/10左右。在LNG储罐中使用高锰钢可以大大降低制造成本。同时，高锰钢是一种环保材料。因此，业界普遍认为，它将是LNG低温传统钢材的最佳替代品，具有良好的应用前景。

目前，国际海事组织(IMO)已经制定了暂行指南，国际标准化组织(ISO)也在制定相关细则。国外钢铁企业相继开展了高锰钢的生产和工程应用研究。

为此，中国船级社(CCS)和河钢集团携手国内企业，共同搭建研发合作平台，推进高锰钢生产和工程应用关键技术。

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研发过程曲折。

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由于高锰钢具有锰合金含量高、浇注温度低、易偏析、低温抗变形能力高等特点，冶炼和轧制难度很大，目前只有少数国家掌握其生产技术。为推动高锰钢的R&D和应用，助推LNG在中国的海上应用，2016年11月，中国船级社(CCS)联合鹤岗舞阳钢铁集团、CSIC第725研究所、CIMC宏图、大西洋焊接材料、钢铁研究院、东北大学、哈尔滨工程大学等单位，基于国家重点项目，自发组建了R&D、生产、使用及相关配套产品合作平台。

然而，研发过程充满荆棘。2017年1月首炉中试结果显示，产品冲击值特别好，但强度略低。因此，双方技术人员进行了多次调整，到7月份的中试结果，得到了力学性能符合实际要求的样品。2018年9月开始工程应用攻关，联合725 CSIC、CIMC荆门宏图、大洋焊材，组建工程应用R&D平台。

2018年11月，鹤岗舞阳钢铁集团成功轧制出厚度为20mm的船用LNG储罐用低温奥氏体高锰钢板。-196℃冲击韧性优异，产品性能指标远超IMO最新要求，达到国际先进水平。这是中国第一块也是唯一一块工业化成功的低温高锰钢板。这一研发成功，表明我国已经完全掌握了高锰钢的生产技术，实现了重大技术突破，对我国低温用高锰钢的生产起到了示范和引领作用。

2018年12月，合作方共同向工信部申请立项“船用LNG储罐低温高锰钢应用研究”。2019年6月，荆门鸿图首座高锰钢LNG储罐制造完成。经测试，该钢具有优良的工艺性能。

双方回顾了两年多的研发过程，共同制定了高锰钢生产和应用的研发技术路线，克服了冶炼和轧制过程中液相线温度低、易偏钢、低温变形抗力高等问题。匹配的焊接材料强度低，焊接性能差；制造中的冷成型性能较低，出现了裂纹等诸多技术问题。R&D进程充分体现了技术领先、合作共赢的精神，向世界展示了中国工业的实力。

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合作开启新格局

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中国是天然气消费大国，居世界第三位，占比7.2%。去年我国天然气消费量约2800亿立方米，其中自产气和进口气各占一半，管道气占进口气的40%，其他以LNG形式存在的海气占60%。也就是说，液化天然气进口占比近四分之一。相比管道气建设周期长、气源有限等现实问题，LNG显然将是中国绿色发展的主力军。因此，大力发展LNG运输，推广低温高锰钢在LNG工业中的应用前景广阔。

中国的钢铁工业已经连续多年位居世界第一，我们的装备水平也是世界一流的，已经能够生产大部分规格和品种的钢材和船用钢。河钢集团舞阳钢铁公司低温奥氏体高锰钢的研发和生产成功，为今后高锰钢的实际应用奠定了坚实的基础，也为我国参与国际标准的制定提供了实践基础。

近年来，中国船级社与河钢集团在产品研发和产品认证方面建立了合作基础。为了发挥各自的优势资源，深化合作，促进各自事业和中国海洋事业的发展。双方将以此次战略合作协议的签署为新起点，本着“优势互补、开放合作、互利共赢”的原则，建立战略合作伙伴关系。下一步，双方将在战略合作框架下，继续开展高锰钢的深度应用研发，推动高锰钢在LNG全产业链的应用，为中国的绿色发展做出贡献。同时，双方还将积极开展技术标准和规范研究，努力为中国标准和国际标准的制定提供支持，发出中国最强音。

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