سیاست های فنی و صنعتی ژاپن در تولید فولادهای پیشرفته

معدن۲۴: ژاپن طی چهار دهه اخیر یکی از پایدارترین تولیدکنندگان فولادهای پیشرفته در جهان بوده و همچنان در زمره تأمین‌کنندگان کلیدی فولادهای پرکاربرد در صنایع خودرو، انرژی، کشتی‌سازی، هوافضا و تجهیزات صنعتی قرار دارد. بررسی ساختار تولید فولادهای پیشرفته (Advanced High-Strength Steels – AHSS و Specialty Steels) در این کشور نشان می‌دهد که موفقیت ژاپن حاصل یک ترکیب منسجم از فناوری‌های پیشرفته، سرمایه‌گذاری هدفمند، مهندسی دقیق و سیاستگذاری صنعتی هماهنگ است.

فولادسازان ژاپنی مانند Nippon Steel، JFE Steel و Kobe Steel، با اتکا به تجهیزات یکپارچه و به‌روزشده، زنجیره تولید فولادهای پیشرفته را از مرحله مواد اولیه تا نورد نهایی به‌صورت کاملاً کنترل‌شده طراحی کرده‌اند. ویژگی‌های کلیدی این ساختار عبارتند از:

• استفاده گسترده از کوره‌های بلند و فناوری‌های BF–BOF با راندمان بالا

• بهره‌گیری از خطوط EAF در تولید فولادهای آلیاژی خاص و محصولات با مقدار دقیق عناصر

• پیاده‌سازی سیستم‌های اتوماسیون و کنترل فرآیند (Automation & Process Control) در تمامی مراحل از ذوب تا نورد

• استفاده از سنجش‌گرهای برخط (Online Sensors) برای کنترل دقیق دمای فولاد، ترکیب شیمیایی، کشش، و ریزساختار

ژاپن توانسته است با این ترکیب فناوری، به دقتی در تولید برسد که نوسانات کیفیت در آن به‌شدت پایین است؛ موضوعی که برای فولادهای پیشرفته حیاتی است.

جوهره تولید فولادهای پیشرفته در ژاپن، «مهندسی ریزساختار» است. فولادسازان ژاپنی عملاً از یک سیستم طراحی مبتنی بر علم مواد (Materials-by-Design) استفاده می‌کنند. عناصر آلیاژی، پارامترهای دما، نرخ سرمایش و سیکل‌های حرارتی به‌گونه‌ای تنظیم می‌شوند که خواص مکانیکی دقیق به دست آید. تکنیک‌های کلیدی شامل:

• بهره‌گیری از فرایندهای چند مرحله‌ای نورد گرم و نورد سرد

• آنیلینگ بین‌مرحله‌ای کنترل‌شده (Intercritical Annealing)

• عملیات حرارتی فاز-محور مانند دوپلکس، TRIP و TWIP

• ریزدانه‌سازی شدید (Ultra-Fine Grained Microstructure) با کمک تیکنیک‌های حرارتی و مکانیکی

• استفاده از میکروآلیاژهایی مانند نیوبیوم، ونادیوم و تیتانیوم برای کنترل رسوب‌گذاری

این فرایندها باعث شده‌اند ژاپن در تولید فولادهای فوق‌مقاوم سبک‌وزن برای خودروهای کم‌مصرف و ایمن، فولادهای مقاوم به حرارت برای نیروگاه‌ها و فولادهای زنگ‌نزن ویژه، جایگاه ممتاز داشته باشد.

ژاپن یکی از بالاترین نسبت‌های سرمایه‌گذاری R&D به تولید را در میان فولادسازان جهان دارد. این ساختار شامل:

• مراکز تحقیقاتی اختصاصی در شرکت‌های بزرگ (Nippon Steel Laboratories, JFE R&D Center)

• همکاری منسجم با دانشگاه‌ها (توکیو، کیوتو، توهوکو)

• آزمایشگاه‌های ملی مانند NIMS برای توسعه آلیاژهای نوین

• مدل همکاری سه‌جانبه دولت–صنعت–دانشگاه

بخش عمده‌ای از دستاوردهای ژاپن در فولادهای پیشرفته نتیجه همین پژوهش‌های طولانی‌مدت و پایدار است؛ از فولادهای فوق‌مقاوم برای خودروهای الکتریکی تا فولادهای با مقاومت خستگی بالا برای خطوط ریلی.

یکی از مهم‌ترین مزیت‌های ژاپن، «کیفیت قابل پیش‌بینی» است. فولادسازان این کشور از ابتدای فرآیند تا مرحله بسته‌بندی، استانداردسازی سختگیرانه‌ای را اجرا می‌کنند:

• اجرای متدولوژی‌های تولید ناب (Lean Production)

• استفاده از TPM برای نگهداری تجهیزات با خطای نزدیک صفر

• کنترل کیفیت چندلایه با بهره‌گیری از سیستم‌های AI-based QA

• ردگیری کامل محصول از معدن تا مشتری (Traceability)

این شیوه‌ها باعث شده حتی فولادهای بسیار پیچیده، با ثبات کیفیت بالا به صنایع خودرو و الکترونیک عرضه شوند.

سبد فولادهای پیشرفته ژاپن نتیجه یک سیاست صنعتی کاملاً هدفمند است. دولت این کشور:

• کاهش مصرف انرژی و کاهش آلایندگی را به محور اصلی صنعت فولاد تبدیل کرده

• مشوق‌هایی برای توسعه فناوری‌های EAF، CCUS و هیدروژن تعریف کرده

• برنامه‌های جامع برای فولادهای مورد نیاز خودروهای برقی و صنایع پیشرفته تدوین نموده

اثر این سیاستگذاری آن است که ژاپن نه‌تنها مصرف فولادهای پرکربن را کاهش داده، بلکه ظرفیت صادرات فولادهای خاص را تداوم بخشیده است.

۶. نقش صنعت خودرو و ارتباط راهبردی با فولادسازان

بخش عمده فولادهای پیشرفته ژاپن برای شرکت‌های خودروسازی این کشور (Toyota، Honda، Nissan) تولید می‌شود. این همکاری باعث شده:

• فولاد و خودرو همزمان طراحی شوند

• کیفیت فولاد با نیازهای ایمنی و وزن خودرو هماهنگ باشد

• پروژه‌های مشترک برای فولادهای فوق‌مقاوم شکل بگیرد

این ارتباط نزدیک، یکی از دلایل اصلی پیشتازی ژاپن در توسعه AHSS برای خودروهای سبک و ایمن است.

موفقیت ژاپن در تولید فولادهای پیشرفته، حاصل یک مسیر تک‌بعدی نیست؛ بلکه نتیجه هم‌افزایی میان فناوری مدرن، مهندسی مواد، تحقیق‌وتوسعه پایدار، استانداردهای دقیق کیفیت و سیاستگذاری صنعتی بلندمدت است.

در حالی که رقابت جهانی در حال حرکت به‌سمت فولادهای سبک، مقاوم و کم‌کربن است، تجربه ژاپن نشان می‌دهد که آینده صنعت فولاد نه در تولید عمومی، بلکه در توسعه فولادهای خاص و فناوری‌محور تعریف می‌شود.

با ما در دوازدهمین کنفرانس بین المللی فولاد استیل پرایس همراه باشید.

تهران، ۱۶ آذرماه ماه ۱۴۰۴ 

۰۲۱۸۸۹۹۴۶۸۵/  ۰۹۳۶۱۵۸۴۷۸۸

صفحه اصلی