近年来,接连发生的大型火灾使得钢铁行业和建筑行业对建筑物的耐火性能愈发关注,浦项科技大学(POSTECH)与浦项钢铁公司合作,成功开发出了在高温下也能保持强度的“人工智能(AI)设计钢材”。
此次浦项科技大学研发出的高性能耐火钢,在不使用钼等昂贵稀有金属的情况下,确保了比传统钢材高出两倍以上的耐火性能,作为一项能极大提升高层建筑和公共基础设施防火安全性的技术,受到了广泛关注。
浦项科技大学表示,普通钢材在发生火灾时,处于600℃以上的高温环境中,其强度会急剧下降,进而可能导致建筑物坍塌。耐火钢是一种即使在600℃以上的高温环境下,也能保持三分之二以上强度的材料。不过,传统耐火钢由于在生产过程中要添加钼一类的稀有金属,存在生产成本较高的问题。
浦项科技大学环境友好材料研究院的研究团队,与浦项技术研究院、美国奎斯特克创新公司(QuesTek Innovations LLC)的研究团队合作,通过结合高速大量筛选的CALPHAD(基于热力学的相图建模)技术和人工智能技术,提出了一种克服这些局限性的新方法。
研究团队对11种合金元素进行了多种组合,并针对每种成分,计算了固溶强化、析出强化等对强度有影响的各要素的贡献率。随即,研究人员对5000种成分应用三种热处理条件,进行了大规模模拟试验,可以预测3万多个高温屈服强度的数据,随后利用人工智能对庞大的数据库进行了分析。
在此基础上,研究团队从理论上找到了表现出最佳性能的成分,并成功地进行了实验室试制。研发出的耐火钢在600℃时展现出了520-770MPa的屈服强度,这一数值超过了现有S355(屈服强度在355MPa以上的钢材)钢材强度的两倍多。研究团队开发的高性能耐火钢有望极大地提高高层建筑和桥梁的安全性,并且在火灾发生时能够大幅减少人员伤亡和财产损失。
研究团队表示,本研究是一种完全改变了现有耐火钢研究范式的创新性方法,今后也计划利用综合计算材料工程技术和人工智能技术,开发出各种工业用的高性能合金。
目前,这项研究成果已发表于国际学术期刊《材料与设计》最新的网络版。
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浦项开发冷却系统异常预警模型
近期,浦项钢铁公司光阳厂率先开发出了用于防止炼钢厂核心设备——转炉副枪过热的冷却系统异常预警模型,在构建稳定生产环境方面走在了前列。
该模型由光阳厂设备技术部联合电气、仪表与控制(EIC)技术部共同开发,重点在于尽早检测出副枪冷却供水软管可能出现的问题,从而提前预防设备故障。
副枪是一种细长的棒状设备,用于精确测量转炉内铁水的温度、碳含量和氧含量,有助于设备操作人员根据测量出的成分含量精确调整铁水成分。如果无法顺利地向这种副枪设备供应冷却水,不仅会导致铁水成分测量出现问题,还可能因设备过热引发意外的质量下降。因此,光阳厂特别开发了“冷却系统异常预警模型”,能够提前检测并预防冷却水泄漏。
光阳厂EIC技术部研究人员表示,此次预警模型开发是将为确保设备稳定性所需的预警维护模型的必要性,通过实际系统得以实现并应用的案例。
该模型应用了先进的数据分析和预测算法,能够实时监测冷却水流量和温度,一旦检测到异常模式,便会立即发出警报。特别是在设备故障发生前约14小时就会发出警报,有望通过更迅速、更有效的解决方式,大幅提升转炉设备的稳定性。
光阳厂设备技术部表示,首次开发的转炉副枪冷却系统异常预警模型,从“向智慧工厂转型的重要一步”这个角度来看,具有重大意义。今后,光阳厂也将最大限度地提高设备的安全性和效率,在持续创新的同时,确保绝对领先的技术优势。
浦项Future M公司展示正负极材料新技术
近期,浦项控股集团旗下可充电电池材料领域的代表性企业浦项Future M公司参加了在韩国世界贸易中心举办的2025国际电池展(InterBattery 2025),重点展示了其正负极材料技术路线图,以及在从原材料到材料再到回收利用这一集团层面的供应链构建成果。浦项Future M公司以“前行,改变未来”为主题主办并参加此次国际电池展,其展位面积为451平方米,比2024年扩大了25%。
为了让参观者能够轻松且饶有兴致地体验相关技术和业务,浦项Future M公司不仅展示了正负极材料、锂、镍等样品,还展出了应用了该公司电池材料的电动汽车、电动工具等产品,并通过大型垂直媒体墙和全景显示屏展示的虚拟3D影像,增强参观者的观展沉浸感。
值得一提的是,浦项Future M公司大力展示了旨在超越电动汽车传统电池技术的电池材料新技术和产品。为了提高电动汽车的续航里程和稳定性,浦项Future M公司推出了镍含量高达95%以上的超高镍单晶正极材料;能够大幅缩短电池充电时间并提高存储容量的低膨胀天然石墨负极材料和硅负极材料;以及像磷酸铁锂那样,有助于电动汽车推广普及和降低电动汽车价格的富锂锰基材料、磷酸锰铁锂材料和高电压中镍正极材料等,并详细介绍了这些材料的研发现状和技术路线图。
此外,在本次展览中,浦项Future M公司还介绍了浦项控股集团未来技术研究院正在研发的固态电解质、锂金属负极材料等有望成为未来电池产业变革者的下一代材料,以及浦项国际公司的驱动电机铁芯、浦项钢铁公司的电池组和圆柱形电池壳材料等电动汽车用钢材产品。同时,浦项Future M公司还展示了浦项控股集团的直接锂提取法、新型镍湿法精炼工艺技术等供应链构建成果和现状。
此前,浦项控股集团已扩大了对阿根廷锂盐湖、澳大利亚锂矿、印度尼西亚镍冶炼业务、非洲石墨矿等的海外投资。今后,该集团也将把电动汽车产业蓬勃发展的契机视为提升竞争力的机遇,通过优先确保优质资源来进一步增强业务竞争力。