塔塔钢铁的技术创新探索

塔塔钢铁总的战略是将客户放在最核心的位置。其研究、发展和技术中心（RD&T）正是符合这一战略的部门，主要负责研发新的、高效的工艺过程和新产品，以满足客户的需求。塔塔钢铁拥有全球的研发组织机构，主要通过世界级的研发课题为塔塔钢铁创造最大的价值。

塔塔钢铁拥有5个RD&T中心，分别是英国蒂赛德技术中心，英国史云顿技术中心，英国艾默伊登技术中心，自动化工程中心（位于英国华威大学），研究、发展和科学服务中心（位于印度詹谢普尔）。

RD&T的主要研究内容包括：创造全球性的资源库，使研发成果在全球高效快速地实施，执行稳定、有投资价值的研究项目，吸引、保持、发表高质量的研究成果，评估研究的实际效益。

RD&T的组织架构拥有超过600人的研究和支持人员，并通过团队合作的方式策划、申请项目经费、发布研究成果。同时，塔塔内部的知识产权团队也为研究项目提供专家意见，以确保研究内容处在科技发展的前沿。

塔塔所有的研究项目都是分几个阶段逐步推进，以保证内部过程的稳定健康和高效率，在新产品推向市场前也会做好前期的试应用等工作。

降低碳排放和成本的革命性炼铁技术

在塔塔钢铁艾默伊登钢厂的HIsarna熔融还原技术的试验工厂，塔塔钢铁应用开创性的HIsarna熔融还原技术将铁矿石颗粒转化为铁水。由于不需要烧结和焦化，该技术简化了高炉炼铁的过程。该节能工艺路线能够减少20%的CO2排放量。同时，相比高炉而言，该工艺路线可以使用更经济的原材料。

据塔塔钢铁欧洲钢铁部首席技术官汉斯费舍尔透露，一个长达6个月的HIsarna熔融还原技术试验将在2016年下半年在艾默伊登钢厂HIsarna试验工厂进行。

HIsarna熔融还原技术工厂的设计、建造和投运由塔塔钢铁的RD&T和工程部门共同负责。该项目隶属于ULCOS（超低二氧化碳炼钢）计划，而该计划致力于研究减排二氧化碳的创新技术。该试验工厂建设时，选择了艾默伊登的热脱硫工厂，因为该厂具有良好的铁路运输体系和现有的容量适宜的袋式除尘器。该项目的建设由ULCOS计划中的合作公司和力拓组建的技术委员会共同监督。 

2011年4月，该试验工厂第一次成功生产出50吨铁水。之后，在较短的时间内，该厂的注入容量就达到了60%，各项参数（如冷却损失和气体成分等）都达到良好的状态。

该项目的协调员科恩梅耶尔表示，该技术只是刚刚开始，还有很长的路要走，但目前的试验结果是令人振奋的。 

为世界提供“无声”运输

目前，全球铁路网络对于降低铁路运输噪音的压力越来越大，塔塔钢铁在这方面进行了研究。其研究成果被称作SilentTrack（无声轨道），是一项能够降低3分贝~7分贝铁路噪音的低成本解决方案。该产品已经应用于英国伦敦的铁道中。

该项目由塔塔钢铁RD&T和钢轨部研发完成，并且获得了荷兰的噪声控制奖。目前，先进的声音模拟技术使得SilentTrack在多种轨道上能够达到最佳的降噪效果。更多的研究和开发工作还在继续，以确保产品能够适应于不同的钢轨型号。

在研发SilentTrack产品时，塔塔钢铁与铁路专家、南安普顿大学的声音与振动学会的声学专家共同合作。其中，SilentTrack申请了专利的减震器的钢材嵌入了高阻尼系数的高弹体。带有精确弹簧箍圈的减震器被安装在铁道上，以降低大范围频谱的相关噪声。 

SilentTrack产品特别适用于单独噪声源的热点区域，并且成熟应用于英国、荷兰、德国及世界其他地区。

该项目专家团队组长保罗基特森表示，该产品最实用的一点就是可以应用在已经投入运行的铁轨上。同时，其使用寿命长，可以随同铁轨全周期服役。它无需维护，也不影响铁轨的正常维护。

持续改进表面质量 

塔塔钢铁生产的每一个产品都必须满足客户对表面质量的严格要求，高表面质量也是汽车和家用电器行业客户等大范围用户的重要质量标准。

冶金过程十分复杂，需要每道工序的严格控制，清除钢材表面折叠等缺陷的发生十分重要。RD&T中心表面质量提高项目部通过分析、甄别，对潜在因素和主要因素进行检测控制，不断提高钢材表面质量。

该项工作不仅使客户受益于高的表面质量，而且促进了高效的工艺工程，降低了成本，缩短了生产实践。

冶金过程的每一个阶段都影响着表面质量，解决该问题的技术也十分复杂，需要研究者甄别各种不利因素。同时，不同的钢种的影响因素和面临的困难也不同。因此，该团队与生产制造厂的交叉学科团队专家共同合作，通过甄别影响钢材表面质量的主要因素来研究解决方案。

解决方案应用了多种技术和工具，包括使用不断升级的表面检测系统收集数据，运用数据挖掘分析系统和先进的表面特性显示技术追踪主要诱因，从而提出解决表面质量问题的思路。

RD&T中心表面质量提高项目部组长琳恩赫维德表示，现在与缺陷战斗的思路是使表面质量不断提高，因为精确和细致的钢铁生产过程控制能够得到更高的表面质量，从而防止缺陷的产生。可以说，现在的质量预期在两年后可能就是客户的要求，因此，如果不想落后，就要不断提高产品质量。

运用微孔防弹的超级盔甲钢

该项目研发了一种保护前线战士的重量轻、效用高的盔甲钢。该钢种是一种超级贝氏体超高硬度盔甲钢，目前已经由塔塔钢铁生产，并且由英国制造成成品发放到战士手中。 

该超级贝氏体钢是一种超高强度的盔甲钢种，其防弹效用是普通盔甲钢的2倍~3倍。该钢种具有高含量的硅，在高温下生产并且产生微孔，以此使子弹触碰时倾倒、粉碎，使能量扩散，最终减少子弹冲击的压力。 

目前，塔塔钢铁还能够提供超级贝氏体钢带和钢板应用于装甲车。 

超级贝氏体首先在上世纪80年代由牛津大学的学者提出。该项目由超级贝氏体研发团队负责，并在英国蒂赛德连铸试验工厂的专用设备上进行了试验生产。更进一步的生产试验在塔塔钢铁的佩尼斯通和斯托克斯布里奇进行。

通过建模工作，炼钢、连铸、热轧、冷轧的参数控制，以及热处理工作都得到了规范化。研发过程中，大量的试验性工作使得研究者了解了生产工序和产品的冶金学原理，合金成分和可行的组织结构的重要性也使得该钢种得到大规模的商业化生产。超级贝氏体的结构特性使得该钢种能够满足性能需求。

该项目专家团队组长安德鲁史密斯表示，该研发项目需要考虑各种可能性，通过该项目也为国防部更多的研发项目铺垫了道路。

先进高强钢DP800塔塔钢铁研发了一种新型先进高强钢（AHSS）DP800HyperformGI。

众所周知，TRIP钢的强化机制使得其成型性要高于普通的双相钢。但是，由于受限于传统TRIP钢的焊接性能，汽车行业的客户并不倾向于使用传统TRIP钢。先进高强钢DP800HyperformGI可以以更低的成本代替传统的TRIP钢。

塔塔钢铁研发的第一代DP800HyperformGI钢避免了传统TRIP钢的缺点，使得汽车行业的客户获得更多利益。该产品的生产结合了基础材料的冶金学知识、涂料技术和生产加工技术，并且考虑了用户使用过程中遇到的问题。如果不考虑这些方面的问题，这个产品只会仅仅是个概念。该钢种的显微组织中具有大量的马氏体和残余奥氏体，使得钢材具有很高的强度。

继第一代DP800HyperformGI之后，塔塔钢铁目前已经成功开发了第二代产品。第二代产品在生产工艺上取得了突破。第一代产品生产时工艺复杂，对产线要求高。由于客户对产品宽度有了更高的要求，塔塔钢铁在保持原有产品特色的同时，优化了产线。

延长轨道寿命的试验 

HPrail是塔塔钢铁的一个冶金工程轨道钢，研究目的主要是处理欧洲混合交通轨道的三大问题：磨损、塑性流动和运行中的接触疲劳。

在5年的项目研发中，该团队从线材生产得到启发，通过对原有钢材的改进满足了用户需求。他们详细分析了一系列复杂综合实验得出的数据，获得重要性能提高的各项最优数据。在投入使用前，塔塔钢铁使用了5吨钢材进行实验。选出的钢材在塔塔钢铁的英格兰斯肯索普钢厂进行试验。之后，该钢种被应用于英国的轨道交通中。

供绿色钢铁使用的洁净煤 

为了获得高效和可持续的钢铁产品，全球的钢铁企业都在寻找灰分低于10%的煤。相比于全球平均水平低于20%的灰分含量，印度本土的煤的灰分含量在30%~35%，且矿区分散。

应用物理选矿技术，塔塔钢铁的洗选厂能够生产出灰分为15%的煤，但是想要达到灰分为8%的目标，并且不降低收得率，塔塔钢铁还要进行研究。

为了实现灰分8%的目标，塔塔钢铁研究中心使用化学沥滤法代替了物理选矿技术。在化学沥滤法中，化学试剂与煤基质中的矿质进行反应，以使矿质能够更容易地被移出。中试试验的结果显示，原煤的灰分可以减少60%~65%，并且收得率不低于70%，且成焦性没有降低。

该装置的应用可以使塔塔钢铁使用由本土生产的低灰分的清洁煤，而不用从其他国家进口。

从实验室得到良好的结果后，塔塔钢铁开展了更大规模的试验，其在印度詹谢普尔的研究中心设计、建造并试运行了一个每批次产能为500千克的试验工厂。试验工厂包括一个选煤区、备料区，以及包含两个反应器（用于碱浸和酸浸）和一个过滤器的生产区。同时，该试验工厂还配备了再生和回收化学试剂的装置。

备料罐中的煤泥和试剂在高压条件下经过碱性反应器后，再经过酸性反应器进行加工处理。之后，用水过滤和清洗煤泥，最终生产出低灰分的清洁煤。过滤液通过蒸发器进行回收和集中。该试验工厂主要用来改善来自印度比哈尔邦波卡罗洗选厂的原矿、中矿和精煤的性能。

塔塔钢铁印度原材料和焦炭生产首席研究员班吉纳表示，这项研究使一个看起来不可能的挑战成为了可能。这种新方法能够使我们更好地开发利用印度本土灰分含量为35%的矿产。