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王国栋院士:钢铁产品立异十年结果显著

时间:2022-11-23 13:29:04 来源:本站 点击:0

钢铁工业作为国民经济的重要基础工业,在党中央的正确领导下,积极贯彻新生长理念,着力推进高质量生长,取得了显著结果。十年来,我国钢铁产品技术立异不绝突破、绿色低碳深入推进、智能制造不绝升级,向国家和人民交上了一份亮眼的结果单。


一、国家重大需求与前沿技术牵引,钢铁工业产品立异瞄准国家生长的重大战略问题


钢铁是支撑国家生长的最重要的基础原质料,对国家经济技术、国防宁静、人民生活,具有重要的战略意义。近年来,美西霸权主义者对我国无理封闭、制裁,妄图停止我国的快速生长。我们钢铁事情者,继续起战略科技力量的重大使命,坚持国家需求导向,战略任务导向,聚焦钢铁行业亟待解决的基础科学问题、要害共性技术、前沿引领技术和工业链上的“卡脖子”问题,攻坚克难,自立自强,自主立异,产出战略性、要害性、原创性重大结果,包管了我国国民经济、国防建设的高速生长,真正继续起支撑国家自立自强生长的重任。


1.1高端硅钢生产技术与产品立异


“十八大”以来,我国钢铁工业面向特高压输变电、清洁发电机组及新能源汽车驱动电机等高端硅钢要害焦点质料的重大需求,高端硅钢技术实现代际跨越,硅钢工业生长引领全球。宝钢自立自强,协同攻关,突破极低铁损取向硅钢和高端无取向硅钢制造技术,并实现工业化。宝钢高硅薄带取向硅钢一贯制新工艺与产线、耐热激光刻痕工艺与装备、薄规格新能源汽车用高端无取向硅钢一贯制工艺等标记性技术世界领先。19个顶级硅钢新产品世界首发,全面笼罩各规格最高品级,领先国际一个牌号以上。建成世界首套薄规格取向硅钢高效专有产线和高端无取向硅钢示范产线,实现规;。高端硅钢产品实现了诸多世界首次、唯一应用。应用于目前单台容量世界领先的1000MW白鹤滩水电站,世界首条、唯一、技术水平最先进的±1100kV昌吉-古泉特高压直流工程,世界首条、输送容量最大的±500kV张北柔直工程,目前世界最高比功率(4.9kW/kg)新能源汽车驱动电机。总体技术居于世界领先职位,实现了我国高端硅钢焦点质料自主可控,引领全球高端硅钢领域生长。


首钢始终坚持自主立异,以技术进步为焦点驱动,不绝提升取向电工钢产品质量水平。坚持在高端产品研发、全流程制造、工艺优化和用户应用技术等方面实现突破。首次开发了基于组织性能、外貌质量、板形尺寸以及降低取向硅钢噪声的综合控制技术,实现AWV典范值51dB,略优于日本制铁;叠装系数优于日本制铁与浦项;0.20mm、0.18mm极薄规格产品产销量海内第一。在“双百万”变压器应用结果优于日本制铁2-3dB,满足了全球节能低噪声变压器生长需求。


首钢产品首次应用于全球电压品级最高、容量最大卷铁心高铁牵引变压器;广泛应用于超、特高压电力变压器,包括全球交流电压品级最高、容量最大的“双百万”变压器,全球在建装机容量最大的白鹤滩、乌东德水电站工程。白鹤滩至江苏±800kV特高压直流输电工程是全球首个混淆级联特高压直流工程,在世界上首次研发“通例直流+柔性直流”的混淆级联特高压直流输电技术,集成特高压直流输电大容量、远距离、低损耗以及柔性直流输电控制灵活、系统支撑能力强的优势,示范引领意义重大。该项目是首钢高性能取向电工钢首次应用于特高压直流换流变压器,是首钢电工钢十余年勇攀岑岭的又一次重大突破。海内外一大批电站、电网工程应用“首钢制造”,标记着首钢取向电工钢应用实现特高压输电领域全笼罩,有效支撑了我国特高压高端装备制造的全球领先职位。


1.2高铁用钢自主开发取得重大进展


目今,我国已建成世界最现代化的铁路网和最兴旺的高铁网。2021年12月30日,随着京港高铁安庆至九江段的开通运营,“八纵八横”高铁网中的京港(台)通道商丘至深圳段基伎俩悟。至此,中国高铁运营里程乐成突破4万公里,总里程能围绕地球赤道一周。我国钢铁企业为国家高铁这张名片增光添彩,惊艳全球,孝敬巨大。


宝武马钢高品质铁路机车用整体车轮要害制造技术国际领先。整体机车车轮服役条件苛刻、技术要求高、生产难度高,已往全部依赖进口。2001年马钢启动了整体机车车轮的研发,历经14年,开发出高韧抗伤损车轮质料设计、高洁净度冶炼连铸工艺、高精度车轮成型工艺、高强韧匹配热处理工艺、高精度机加工与检测工艺5项要害技术,达国际领先水平,产品实现了国产化替代,纳入国家重点新产品,确保了我国铁路工业链宁静,同时产品还出口全球知名机车制造商北美GE、法国ALSTOM。2021年,我国自主研制的全球最大牵引功率(28800kW)“神24”机车用车轮全部由马钢自主供应。


宝武马钢高速车轴钢产品研发及要害制备技术国际领先。为满足标准化动车组车轴国产化的需求,马钢历时10年,形成高速车轴钢身分优化、超低氧含量控制、大型夹杂物控制及大圆坯偏析和缩孔控制、车轴钢坯轧制技术、热处理技术及质量量化评价判定模型的建立及应用等技术立异,乐成开发了时速250公里、时速350公里再起号高速车轴钢产品。主要技术指标和产品性能居于国际领先水平,实现产品自主生产、填补海内空白,顺利完成了60万公里的装车运行考核。


首钢EA4T车轴钢是目前海内动车组及大功率机车领域使用最为广泛的车轴钢牌号。首钢在海内率先实现了EA4T车轴钢在动车组及大功率机车领域的应用,装车于海内外多种重点车型,助力新基建以及“一带一路”建设。首钢大功率机车用EA4T钢,兼具高疲劳强度与高强韧性,海内唯一通过中国铁路CRCC认证、德国HPQ认证以及西门子认证,完成整车60万公里考核,批量装车于动车组列车,已累计宁静运行500万公里以上;装车应用于海内首次整车出口至欧盟动车组列车、“绿巨人”再起号、青藏铁路动车组、中老铁路动车组等车型上。装车应用于全球首款4000米高原用电力机车HXD1C,以及全球最高功率28800kW神24机车等重点车型。接纳首钢大功率机车车轴钢制作的车轴数量凌驾10万支,国际市场占有率27%,海内市场占有率60%以上。


南钢建立产学研用团队,结合自身装备和技术优势,陆续开展纯净钢冶炼及夹杂物塑性化控制、钢的身分均质化控制、裂纹敏感钢种铸坯外貌质量控制、渗碳奥氏体晶粒度控制等技术研究,明确了轨道交通用钢开发的具体目标和实施计划,形成了具有自主知识产权的轨道交通用钢生产控制技术,相继完成了高铁弹簧用钢、制动盘用钢、轨道交通用齿轮钢等产品开发及工业化应用,逐渐形成了成熟的轨道交通用钢研发及生产体系,已开端形成轨道交通用特殊钢长材系列化产品,填补了海内空白,解决了“卡脖子”质料问题。


随着我国高速铁路、桥梁建设等基础工业生长,对金属线材制品提出了新的功效和更高的技术需求。法尔胜泓昇集团,立项研究高性能特种金属线材制品要害技术集成立异与工业化。经过十多年的产学研刻苦攻关,率先开展了珠光体组织强韧化机理及微纳组织定量表征新技术研究,开发出直径0.08mm、抗拉强度4600MPa的镀锌钢丝。首次系统地开展了金属线材制品全流程要害共性技术研究,乐成开发出以高速铁路用钢丝绳、桥梁用智能型缆索、超高强度输送带用钢丝绳为代表的具有自主知识产权的六大系列高性能特种金属线材制品,产品属国际首创或技术水平抵达国际领先 ?⒘讼盗薪沟阒圃熳氨,构筑了具有自主知识产权的金属线材制品全流程制造系统,建立了完善的产品、质量及工艺等相关标准体系,实现了项目产品的大规模稳定化生产,形成了高性能特种金属线材制品15万吨/年的生产能力,公司成为全国钢丝绳单项冠军,项目整体技术抵达国际领先水平。


1.3太钢、鞍钢:核电用钢开发


核电是目今调解能源结构、减少碳排放的重要手段,是我国生长能源行业的必由之路,核宁静是世界各国最体贴和最需要解决的重要问题。不锈钢作为核反应堆主体设备制造的要害质料,是反应堆制造之骨,其质量是核电运行的宁静基础。为实现我国核电的快速、健康和可连续生长,迫切需要解决质料的“卡脖子”问题,在快堆和聚变堆的情况下,奥氏体不锈钢同时面临着高温、低温、强中子辐照、强磁场情况下的特殊性能需求和质料制造技术问题。


太钢核电用高品质不锈钢制造技术及品种开发。太钢以钠冷快堆的高温情况和ITER计划极低温情况为代表的新一代核电技术对奥氏体不锈钢质料在性能及其制造工艺成熟稳定性、质量可靠性的高要求为目标,依靠自主立异,系统地解决了奥氏体不锈钢的高纯净度冶炼、性能和组织及其均匀性控制、高耐蚀高强韧性能协同等要害技术难题,开发出系列高品质不锈钢产品,满足了当今最为先进的压水堆、快堆、聚变堆等差别核电技术的不锈钢质料需求,实现我国核电用要害不锈钢质料从进口到自主、从堆外到堆内、从通例到尖端和从竞争到唯一的转变,包管我国核电工程的快速建设和宁静运行,增进了我国核电技术和事业的健康生长,为我国能源结构调解和低碳减排夯实了基础。核电用不锈钢对核有害元素和夹杂物的控制要求目前以快堆316H不锈钢的要求为最高。项目针对快堆316H不锈钢,研究和开发超低氢含量控制、深脱氧及夹杂物含量控制以及核有害元素控制等多项冶炼技术,成为实现高品质核电不锈钢生产的基本条件。


2011年至今,自主开发的核电用高品质不锈钢制造技术在全流程生产历程中,工艺稳定,生产技术连续优化,要害指标稳中向好,形成系列化高端产品。2011年到2020年期间,太钢为重大工程项目提供304型、316型高品质不锈钢核电质料达6万多吨,是海内该类质料的主要供货单位,是宽厚、特厚核级不锈钢板的唯一供货单位,核电不锈钢市场占有率连续多年连续坚持第一(60%以上)。太钢还为我国新堆型、新技术核电项目、军工项目及空间暗物质探测等大科学研究项目提供了大宗的高品质不锈钢质料。中国快堆工业化技术立异战略联盟、中国国际聚变能源计划执行中心等单位给予太钢很高的评价。


鞍钢核反应堆宁静壳系列用钢。“国和一号”等避免核泄漏的最后一道宁静屏障是反应堆宁静壳,由于应用位置极其要害,因此对SA-738Gr.B钢种提出了更为严格的力学性能、探伤、钢质洁净度和抗模拟焊后热处理等综合性能要求。通过超高洁净钢冶炼技术、高精准全流程集成控制技术、精细组织调控技术等多项技术立异突破ASME标准技术“瓶颈”,立异大厚度钢板研发,解决了多项“卡脖子”要害技术。产品实现6-130mm的全厚度规格笼罩,广泛用于建造海阳、彭泽、徐大堡等百万千瓦级核电机组,并率先实现供货全球首座国核示范项目CAP1400核电机组。


2022年8月,国家能源局主持召开国家科技重大专项课题——大型先进压水堆及高温气冷堆核电站《高强度宁静壳板研制》综合绩效评价会,由鞍钢股份牵头,联合上海核工程研究设计院组织实施的该课题通过验收。该课题以大型先进压水堆示范工程为依托,开展高强度宁静壳用钢研究。经项目研发团队的积极攻关,先后乐成解决了化学身分立异设计、金相组织精准调控及力学性能稳定控制等要害技术难题,生产出三种典范规格钢板,不但逾额完成了国家项目任务条约书的要求,并且钢板综合性能远高于国际同类产品,突破了海内外现有反应堆宁静壳用钢强度、厚度瓶颈,实现了理论立异、技术立异、工艺立异。首创超厚超宽高强度反应堆宁静壳用钢,形成了配套的集成制造及应用技术,建立了我国自有标准。


1.4鞍钢:极寒情况用高强韧易焊接海洋装备用钢


极地船舶、超深水海工装备建造所需的高强韧性、易焊接、服役宁静性高、综合性能优异的钢铁质料是极地装备宁静性的重要包管。


依托国家和企业重大项目,鞍钢与高校相助,开发研究极寒情况用高强韧易焊接海洋装备用钢。历经10余年研究,建立了全系列高强、耐低温、大厚度极寒情况海工装备用钢生产技术体系,形成满足耐冰凌磨损、高抗断、易焊接的极寒情况用海洋装备用钢的轧制、显微组织调控等要害技术。


针对355-400MPa强度级别,接纳低碳及低碳当量合金体系,利用多阶段控制轧制技术,通过板坯全厚度截面温度场与应变场耦合控制,充分实现奥氏体再结晶细化,获得低碳-细铁素体-少珠光体组织,其耐冰磨蚀指标优于普通AH36产品4倍以上。裂纹尖端张开位移CTOD(-20℃)≥2.8mm,满足极寒与超低温船舶质料设计服役要求。针对420-550MPa钢级TMCP厚规格钢板,生长了TMCP工艺下的全厚度截面奥氏体细化技术,获得表层组织超细化、内部大角度晶界密度均匀一致的F级超高强度钢,心部断裂韧性NDT≤-70℃,FATT<-80℃,屈强比≤0.86,实现了高端海洋用钢国产化、系列化、高品质化。立异生长了基于异构马氏体/贝氏体组织调控原理及强韧匹配的热处理技术,通过马氏体、高温退火马氏体/贝氏体的比例调控、漫衍调控以及晶体学取向调控,开发出屈服强度700MPa,抗拉强度不低于820MPa,最厚抵达86mm海洋平台用钢,满足了超深水和极寒海域海洋工程装备特殊设计需求。


该项目形成三大系列58个牌号产品率先通过船级社认证,首发产品应用于第一条质料国产化军用破冰船、“蓝鲸1号/2号”等海内外重大海洋工程。2011年至今,生产极寒情况海洋用钢75万吨,增进了我国高端海洋装备制造业技术进步与生长,市场应用前景辽阔。


1.5河钢舞钢:连续坚持国际第一的铬钼钢


铬钼钢是石油化工、煤化工焦点设备(如加氢反应器、氨合成塔、气化炉、费托反应器以及焦炭塔、洗涤塔等)的要害质料。该类钢恒久处于高温、高压、氢腐化等卑劣服役情况,对身分及性能的要求严格,生产工序繁杂、技术难度大。目前河钢舞钢该类钢板最大供货厚度为256mm,钢板最大单重凌驾50吨,规格、单重及强度/低温攻击韧性匹配指标均抵达了海内外该领域的第一、唯一,处于国际领先水平,解决了恒久制约我国的石油化工、煤化工要害钢铁质料国产化的瓶颈问题。其中板厚≥110mm的该类钢板海内市场占有率70%(含进口钢板),板厚145mm以上钢板海内基本处于垄断职位;技术指标如碳当量、X/J系数及板厚1/2处性能控制水平等抵达国际先进水平。


河钢舞钢结合海内外石油化工、煤化工项目的需求,开发的低有害元素纯净钢专有冶炼工艺、低温控冷低速大压下轧制技术、阶梯复相热处理控制技术,包管了10万吨单打冠军产品乐成供货于海内外重点项目及制造厂。如长时模焊后-29℃韧性的SA387Gr11Cl2钢板乐成应用于美国林德公司重点石化项目及印度LT公司,使河钢舞钢成为此类技术要求钢板的唯一供应商;部分Cr-Mo钢产品应用于世界首创的航天气化炉、华谊气体岛废锅气化炉等重点设备和项目。


1.6首钢:高性能汽车板


锌铝镁镀层汽车板作为首钢商标产品,产品笼罩汽车内板、外板及高强结构件,全球首次用锌铝镁镀层汽车板替代电镀锌汽车外板,首次开发出780MPa级别锌铝镁镀层超高强钢并实现应用,填补了海内钢厂生产锌铝镁镀层汽车板产品的空白,形成了对成形、焊接、涂装等生产应用技术的立异和积累,引领海内外钢铁行业对锌铝镁镀层汽车质料的探索。产品通过海内外众多头部车企的质料认证和零件认证,率先实现全车身批量应用,解决了用户对车身高耐腐化性、绿色低碳等焦点关切问题。


首钢锌铝镁镀层汽车板产品的开发和广泛应用,是响应国家“双碳”战略、践行绿色制造的具体行动。与古板纯锌镀层产品相比,耐蚀性提高2倍,镀层重量减少三分之一。凭据汽车板平均厚度1.5mm盘算,吨钢的锌用量能减少约莫6kg。2019年至2021年,首钢锌铝镁镀层汽车板累计销售凌驾20万吨,减少锌用量凌驾1200吨,减少上游锌冶炼二氧化碳排放凌驾4400吨。


高鲜映性免中涂汽车板产品作为首钢商标产品,鲜映性指标抵达国际领先水平,解决了大变形外板高鲜映性涂装的世界性难题。产品广泛应用于华晨宝马、上汽公共、一汽公共、沃尔沃、长安福特等合资主机厂,自主品牌长城欧拉新能源车险些整车外板都使用首钢免中涂质料。首钢免中涂外板主要用于祥瑞汽车的新帝豪、缤越等车型生产,其中新帝豪车型整车外板使用首钢质料。新型免中涂工艺(2C1B)替代古板涂装工艺(3C2B),将成为汽车行业践行“绿色涂装”理念的生长趋势。该工艺因取消了中涂及烘烤历程,单车可降低VOCs(挥发性有机化合物)排放60%以上。


2020年首钢生产免中涂汽车板约7万吨,单车重量0.1吨,可制作约34.5万辆车(成材率按50%盘算)。免中涂工艺下单车的VOCs排放量降低约为4.2125kg,二氧化碳排放量降低约30kg,按34.5万辆车盘算,年可实现VOCs排放量降低0.145万吨,二氧化碳排放量降低1.035万吨。


增强成形性双相(DH)钢是首钢在海内首发的第三代先进高强钢产品,与古板的双相钢相比具有断后伸长率高、成形性能好、合金含量低等突出优势。同等强度条件下,增强成形性双相延伸率比古板双相钢提高30%以上,可以满足庞大结构零件的成形需求,产品性能指标抵达国际领先水平。该系列产品为庞大零件的成形需求提供了原质料支撑。产品广泛应用于海内外多家合资及自主品牌的多款车型。


增强成形性双相(DH)钢的应用可以替代古板双相钢产品,多个零件设计集成为一个零件,同时可以通过强度的升级实现轻量化目标,接纳DH钢设计的零件可以减重10%左右,在汽车轻量化方面具有很是强的竞争力。


近年来首钢增强成形性双相(DH)钢年产量凌驾5万吨,以DH钢占车身重量5%盘算(质料利用率60%),则可生产汽车100余万辆。车身每减重100kg,每公里CO2排放减少6.5g,每年行驶2万公里,每辆车二氧化碳减排近60kg,年可实现二氧化碳总排放减少6万余吨。

二、协同立异,产学研深度融合,全工业链开发,强链补链


在现代经济中,国民经济循环主要体现为工业链循环。目今的经济全球化,主要体现为在全球规模形成产品内分工,即同一种产品的生产、流通和营销环节在全球各个国家和地区结构,差别环节整合形成了全球工业链。恒久以来,欧美兴旺国家的跨国公司大都占据全球价值链的研发和营销环节,掌握焦点和要害技术,依靠其在全球价值链中的主导职位形成焦点竞争力,从而占据国际竞争的制高点。为数未几的以我国为主导的全球价值链在外洋结构时,一些零部件生产方面拥有要害技术的外洋供应商可能会对整条工业链“一剑封喉”。在国际科技战中,某些“卡脖子”技术的断供、脱钩更会导致整个工业链的断裂或瘫痪。


因此,我们必须发挥社会主义优越性,集中力量办大事,行业协同、学科交叉、产学研深度融合,组成协同立异步队,围绕工业链结构立异链,围绕立异链安排工业链,确定上下游、全流程的难点、堵点、短板,开发要害、共性技术,强链、补链,自立自强,建成取得高端产品的整体突破。


2.1南钢、鞍钢、太钢:9Ni与低镍LNG储罐用钢开发


能源、化工工业实现清洁、高效生长,离不开LNG超低温储运设施建设。镍系低温钢是建造此类设施并包管其服役宁静的最重要结构质料,被钢铁行业公认为技术难度最大的品种之一。项目之前,我国镍系低温钢整体落后,顶尖产品9%Ni低温钢被日本、欧洲垄断,是生长清洁能源“卡脖子”原质料。


为了解决我国LNG工业链原质料“卡脖子”问题,南钢、鞍钢、太钢等单位积极进行9Ni钢生产技术研发和结果转化。在9Ni钢研发、生产和交付历程中,解决了纯净钢冶炼、大宽度板坯连铸、组织精准调控和薄规格钢板板形控制等全工艺流程技术难题,形成了完全自主知识产权的9Ni钢成套生产和加工技术。


南钢9Ni钢产品已广泛应用于中石油、中石化、中海油等国有能源巨头和新奥能源、广州燃气和陕西燃气等民营及地方能源企业所属沿海LNG接收站。其中16万m3以上容积贮罐已抵达43台,LNG年保供能力抵达6500万吨以上,相关于标煤可减少二氧化碳排放9880万吨/年。在船用领域已为Evergas等欧美企业建造了10余条中小型承压LNG船和大宗LNG船载燃料罐,为近海和内河船运减排也做出了重大孝敬。截止2022年,交付钢板总量已超20万吨。


在“十三五”国家重点研发计划《低镍LNG钢的组织控制原理与要害制造技术》项目的支持下,汇聚了产学研用方面南钢、鞍钢、太钢等十八个单位的研究人员,组成涵盖炼钢、连铸、热轧、热处理等协同立异步队,继续进行低镍LNG储罐用钢的研究事情。着重研究①微合金化身分设计与微结构演变机理。通过共格析出强化作用,在包管低温韧性前提下,钢中[Ni]较9%Ni钢降低近30%,而-196℃强度提高约65MPa。②超纯净冶炼与无缺陷、均质化连铸技术 ?⒊鐾蚜准翱鼗亓壮商准际,9%Ni钢[P]较外洋同类产品降低40%;突破了超低Si冶炼技术,使6.5%Ni钢焊接热影响区-196℃攻击功提高近一倍 ?⒊瞿蹈肿ㄓ昧ひ,9%Ni钢中影响低温韧性的夹杂物数量不到外洋同类产品1/2。③组织遗传纪律及“轧制-热处理”一体化控制技术 ?⒊觥霸俳峋Э卦-超快冷-亚温淬火+回火”工艺,使6.5%Ni钢抵达了9%Ni钢的-196℃强韧性指标。④镍系低温钢产品与用户技术 ?⒊龅层轧制新技术,国际首次生产出宽幅优良板形质量的镍系钢板 ?⒊鍪4趴焖偌觳庖旒熬植扛咝抛氨,使镍系钢剩磁控制在30Gs以下,远低于外洋同类产品。


新一代节Ni型LNG储罐用钢,在确保性能和质量基础上,可为客户大幅节约质料本钱,也为国家节约了贵金属镍资源。针对项目需求开发出配套用低温钢筋和套筒等产品,形成超低温用钢产品系列,可为超低温储罐和容器项目提供要害质料全套整体解决计划。


2.2LNG船储罐用高锰钢的开发


LNG船储罐除了要求具有良好的低温力学性能外,还要求具有极低的热膨胀系数,高锰钢是最为理想的低本钱低温用钢。


国家“十三五”项目组织南钢、鞍钢、太钢等十八家单位协同立异,密切相助,明确了高锰LNG船储罐用钢身分设计原则和组织性能演变纪律,突破了高锰LNG船储罐用钢的超纯净冶炼和大板坯连铸等要害难题,剖析了低温韧性的“反尺寸效应”与热处理时效脆性机理,提出高温控制轧制和轧后冷却工艺,海内首次实现了6-60mm厚高锰LNG船储罐用钢板的工业化生产,制定了高锰LNG船储罐用钢国家标准及中国船级社指南,高锰钢钢板已经取得ABS、BV、KR船级社证书,并正在积极推进CCS、DNVGL、LR等认证。在此基础上,建造出船舶应用的5-20m3C型LNG试验罐并乐成进行了海试。目前,正在组成研究单位、钢厂、船级社、船厂、船东的联合团队,进行高锰钢在LNG船储罐用钢的示范应用。


2.3全工业链相助开发铌微合金化高性能桥梁钢


作为微合金元素Nb的供应商的中信金属公司铌微合金化技术中心、作为桥梁钢生产厂的宝武集团、鞍钢集团等企业、作为桥梁钢最终用户的中铁大桥局,全工业链多方协同,大力推动,积极加入,相助共赢,乐成开发出420MPa、500MPa、690MPa级的新型桥梁钢,满足了我国重大桥梁工程重大需求。宝武集团武汉钢铁公司乐成开发的Q420qE(厚度抵达62mm,-40℃攻击功不低于120J)及其配套焊接质料和成套技术应用于世界首座最大的高速铁路桥梁~京沪高铁南京大胜关桥。该质料的开发通过Nb微合金化的组织调控及TMCP加工技术,首次在厚板领域获得了以低碳针状铁素体为主的微观组织,具有优异的强韧性匹配及焊接性能。宝武集团武汉钢铁公司和鞍山钢铁集团公司通过Nb微合金化和低碳贝氏体的控制成套技术,开发了Q500qE(厚度抵达65mm,-40℃攻击功不低于120J)并乐成应用于世界上首座跨度超千米的公铁两用斜拉桥~沪通长江大桥。宝武集团依托“十三五”国家科技攻关项目,接纳Nb微合金化技术乐成开发出了690MPa的桥梁钢中厚板,并实现了示范应用。至此,我国形成了从370MPa到690MPa完善的桥梁用钢质料体系,具有优异的低温韧性及焊接性能。目前,中国桥梁钢的开发、应用及产品体系已处于国际领先水平。


应当指出的是,中信金属公司铌微合金化技术中心依据中国钢铁下游行业对高端钢材的强烈需求,努力开发铌微合金化技术和铌合金化新产品,并努力在企业中推广应用。含Nb高性能钢的开发及应用已经渗透到桥梁、汽车、建筑、机械等各个领域,满足了国民经济相关方面的重大需求。我国含铌钢品种已由二十世纪九十年代初的10余个、年产量3万余吨,生长到2021年的300多个品种、年产量抵达8400万吨,占我国粗钢产量8%以上。含Nb高性能钢的广泛应用,减少了钢材用量、降低了生产本钱、增进了节能环保,为钢铁行业的绿色生长做出了重要孝敬。


2.4兴澄:全工业链协同开发国际领先的轴承钢


轴承钢是我国恒久未解决的“短板”钢材,高质量轴承被别人“卡脖子”。为包管接纳连铸工艺生产的轴承钢质量抵达模铸及电渣重熔钢的质量水平,并替代进口钢材,兴澄特钢从钢厂内部和钢厂下游轴承钢用户两个方面下手,解决轴承钢全工业链保存的问题,实现轴承钢生产的重大突破。


首先,在钢厂内部,在钢材纯净度、内部组织及碳化物改善等方面进行了一系列的技术攻关。兴澄特钢从原料到产品对每一道生产工序严格把关。他们接纳专用高炉、使用优质的铁精矿、严格凭据规程操作生产专用纯净铁水。在炼钢工序,他们开发纯净钢冶炼技术、特殊精炼技术和100%真空处理。在连铸工序,液面控制、;ぴ⒌绱沤涟琛⒅骼淙吹纫方诙冀幽商厥獾目刂埔,以消除铸坯凝固中形成的偏析、疏松、夹杂等缺陷。在轧制工序,接纳了铸坯粗轧前外貌快速冷却和轧后超快冷等技术。为了改善连铸坯生产的转动体的均匀度,从2013年开始,每年不绝地总结数据,目前产品已乐成应用于钢球生产,耐久试验抵达世界领先水平。


其次,考虑到轴承的高端化其实又是工业链问题,所以,他们与海内外下游的轴承钢客户紧密结合、相互相助 ?突Р坏岢鲂顺沃岢懈帜壳氨4娴奈侍,并且凭据轴承钢的生长提出新的产品生长要求,兴澄特钢则不绝整改,逐步革新冶金与加工工艺,努力向用户提供满足用户质量需求的质料。高端轴承制造,特别需要轴承钢的生产与轴承制造厂的轴承设计、轴承质料品级选用、加工、热处理、装配、润滑、密封等整个生产流程紧密配合,全流程无死角地全面提升自己的效劳水平,从而从整体上提升国产轴承的质量。因此,在轴承钢研发历程中,他们充分与国际一流的轴承制造企业开展交流,将用户使用质料的工况、加工及热处理等工艺和兴澄特钢的冶金、轧制工艺结合在一起,来改善和提高轴承使用寿命,配合推动全球轴承行业的进步。


目前,兴澄的产品质量控制已经抵达了很高的水平。纵然与国际知名轴承钢制造商相比,兴澄特钢轴承钢的各项指标也显现优势。兴澄特钢高标准轴承钢总氧含量(T[O])能够稳定控制在5ppm以下(国标T[O]≤12ppm,国际高标准T[O]≤6ppm),粒径>2μm的夹杂物指数<1.0,这一质量指标世界领先。


海内轴承钢年产量约为350万吨,其中兴澄特钢轴承钢产量约90万吨,其中近80%供应国际知名轴承制造商。从2010年至今,兴澄特钢向世界知名轴承企业累计供应轴承钢将近500万吨。瑞典斯凯孚、德国舍弗勒、日本NSK、NTN、法国SNR等世界知名轴承制造商都是兴澄特钢恒久而稳定的战略客户。作为上述有影响力但十分挑剔的轴承制造企业的供应商,兴澄特钢以产品质量和优质效劳取胜,全工业链开发,与用户相助、共赢,掌握、立异轴承钢的生产技术,多年来以“客户高满意度”誉满全球。


2.5汽车用超高强热成形钢


铝硅镀层热成形钢是目前强度最高的车身用材,是车身轻量化最经济有效的解决计划,2021年其全球产量约400万吨(海内超80万吨)。可是,自欧洲钢铁巨头企业1999年提出1500MPa级铝硅镀层热冲压钢生产技术以来,其韧性问题至今未突破。并且,独家企业技术垄断的局面,推高了车企采购本钱。


一项技术,要从纸上到车上,从设想到应用,必须跨越钢材生产厂的轧制、热处理、涂镀等生产环节,跨越汽车零件厂加热、热冲压等工序,还必须在主机厂完成焊接集成、涂装等制造环节,必须能够经得起各工序、各个方面的严格考验。只有各方均满意、均受益,这项技术才有可能突破重围,走到车上。


从2017年开始,本钢、北汽新能源等企业与高校相助,接纳钒微合金化技术,世界首发2000MPa级热冲压钢裸板在新车型应用,取得高强热冲压钢的首次突破;诙嗄甑幕⊙芯炕,东北大学易红亮教授等提出铝硅涂层与基体“界面富碳致脆理论”,接纳薄镀层技术减少界面移动和界面微脱碳,从而消除界面碳富集,实现了铝硅镀层热冲压钢VDA弯曲韧性同比提升20%,降低了1500MPa铝硅镀层热冲压钢延迟开裂危害,提高了2000MPa铝硅镀层热冲压钢抗延迟断裂能力。该技术与目前外洋垄断企业的厚镀层产品体系接纳相反的技术思想,形成新的知识产权体系,突破了外洋企业的独家技术垄断,提高了产品的成形质量。


这种薄镀层热冲压钢在涂装、焊接工序也有优异的体现。在厚镀层热冲压钢冲压历程中,经;嵩诙撇阒斜⑽⒚准兜目斩,称为柯肯达尔空洞,焊接受热时空洞长大。接纳薄镀层解决了这些焊接及耐蚀问题 ?翁庾榉⒚鞯娜瘸逖垢致凉瓒撇愀咝群徒滋菘焖偌尤燃际,将铝硅镀层热冲压钢炉内加热时间同比缩短了35%。因而,热冲压成形零部件企业,也可以重新技术中获益。由独家供应商变为多家供应商,可解决采购本钱问题。所以,这项技术受到了热冲压成形零部件企业的热烈接待。


依据25%偏置碰撞新规则,激光拼焊一体式热冲压成形门环替代现有多零件电阻点焊总成应为最优解决计划。可是,外洋的厚镀层激光拼焊技术庞大,需要对铝硅涂层进行脉冲激光消溶剥离,提高了生产本钱。在接纳薄镀层时,可以利用薄镀层的天然优势,实现免剥离激光焊接技术,降低了焊接事情的难度,提高了生产效率。产品的奇特性能和简单易行的生产工艺,给主机厂终端用户带来重大突破,受到汽车主机厂的普遍接待。突破垄断,采购本钱大幅降低;韧性提高,优化车身设计,焊接、涂装等要害工艺环节从中受益。


整个立异历程经过多种工程环节,新技术的开发者必须从工业链的终端应用开始寻找问题,仔细研究剖析工业链的每个环节,界说企业需求,通过厂校融合联动带来技术进步,逐个解决工业链上痛点,让工业链上每个要害环节都从立异中赢利,并包管最终产品不增加本钱。


三、工艺-装备-产品-效劳一体化立异


在钢铁生产历程中,工艺是“龙头”,装备是手段,产品是结果,效劳是终极目标。所以,必须“工艺-装备-产品-效劳一体化”,以实现效劳用户的最终目标。装备的开发,已往是我国钢铁行业的短板,主要依靠外洋的先进装备技术。近10年来,这一情况有了很大的变革,自主立异的先进工艺和装备在我国产品的研发方面发挥了巨大的推进和包管作用。


3.1多层金属复合工艺制备复合板


特种复合板是两种或两种以上差别质料以某种方法组合而成的一种新质料,其兼具覆材优异的耐蚀、耐磨、耐热等性能及基材的高强度及高韧性,可最大限度地发挥覆材和基材各自优势,实现简单金属质料无法满足的综合性能要求,且节约珍贵金属,降低本钱,是一种具有良好生长前景的多功效性质料。


南钢自2014年开始接纳真空制坯-轧制复正当研制特种复合板,先后开发了不锈钢/钢、镍基合金/钢、钛/钢等金属复合板,产品笼罩了结构、桥梁、管线、船舶、压力容器等领域。南钢担负国家863项目,开发了国际领先的热轧钛/钢复合板系列新产品,并成为海内首家通过热轧钛/钢复合板评审的企业。南钢开发出345-500MPa级高强韧及耐候桥梁钢与不锈钢复合板,实现铁路钢桥用不锈钢复合板的产品全笼罩。同时解决两种金属变形抗力差别大变形不协调问题,开发出超等奥氏体不锈钢复合板及镍基合金复合板等,产品各项性能优异,南钢特种复合板实现高端化生长。


南钢复合板在高铁桥梁、输油管线、容器储罐等领域获得良好应用。南钢桥梁用不锈钢复合板供货量海内第一,乐成应用于多项大桥国家重点/重大工程。


3.2包钢、武钢:薄板坯连铸直接热轧双相钢带材


2013年11月,包钢与高校相助,在其CSP生产线革新后的超快冷系统接纳后置式安排(层流冷却后、卷取机前),主要用于生产低本钱抗拉强度540MPa级和590MPa级热轧双相钢。该项目突出的技术难题在于开发具有高冷却能力的超快冷设备,满足全系列厚度规格低本钱热轧双相钢(厚度规格≤11mm)高组织均匀性产品开发及生产需求。超快冷系统具有的高强度冷却能力,冷却后带钢板形良好,历程工艺参数控制精度高,生产连续稳定,真正实现了冷却强度大、装备一流、产品性能稳定的既定目标要求,开发形成理想的低本钱经济型热轧双相钢生产装备及工艺技术。


热轧双相钢作为包钢CSP热轧线开爆发产的高附加值特色产品,通过超快冷系统全面升级革新,全面提升了包钢CSP热轧双相类产品生产质量稳定性,推进产品规格和强度品级系列化、特色化,尤其是在高强度、厚规格等产品开发与生产方面获得富厚和完善,对进一步增强产品市场竞争力,做大做强包钢热轧带钢双相钢产品具有重要意义。


武钢CSP产线设计产品厚度规格0.8-12.7mm,生产能力250万吨/年。2020年,武钢CSP短流程产线已经生产出双相钢系列DP600、DP780以及DP1180等,基于DP系列质料制定全新的工艺路线及生产制造历程控制焦点参数,利用现有的分段冷却控制模型与空冷段设计结构、精确的冷却盘算速率公式,以及科学合理的冷却战略和空冷段长度的设计,来实现差别牌号钢种性能的精准控制,克服了短流程产线在生产DP系列钢种中保存的固有困难,为CSP在双相钢、特殊钢等产品的生产、开发涤讪基础。精轧温度、中间温度、空冷时间、卷取温度和轧制速度的精确控制是热轧双相钢生产的要害,是冷却历程的重要控制目标。利用CSP层流冷却系统的奇特优势,结合双相钢生产技术,产品性能稳定,最薄厚度1.2mm,不良率≤0.65%。它具有本钱低、强度高、板厚薄、屈强比低等特点,其性能和质量抵达了冷轧同级别双相钢的标准要求,可以实现以热代冷,在汽车工业中推广用热轧基材取代冷轧基材完成冷辗扩工艺具有重要意义。


3.3日照:薄板坯连铸无头热轧双相钢带材


日照钢铁引进意大利开发的薄板坯连铸连轧无头轧制技术,与海内高校相助,进行身分设计和工艺设计,凭借该ESP产线恒稳、恒温控制及超快冷能力,乐成生产超薄规格(1.4-3.0mm)热轧双相钢,成为海内首家能够稳定批量生产热轧超薄规格双相钢生产企业。该产品的乐成开发,填补超薄规格热轧双相钢市场空白。ESP产线生产的超薄规格双相钢产品广泛应用于汽车前后防撞梁、座椅横梁、防撞梁配件和增强板等,通过了海内某汽车主机厂认证,将在“以热代冷”上开拓更辽阔的前景。ESP产线生产DP590双相钢马氏体组织细小弥散均匀漫衍,汽车防撞梁本体及门槛增强件主板外貌良好,满足使用要求。


3.4宝钢:自主集成高强钢热处理生产线生产汽车用高强钢


先进高强度钢板是汽车实现“减重节能”和绿色生长的要害质料,代表了汽车用钢的生长偏向,也是国际高强钢竞争的要害技术。其中钢板的快速冷却和热处理温度的精准调控是生产先进高强度钢板的焦点技术。宝钢自主开发了高浓度氢气和水淬冷却技术,冷却速度划分为140℃/s和1000℃/s,集成了兼有普冷和热镀锌的多功效柔性化超高强钢专用生产线。利用这套生产线,不但迅速提高了我国汽车用高强钢的生产和技术水平,并且在国际上率先乐成试制出了第三代先进高强度钢淬火配分钢(QP),其中最高强度抵达了国际最高水平的1700MPa,并实现了工业化,改变了我国汽车板研发恒久跟跑的局面,发动了我国高强钢技术的整体生长。


3.5南钢:超高强工程机械用钢和耐磨板(厚度5-120mm,最大宽度4200mm)


超高强工程机械用钢和耐磨板主要应用在大吨位汽车吊、履带吊的吊臂、拉板等要害部位,钢板要求强韧性匹配、性能波动小、内应力小、折弯一致性好、易加工、易焊接等,生产难度极高。恒久以来,海内890MPa及以上级别超高强产品主要依靠进口,不但售价极高,并且交货周期长,制约了我国相关制造业的生长。


南钢率先与高校、三一重工、徐工等企业联合,走产销研用深度融合模式,开发出Q890、Q960、Q1100、Q1300系列超高强钢板,钢板兼具良好的力学性能和加工性能,乐成替代进口王牌产品,突破了外洋产品的垄断,很好地满足了海内工程机械企业的需求,提升了在国际舞台的竞争力。南钢供货规格:厚度5-120mm,最大宽度抵达4200mm,全面笼罩市场需求。通过近几年的生长,海内的超高强钢板已全面实现国产化。


3.6南钢:开发宽薄板稳定化生产工艺,供货我国首艘豪华邮轮建造


南钢凭据我国船舶工业对超薄规格中厚板的需求,利用引进3800炉卷轧机和5000宽厚板轧机的装备优势,首创提出炉卷轧机和宽厚板轧机钢板厚度控制要领,平均厚度公差为0-0.2mm,实现了对钢板重量的精确控制;开发了宽薄板板形控制技术,解决了生产历程中温降快、板形差的技术难题;提出了薄板特殊轧制工艺,实现了4mm厚3500mm宽和5mm厚3500mm宽薄板的稳定生产,突破了古板中厚板轧机生产的极限规格;攻克了宽薄板高效焊接的难题,利用低碳当量、微合金身分设计,解决了薄板焊接接头冷速快、淬硬性高的难题。通过装备升级和工艺技术攻关,实现了邮轮用宽薄板的稳定生产。


南钢乐成供货海内首艘豪华邮轮项目和第一艘极地探险邮轮项目。邮轮用宽薄板的乐成研发,突破恒久以来外洋在产品规格、加工制造等环节的技术壁垒,突破国际垄断、填补海内空白,具有重要的战略意义。


3.7河钢舞钢:装备立异发动厚规格高端产品,解决“卡脖子”问题


河钢舞钢通过技术、设备升级,增强了自主立异能力,填补了海内空白。洁净钢冶炼技术、大钢锭技术、大压下量等技术的开发和应用,钢板强韧性、硬度、内部质量、不平度等各项指标抵达国际先进水平。


河钢舞钢与高校、特钢企业等深入相助,增强工业链协同,以装备立异提供新的工艺手段,增强自主立异能力与新产品开发能力。舞钢在海内率先立项建设50吨级双极串联抽锭式板坯电渣炉,集中了低频供电、双极串联、结晶器等先进工艺技术,是目前海内唯一、断面尺寸世界最大的大型板坯电渣炉。舞钢公司自主优化和革新了控制软件、自行设计了差别厚度结晶器并拥有自主知识产权,自主开发了电渣锭冷却控制、结晶器锥度调解、适合抽锭式电渣炉新渣系等新技术。河钢电渣钢板广泛应用于模具钢制造业领域及我国第三代核电、超超临界火电、超大型水电、大型风电和大飞机工程等特大重点工程的高端装备制造领域,替代进口。其中研发的420mm塑料模具钢WSM718以轧代锻,用于海内大型模具制造;20MnNiMo钢板应用于国产大飞机项目8万吨模锻压机用钢;最大厚度290mmSXQ500D-Z35、285mmSXQ550-Z35、350mmS355J2等Z向性能钢板应用于三峡工程等世界百万千瓦级水电机组重洪流电站项目;最大厚度220mm临氢钢16MnR(HIC)和12Cr2Mo1R钢板用于石油化工设备;大厚度Q460C钢板用于出口的达涅利风电用钢;350mm特厚E36-Z35级船板出口船用设备制造等,产品填补了海内空白,替代进口,产品性能指标抵达国际先进水平,获得用户好评。


河钢舞钢研发的220mm大厚度水电用SXQ500D、SXQ345C、S355J2、S460N、SX610CF、SX780CF等数个新品种钢板,接纳电渣重熔生产,既包管了大厚度水电钢探伤优良,又包管了钢板性能均匀性。乐成突破了外洋垄断,填补了海内空白,并抵达世界先进水平,获得用户一致好评,广泛应用于乌东德、白鹤滩、丰宁、绩溪等数个大型水电站建设,大大推进了我国大型水电大电机机组用钢国产化进程。


180-210mm厚度齿条钢是海洋平台和风电装置船自升式桩腿要害部件,接纳低碳NiCrMoV身分体系和淬火+回火技术路线,具有高强度、高韧性、可焊接性和耐腐化性等综合优势。古板模铸-热轧-水槽淬火-回火的生产工艺,保存大尺寸铸锭、压缩比缺乏、淬火冷却强度低三个要害难题,特厚齿条钢心部强度和韧性低成为工程推广应用的主要瓶颈。


在国家重点研发计划项目——“高强度、大规格、易焊接海洋工程用钢及应用”支持下,接纳“装备-工艺-产品”一体化研究计划,与高校相助自主研制世界首套300mm特厚板辊式淬火机等要害装备,设计高淬透性NiCrMoV合金体系,剖析特厚钢板淬火尺寸效应机理,掌握高强度特厚海工钢组织与性能均匀化调控的ESR-RQ要害技术,完成了210mm厚度690MPa级和180mm厚度785MPa级齿条钢工业试制。舞钢新建的特厚钢板辊式淬火装备,为大单重、大断面、特殊用途厚板热处理产品研发与应用涤讪装备技术基础。177.8-210mm厚齿条钢心部冷速抵达0.7℃/s,马氏体含量抵达70%以上,为1/2攻击韧性提供了组织基础。厚板产品全厚度偏向强度与韧性均满足国际规范的指标要求,完成了焊接、切割等造船工艺适应性评价,其中210mm厚690MPa齿条钢通过了美国ABS船级社认证,实现了首批示范应用,180mm厚度785MPa齿条钢于2021年完成切齿和焊接评价。实现了海内最厚210mm、强度最高785MPa海洋工程用齿条钢板工业化生产,满足了我国500英尺自升式海洋平台桩腿分段示范应用、2500吨海上风电装置船升降系统的制造需求,为推动我国钢铁行业高端海工钢产品化进程、提升高端海洋装备市场竞争力作出了孝敬。河钢舞钢成为生产优质超厚热处理钢板的“单打世界冠军”。


3.8鞍钢、南钢:新一代控轧控冷技术与装备支撑集装箱船用高止裂性用钢研发


集装箱船超大型化能够显著降低建造本钱、运营本钱和能耗,因此超大型化成为集装箱船生长的趋势。由于洞开型船体结构特征,导致船体舱口围顶板、腹板等部位恒久处于高应力状态,在船舶自身载重及风、浪等外力作用下,容易爆发低应力脆性断裂,严重威胁船舶宁静。为包管航行宁静,国际船级社规范明确要求在已爆发断裂部位接纳高止裂韧性钢板。2013年国际船级社提出-10℃止裂韧性≥6000N/mm3/2的止裂性能指标。鞍钢立异性提出基于TMCP新工艺的多相组织调控原理,控制多阶段再结晶组织细化及相变,形成具有软硬相匹配的高强塑性、低屈强比、高止裂性和优良焊接性能的止裂钢焦点生产技术,产品技术指标抵达其时国际领先水平。


2021年船级社又将80-100mm厚钢板-10℃止裂韧性≥8000N/mm3/2纳入到新的国际标准中,极大提高了特厚止裂钢板的生产技术门槛。在这种配景下,南京钢铁与高等学校相助,2020年,在对大厚度止裂钢实质深度理解的基础上,提出高渗透性轧制技术、往复相变控轧工艺、轧后冷却规程、低压缩比轧制条件下铁素体贝氏体组织的相变机制、脆性裂纹的止裂因素等多方面基础研究。该项目利用我国自主开发的机架间超快冷控制轧制系统和自主立异的新一代控制轧制技术,开发出相变时序控制、织构控制、温控-形变耦合高渗透性轧制等焦点要害制造技术,突破连铸坯与钢板厚度压缩比过低的约束,明确大厚度止裂钢中Mn、Mo、Ni等元素的具体作用和差别工艺条件下的最佳添加量,剖析了基体组织对低温韧性和止裂性能的影响,形成具有自主知识产权的高止裂韧度特厚钢板技术体系并实现工业化。在海内率先研发出100mm厚EH47、EH40止裂钢板,-10℃止裂韧性划分为9041N/mm3/2和9951N/mm3/2,厚度规格和止裂韧性均抵达国际领先水平,彻底突破外洋高止裂韧性钢板的技术壁垒。目前,南钢50-95mm厚EH40、EH47止裂钢已整单应用于多条全球最大的24000TEU集装箱船,并实现了100mm厚止裂钢全球唯一供货。


3.9宝钢、东大:自主立异管材控轧控冷技术与装备,引领钢管生产技术更新换代


热轧无缝钢管是核电火电、油气钻采、装备制造等领域不可替代的高宁静性基础原质料。然而由于高温热轧和环形断面原因,广泛应用于板材领域的控轧控冷组织调控技术却难以应用于热轧无缝钢管生产,提升管材性能只能依赖添加合金元素和离线热处理。四十余年来,海内外相继开展了大宗的钢管控冷技术开发事情,但由于无法实现钢管冷却历程的温度均匀性控制,几无乐成先例,成为领域内国际性难题。突破在线组织性能调控已成为热轧无缝钢管高质绿色化生产的要害技术瓶颈。2013年起,东北大学与宝钢股份相助,历经7年终于攻克这一世界难题。


他们率先开发出具有内外壁快速均匀冷却和直接淬火功效的热轧无缝钢管在线控制冷却技术与装备,并在国际上首次实现工业化稳定应用。实现PQF460机组钢管轧后全部10-36m长度钢管的控制冷却及直接淬火。


开发出基于在线冷却温控模型、钢管全长温度动态自适应算法及多流程工艺控制战略的热轧无缝钢管在线控制冷却自动化系统。实现了高效(匹配最快40s热轧节奏)、均匀(全长/周向控温精度±20℃)稳定生产,管形及直度良好(椭圆度<1%D,直度<5mm/m)。


基于在线控制冷却和淬火装备,进行生产流程再造,实现在线组织调控的短流程生产,开发出高品级套管、管线管、结构管等热轧无缝钢管的全新身分体系及工艺技术,实现了三大类品种、全规格系列化生产。同比古板工艺,晶粒度平均提高1-3级,攻击韧性提高20-100J,110ksi级抗硫管在线控冷+离线调质同比二次离线调质工艺抗硫指标Kissc值提升10%,抵达30MPa·m1/2以上,替代古板二次离线调质工艺,吨钢本钱大幅降低。“无缝油井管在线控冷技术用于套管生产”提案通过美国石油协会(API)纳标申请,实现了我国钢管制造企业牵头修订API标准零的突破。结果已成为宝钢平台性技术。


3.10涟钢:薄规格高强工程机械用钢和耐磨钢国际领先(最小厚度2mm)


高强工程机械用钢和耐磨钢我国恒久以来引进,特别薄规格更是“短板”中的“短板”。引进产品价格腾贵,供货期不可包管,制约了我国工程机械行业的生长。涟钢与高校相助,自主立异研发最薄可以处理厚度2mm的淬火机,开发了2250热连轧直接淬火和离线辊式淬火新技术,批量生产薄规格、热连轧热处理板。2016年起,开发1300MPa工程机械用钢和2200MPa级NM600,均为世界最高级别结构钢和耐磨钢板,全球首发,获中钢协新产品市场开拓奖。2018年起,突破世界最薄2mm淬火板制备技术,形成工程机械用钢和耐磨钢两大类产品,整体达国际领先水平。目前,涟钢已经成为世界最大的薄规格热处理高强板生产基地,具备年产能力120万吨以上,成为生产薄规格高强钢板的单项世界冠军。


3.11TMCP装备立异提升庞大断面型钢质量水平


庞大断面型钢以其奇特的力学性能好、承载能力大、便于加工和装置、节约工时、造型美观、可接纳再生等优点,在众多钢结构用钢中占据着主导职位。海内对型钢需求量正日益增加,市场前景十分辽阔。


东北大学开发出庞大断面型钢的新一代TMCP系列装备及控制技术,其焦点是基于新一代超快速冷却的均匀化控制理论,其特点是控制轧件在限定(通常极短)的时间内,快速降温至目标温度,实现对组织和性能的精准调控。超快速冷却设备具有体积小,流体换热效率高,冷却速率快,具有完善的自动控制功效,并解决了庞大断面型钢差别部位、不必厚度冷却均匀性及弯曲变形的难题,明显提高了产品的综协力学性能、使用性能以及生产效率,实现了节约型的产品身分设计和减量化生产,创立了较大的经济和社会效益。


凭据H型钢的规格、产线特点及轧制工艺,划离开发出用于小型、中型、大型及重型H型钢轧后超快速冷却及轧后淬火-回火系列成套装备、控制系统及冷却数学模型,自主开发的装备和技术乐成应用于马钢大型厂、津西钢铁、日照钢铁、河北天柱钢铁及马钢重型线等产线。该系统的投用大幅提升了产品的性能,先后开发出低本钱Q355B、Q420、S450J0品级别产品,使Q355级别H型钢屈服强度提高50MPa以上,减少了Mn元素的添加,降低了碳当量;S450J0的屈服强度提升70MPa以上,减少了V合金含量的添加,组织为铁素体+珠光体+少量贝氏体,晶粒度抵达9.0级以上,取得了较好的经济效益;由于轧后超快速冷却的应用,使上冷床的温度大幅降低,取消了原有的冷床雾化冷却系统,冷床的能力获得释放,同时极大改善了产品的外貌质量,实现了H型钢轧后冷却系统的自主研发。其中部分产线的全套轧线系统从外洋引进,唯有轧后冷却设备由东北大学提供,先后开发出低本钱Q355B、Q420、55C品级别产品,取得了较好经济效益。


东北大学与山东石横特钢相助,研制了大规格角钢轧后快速冷却系统,开发了角钢高冷却速率的均匀化冷却装备,接纳分段冷却技术和翼缘冷却独立单位控制技术,解决了单对称面庞大型钢产品的冷却均匀性问题和弯曲变形问题。通例热轧高强度角钢多接纳高纯净钢冶炼(炼钢接纳RH精炼)+增加合金元素添加量+高温开轧+冷床自然冷却,生产本钱高、攻击韧性难以包管。本项目以析出强化为主要强化机制,接纳经济洁净钢冶炼+精轧前中间坯控温轧制+超快速冷却工艺路线,产品晶粒度抵达9.0级以上,乐成开发出特高压输电铁塔用高强高韧Q420(C、D、E级)系列角钢,高强度角钢攻击韧性的稳定,降低了对钢质洁净度的要求,并降低VN含量0.05%,吨钢平均利润1200元/吨以上,取得显著的经济效益。


船用L型钢及球扁钢为典范的非对称断面,属于庞大断面型钢,是轧后超快速冷却技术应用难度较大的一类产品。凭据产品的结构特点和轧机安排情况,东北大学乐成研发出船用L型钢轧后超快冷装备和技术,以减少DH36船用型钢在轧制历程及冷床上冷却历程中的变形,降低剩余应力,实现高强度型钢的减量化生产,并满足用户的使用要求。该设备目前已完成现场装置,正在进行试轧阶段。


四、绿色化战略引领新一代绿色钢铁质料的开发


近年来,全球情况问题日趋严重,CO2减排已成为热点问题,我国做出了“3060”碳达峰、碳中和的庄严允许。钢铁工业是典范的资源能源密集型流程工业,是国民经济支柱工业。高炉-转炉长流程在中国钢铁生产中恒久占据主导职位。我国钢铁工业CO2排放占全球总排放量的5%-7%,占全国总排放总量的15%左右。因此,钢铁行业必须进行绿色化转型,围绕钢铁工业链结构绿色立异链,实现全流程节能减排、情况友好、稳定顺行、高效低耗、降本增效。同时实现产品的绿色化,向社会提供质地优良、减量增效、全生命周期情况友好的绿色钢材。所以,钢铁行业的绿色化一定推动钢铁产品的绿色化、高效化、优质化。所以,利用低碳绿色的钢铁生产技术生产低碳绿色产品,是我们双碳事情的主要内容之一。1)炼铁工序:在炼铁工序,开展低碳炼铁技术的研究,以低碳减排、降低燃料消耗、降低本钱、稳定化生产,优化炼铁历程。目前已经开展的炉顶煤气循环、喷吹氢气、高喷氧、热压铁焦等技术,可以大幅度减排增效。铁前系统开展的“数字高炉”研究,也取得了稳定生产历程、提高铁水质量、避免炉凉事故、降低燃料消耗、增加生产产量的效果。2)炼钢、精炼与连铸工序:在炼钢和精炼环节,开发洁净钢冶炼技术,控制钢中的夹杂物,减少钢中有害元素,接纳“数字炼钢”技术,可以精准控制终点温度、终点身分和冶炼时间,从而提高钢水质量;接纳无缺陷坯连铸技术,提高连铸坯的质量,减少裂纹、偏析、夹杂、疏松等凝固缺陷;接纳高速连铸技术,提高连铸效率等;大废钢比炼钢技术,有效利用废钢资源是目前的一大热点。针对高锰钢、高硅钢、高铝钢开发的需要,积极进行炼钢、连铸工艺和;ぴ难芯,克服这些元素带来的负面影响,稳定历程。3)轧钢工序:在连铸与轧钢的界面,开发连铸直轧或无头轧制等短流程技术,继续推广和应用TMCP技术,TMCP技术由板材生长到型材、管材,由普钢生长到特钢与合金钢,由长流程生长到短流程,增进减量化生产和性能提升。特别是TMCP装备推广到钢管和型钢生产,改变了型材和管材的生产理念,为其生长注入了新的活力。


“数字轧钢”正在探索产品尺寸、材质、外貌一体化整体控制,是“数字轧钢”具有巨大潜力的应用场景。这些绿色化和数字化转型步伐极大地提高了产品的质量、产量,降低本钱与消耗,提高生产效率,关于钢铁行业的高质量生长具有重要意义。在这种形势下,绿色化钢铁产品,如高强钢、耐腐化钢、高性能钢等生长迅速,结果显著。


4.1首钢:高品质、绿色化商用车车轮用钢助力商用车低碳减排


高品质商用车车轮用钢(650-800MPa)作为首钢商标产品,产品设计、高质高效制备与要害应用技术均抵达国际领先水平,获得2020年中国钢铁工业产品开发市场开拓奖等奖励,解决了轻量化钢制商用车车轮的用材难题,乐成应用于正兴车轮、日上集团、兴民智通等海内领先车轮制造上市公司的轻量化车轮产品,出口德、日、美等多个国家,并在一汽、Daimler、日野及宇通等海内外车企广泛应用。


首钢650-800MPa车轮用钢替代古板590MPa高强车轮钢,实现单轮减重8%-16%,疲劳寿命突破100万次。该系列产品总供货量近30万吨,可制作约610万套车轮,配套重载货车约26.5万辆。610万套轻量化车轮节约钢材约1.8万吨,减少碳排放3.6万吨。按货车每年20万公里运输里程,单车节约燃油约662升/年,单车碳排放量降低约1656kg/年,26.5万辆商用车年节约燃油1.76亿升,年二氧化碳排放量约44万吨。该系列化产品市场占有率凌驾60%,极大地推动了我国车轮及商用车轻量化的进程。


4.2太钢:低本钱、高性能不锈钢


太钢是我国不锈钢的龙头企业,恒久致力于低本钱、耐腐化不锈钢产品的生产。低本钱、节约型、高性能的产品不绝获得突破,创立巨大的经济和社会效益。


高铬超纯铁素体不锈钢。超纯铁素体不锈钢生长于上世纪70年代中期,铬含量凌驾25%,含钼1%-4%,部分钢种含少量镍,耐点蚀指数PRE≥35,耐蚀性能远优于通例铁素体不锈钢,相当于超等奥氏体或镍基合金,同时该类不锈钢具有热膨胀系数低、导热系数高、对应力腐化不敏感、焊接性能优异等特点,是换热器行业或大型建筑屋面的理想质料。太钢攻关团队在充分调研服役情况前提下,开展大宗研究事情,解决了合金元素优化设计、超低碳氮冶炼技术、亚光外貌控制技术、焊接技术,乐成开发出TTS445J1、TTS445J2、S44660系列高铬铁素体不锈钢,在换热器行业和建筑行业获得了批量应用,填补了海内空白。接纳太钢S44660超等铁素体不锈钢冷板生产的焊管实物质量抵达了美国普利茅斯同类产品水平,应用于机场、体育场馆、冷凝器、换热器等领域。


经济型双相不锈钢。以双相不锈钢为代表的高性能、资源节约型不锈钢具有高强度、轻量化、长寿命、低合金本钱等特征,应用广泛,适应了目今“碳达峰、碳中和”的政策要求。双相不锈钢具有高强度、良好的耐Cl-点蚀、耐应力腐化以及可焊性,同时与同耐蚀性级别相当的奥氏体不锈钢相比,珍贵合金Ni、Mo的含量降低50%以上,已经成为资源节约型不锈钢品种的典范代表。近年来,太钢围绕经济型双相不锈钢开展了大宗的研发事情,解决了冶炼连铸技术、低氧、高洁净度控制、热加工技术、热处理技术、板材酸洗工艺、冷板高强化工艺、焊接技术,开发乐成S32101、S32001、TDS2102、TDS-630、S32003等系列板材。产品实现了极限低本钱与高性能的完美结合,在石油、化工、造船、核电、交通等多领域具有辽阔的应用前景。


低本钱高强度Cr13型不锈钢铁路货车。降低不锈钢制造本钱、替代碳钢质料、拓展应用领域等成为不锈钢企业的重点生长偏向。低本钱高强度Cr13型不锈钢合金元素含量低,不含或少含贵金属元素,同时具有高强度、良好的耐蚀性、一定的加工性能,是性价比极高的资源节约型不锈钢质料。以T4003、TSZ410、T4003CR、TGR410、TBL12为代表的系列低本钱高强度Cr13型不锈钢,解决了低本钱设计、热处理技术、用户加工技术、实现了低本钱与高性能的良好匹配。


电子电路行业用SUS630冷板。SUS630属于马氏体沉淀硬化不锈钢,生产难度主要集中在极高的制品硬度及均匀性、优良的板形和极低厚度同板差等方面。目前该产品全部依赖日本进口,属于我国典范的“卡脖子”产品。太钢开展的主要技术事情,热加工技术、时效处理技术、低厚度同板差控制技术、合理的热轧及冷轧凸度控制、超平板形控制技术等方面取得突破,突破了日本产品的垄断,并将在智能锁和传送领导域获得应用。别的,太钢还在光伏低碳清洁能源用铁镍基合金、航空模具用Ni36殷瓦合金质料研究开发等方面取得重大进展,解决了市场的急需。


4.3鞍钢:新一代铁路车辆和煤气管网用耐蚀钢


针对铁道运煤敞车运输酸性介质和煤气管网硫酸腐化问题,鞍钢接纳Cr、Ni、Cu、Sb等元素的复合优化身分体系,实现了古板耐候钢合金设计理念的立异;将先进原子探针剖析技术与透射电镜技术相结合,在原子标准上揭示苛刻腐化情况下外貌膜微观结构的耐蚀机理,首次发明了Sb和Cr协同在锈层中富集,并形成致密锈层,显著阻碍浸蚀性离子传输并越发耐硫酸根和氯离子的腐化;开发的新一代铁路车辆用耐蚀钢全流程要害技术,工艺和质量稳定,钢板的性能优于海内外同类产品实物水平。产品具有优异的耐蚀性能、高强度、高韧性、易焊接及优异的冷成型性能,乐成应用于具有世界先进水平的27吨轴重新型铁路货车C80E和企业煤气管网建设。技术抵达国际领先水平,极大提高我国钢铁质料、铁路运输装备、煤气管网工程的国际竞争力。


4.4东大:氧化铁皮控制技术


本项目针对钢材热轧氧化行为控制这一世界性难题,通过对单体要害技术的研发,解决了氧化皮粘附性与结构转变控制、氧化皮界面弯曲度控制及高效除鳞等焦点问题,开发出用于跟踪热轧历程氧化行为的智能控制系统,形成了具有完全自主知识产权的热轧氧化成套控制技术,不但解决了普遍保存的典范外貌缺陷问题,并且使氧化皮因具有免酸洗、易酸洗或耐腐化等特殊功效而“变废为宝”。该项目实现了氧化皮高粘附性与结构控制机理与技术、合金元素选择性氧化的交互作用、基于FeO韧脆转变行为的“喷淋裂化”除鳞技术、钢材氧化行为在线软丈量及最优工艺智能控制等主要科技立异。


本项目在国家及企业重大项目的连续支持下,经十余年研发,通过对钢材热轧历程中氧化行为及机理的系统研究,开发出具有完全自主知识产权的外貌质量控制技术,目前已经推广应用于鞍钢、河钢、太钢、宝武、马钢、涟钢等19家钢铁企业,笼罩包括热连轧、薄板坯连铸连轧、中厚板及高速线材等45条产线。对C-Mn钢、低碳钢、低合金钢等系列钢种实现了技术全笼罩,并推广至高碳钢高速线材、CSP无取向硅钢及镍系低温用钢等,笼罩80%以上热轧品种 ?⒊銮慷燃侗鹆400-800MPa的免酸洗钢实现了结构钢的免酸洗加工;系列高强酸洗板外貌满足了宝马等汽车企业及海尔等家电企业的严格要求,替代外洋同类产品;工程机械用钢的外貌质量凌驾日标要求,成为日本高端工程机械制造企业的专供产品;有效消除了高强及超高强船板钢的外貌色差,满足了我国国防“大国重器”对外貌质量的严苛要求。近3年涉及产能凌驾6500万吨,创立直接经济效益20.88亿元。相关技术输出至韩国浦项钢铁公司和现代钢铁公司并进行了工业应用。


薄板坯连铸连轧外貌质量控制技术乐成输出至韩国浦项钢铁,为改善其无头轧制CEM产线热轧板的氧化皮厚度和结构提供了技术支撑。钢材氧化行为在线软丈量及最优工艺控制属于国际首创,相关技术乐成输出至韩国现代钢铁第二热连轧生产线,并进行示范应用。


4.5高性能含Nb耐候桥梁钢的生长


推动桥梁钢绿色化生长最具代表性的钢种就是耐候桥梁钢。“十三五”及“十四五”时期,高性能含Nb耐候桥梁钢的开发取得了突破性进展,其广泛应用把海内耐候钢桥的生长由涂装、半涂装推向免涂装的全新生长阶段。目前,中信金属公司铌微合金化技术中心与南钢集团、鞍钢集团和首钢集团相助相继开发了基于Nb微合金化技术和TMCP工艺的Q345qENH、Q370qNH、Q420qENH等系列化钢级,尤其是鞍钢集团和首钢集团开发的高强度高韧性高耐候低屈强比钢级Q420qFNH(-60℃攻击吸收功不低于47J,Y/T不大于0.86)乐成应用于中俄黑河大桥,更是将耐候桥梁钢的开发推到了一个崭新的高度。另外,接纳南钢集团开发的耐候桥梁钢的拉林铁路藏木雅鲁藏布江特大桥(Q420qENH)、官厅水库特至公路桥(Q345qENH)均是典范的免涂装钢桥。


五、质料立异基础设施建设、数字化转型助力工艺优化与新质料开发



国;岚才19项政策加力牢固经济恢复生长基础

国务院常务集会安排稳经济一揽子政策的19项接续政策步伐,加力牢固经济恢复生长基础。其中包括:


增加3000亿元以上政策性开发性金融工具额度,依法用好5000多亿元专项债结存限额。连续释放贷款市场报价利率革新和传导效应,降低融资本钱;


批准开工一批基础设施等项目。出台步伐支持民营企业、平台经济生长。允许地方“一城一策”运用信贷等政策,合理支持刚性和改善性住房需求;


支持中央发电企业等刊行2000亿元债券,再发放100亿元农资补贴。




16部分贯彻实施《国家标准化生长纲要》行动计划

市场监管总局等16部分宣布关于印发贯彻实施《国家标准化生长纲要》行动计划的通知。行动计划提到,提升装备制造业标准水平;加大新兴工业标准支撑力度;增强新型电力系统标准建设,完善风电、光伏、输配电、储能、氢能、先进核电和化石能源清洁高效利用标准。


增进装备制造高端化生长


提升装备制造业标准水平。行动计划提出,加速完善信息化与工业化两化融合、智能制造等领域工业转型升级标准体系。围绕数控机床、工程机械、船舶装备、农业机械等重点领域,实施高端装备制造标准化强基工程,制定和实施一批高端装备与信息技术、绿色低碳、现代效劳融合标准 ?怪悄苤圃臁⒙躺圃臁⑿Ю托椭圃斓确矫姹曜蓟缘,形成以标准增进装备制造高端化生长典范模式并推广应用。


加大新兴工业标准支撑力度。行动计划提出,实施新工业标准化领航工程,凭据差别工业生长的趋势和特点,分类制定相关领域标准体系计划,推动重点标准研制。集中研制一批引领新一代信息技术与各工业良性互动、深度融合的国家标准。不绝完善新质料相关工业标准体系。推动生物技术应用领域标准建设。加速推进人工智能医疗器械、新型生物医用质料、新型分子诊断技术等标准研制,进一步优化高端、立异领域医疗器械标准体系。增强数字技术标准制定,推进数字工业化和工业数字化。研制一批数据宁静、数据交易标准,增进数据要素市场培育生长。


建立健全碳达峰碳中和标准计量体系


实施碳达峰碳中和标准化提升工程。行动计划提出,出台建立健全碳达峰碳中和标准计量体系实施计划。强化各领域标准化事情统筹协调,组建国家碳达峰碳中和标准化总体组。加速完善碳达峰基础通用标准,升级一批重点行业能耗限额、重点用能产品能效强制性国家标准,完善能源核算、检测认证、评估、审计等配套标准。制定地区、重点行业、企业、产品碳排放核算报告核查标准。制定重点行业和产品温室气体排放标准。研究制定生态碳汇、碳捕集利用与封存标准 ?固即锓逄贾泻捅曜蓟缘。分类建立绿色公共机构建设及评价标准。


其中,在电力系统方面,行动计划提出,增强新型电力系统标准建设,完善风电、光伏、输配电、储能、氢能、先进核电和化石能源清洁高效利用标准。


日前,国家能源局宣布1-5月全国电力工业统计数据,截至5月底,风电装机容量约340GW,同比增长17.6%。1-5月风电新增装机容量10.82GW,同比增长39%。


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