2021年全国高品质特殊钢生产技术研讨会暨中国金属学会特殊钢学术年会在济南开幕

              发布时间:2021-09-27


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2021年9月26~29日,由中国金属学会、中国金属学会特殊钢分会主办,山东金属学会、山东钢铁股份有限公司协办的“2021年全国高品质特殊钢生产技术研讨会暨中国金属学会特殊钢学术年会”在济南成功召开。会议主题是“完善洁净钢生产,发展高品质特殊钢全流程组织、性能与质量管控技术,实现差异化与定制化”。会议得到了全国特殊钢行业的高度重视和关注,来自特殊钢生产企业、大专院校、科研院所、及特殊钢上下游用户企业等近90余家单位280多名专家学者及科技人员相聚在有“四面荷花三面柳,一城山色半城湖”美誉的国家历史文化名城、龙山文化的发祥地“泉城”山东济南,共同研讨特殊钢行业的转型升级、高质量发展。会议共收到邀请报告13篇,论文投稿61篇,发布学术报告60个,包括16个大会报告、10个特殊钢企业高端论坛报告及4个专题会场34个报告。

 

中国金属学会副秘书长高怀致开幕辞

中国金属学会副秘书长高怀在致开幕辞中,分析了我国特钢行业发展情况。目前我国特钢产量已居世界第一,特殊钢产品有力地支撑了我国高端制造业和国家重点工程等领域的发展需求,部分产品和应用领域处于世界领先水平。但我国特殊钢企业发展不平衡、不充分,同质化竞争严重,与国家提出的产业基础高级化、产业链现代化的要求还有较大差距。一方面特钢产品质量一致性、稳定性、适配性与用户行业日益提高的要求尚有差距,高端特殊钢产品仍存在短板和瓶颈,个性化定制与产业链协同有待深化提升;另一方面,我国特殊钢行业发展还面临着绿色低碳循环发展的新要求。

他认为在我国逐步建立“双循环”新格局和“碳达峰、碳中和”发展趋势的背景下,我国特钢行业已经进入控总量、提质量、优化产品结构与差异化定制服务升级及绿色低碳循环发展的新阶段。因此,如何完整准确、深入全面贯彻新发展理念、突出创新的引领和科技创新的战略支撑作用,促进特殊钢行业实现高质量发展成为我们每一个特殊钢企业在“十四五”乃至今后相当长的时期需要探索和回答的核心命题。如何完整准确、深入全面贯彻新发展理念、突出创新的引领和科技创新的战略支撑作用,促进特殊钢行业实现高质量发展成为我们每一个特钢企业在“十四五”乃至今后相当长的时期需要探索和回答的核心命题。

对于如何促进我国特殊钢行业高质量发展,他指出:第一,进一步完善提高特殊钢洁净钢生产水平,发展高品质特殊钢全流程组织、性能与质量协同管控技术,提高量大面广的特钢产品质量一致性、稳定性和适配性,努力突破高端特殊钢产品的短板和瓶颈;第二,积极稳妥地发展智能制造,提升特殊钢生产经营个性化定制服务与产业链协同水平,建设产业生态圈;第三,通过科技创新实现特殊钢行业的绿色、低碳循环发展,特别是要大力发展高性能、高功能性、全生命周期低碳的特殊钢产品为下游行业的减排降碳做出贡献;第四,发挥科技创新的战略支撑作用,探索在技术装备、工艺和产品支撑下的独具特色的经营发展模式,实现差异化、专业化发展,避免同质化低成本竞争。

 

山钢集团副总经理、山钢股份党委书记、董事长王向东致致欢迎辞

山钢集团副总经理、山钢股份党委书记、董事长王向东在致欢迎辞中,介绍了山钢近年来高质量发展的创新实践,特别是山钢股份一体化运营以来,山钢抢抓全省新旧动能转换综合实验区建设的历史机遇,旗帜鲜明地提出了“打造精品特钢新区”的战略构想,全力以赴做强做优做大钢铁产业,先后引进了多家国际先进企业的工艺装备技术,现拥有国际领先技术的电炉生产线两条、转炉生产线两条、轧钢生产线三条和两条精整生产线,具备年产400万吨钢、260万吨钢材以上产能。产品覆盖汽车、工程机械、能源、船舶等行业,拥有以汽车结构件用钢、齿轮钢、轴承钢、工程机械用钢、风电能源用钢及工模具用钢为主的六大产品系列,产品销往全国及国外35个国家和地区,已发展成全国规模较大、规格最全的精品特殊钢生产和研发基地。他指出本盛会的召开必将有力增进各企业间的学习交流,凝聚全行业的智慧和力量,促进高品质特殊钢工艺技术创新和绿色智能水平提升,对于加快特钢行业高质量发展具有极为重要的意义。

中国金属学会特殊钢分会主任委员田志凌做了“打造核心数据平台 提升特殊钢工艺和应用水平”大会主题报告,他首先分析了国内特殊钢企业的主要进展:(1)近一年来国内特殊钢行业取得的一系列科技成果;(2)在高质量生产技术方面取得了一系列进展,如转炉生产高品质特殊钢的技术 、电炉高铁水比生产高品质特殊钢的技术 、利用红土镍矿生产300系不锈钢的技术 、轧制预热在线热处理技术、以轴承钢、弹簧钢和切割丝为代表的的超低脆性夹杂物控制技术、以齿轮钢为代表的窄成分、高均匀性控制技术;(3)特殊钢棒材出口维持在较高水平;(4)优特钢产量世界第一;(5)重点品种基本实现国产化。

在国际特殊钢企业发展趋势中,他分析了了国外顶级特殊钢企业的特色产品以及部分高端产品存在的技术壁垒和一些值得我们学习和借鉴之处:(1)瑞典OVAKO公司对夹杂物控制水平较高;(2)日本大同、卡本特公司等产品从开始满足标准进化到后来改善用户体验;(3)ATI提供油气开采的耐蚀钢分为水上材料、水下材料和井下材料,从单一材料生产者到解决方案的提供者;(4)美国航空齿轮轴承材料已具备完善的材料基础数据库以及应用数据库,实现了材料研究与应用研究的完美结合;(5)紧跟技术发展趋势并拥有完备的用户数据等。

最后他还提出,基于目前特殊钢行业实现高质量发展中存在的生产工艺及产品开发、应用于服役研究基础不足的问题,迫切需要建立5大核心数据平台:轴承钢、齿轮钢研发及性能评价平台、耐热钢研发及性能评价平台 、氢脆敏感性研究测试及评价技术平台、二次重熔技术的数值模拟及智能化平台、基于增材制造的高性能特殊钢设计平台。

 

中国金属学会特殊钢分会主任委员 田志凌做会议主题报告

 

中国轴承协会的何加群总工程师做了“我国轴承行业和轴承钢 ”的报告。我国已成为销售额和产量居世界第三位的轴承生产大国,但在产业结构、研发能力、技术水平、产品质量、效率效益都与国际先进水平有较大差距。近年来我国特殊企业加快工艺创新及相关标准的研制应用,特别是我国个别企业通过引进消化吸收再创新,轴承钢冶炼和轧制的工艺装备已达到国际先进水平,氧含量、接触疲劳寿命、点状不变形夹杂物DS控制技术等已达国际先进水平,一些指标已达到国际领先水平,但其他大多数企业还是存在基础研发投入不够,先进标准贯彻落实不够,工艺设备良莠不齐,产品管控不严,新产品难推广应用的一系列的问题,同时也是目前轴承钢行业生产、使用需要努力的方向。

燕山大学张立峰教授做“特殊钢冶炼及精炼过程冶金热力学、动力学软件开发及应用”的报告,先进的冶金热力学和动力学数据、理论和方法是指导钢铁材料洁净化生产,促进钢铁材料洁净化和精准化水平的提升的基础,国外在计算钢铁热力学和动力学所应用的计算软件开发远远领先我国,基于此,张教授的团队通过多年研发,建立了洁净钢冶金热力学和动力学相关计算软件平台。热力学平台功能可用于计算钢液的脱氧、脱氢脱硫等平衡曲线,以及钢液相、渣相活度和热力学平衡等;动力学平台功能针对不同冶炼工序,如KR、BOF、LF、VD等,可实现对冶炼过程中钢、渣-夹杂物成分的实时预报等。数据库模块搜集了大量钢液、渣相、扩散系数等数据,可用于查询和调用,该基础研究工作为我国钢铁材料的洁净化和精准化水平提升提供了坚实基础。他呼吁基础平台软件开发是我国科技发展的短板和卡脖子问题,需要给予高度关注。

中石化广州工程有限公司首席专家张国信做“石化新能源用钢现状及发展趋势”的报告,国内“双碳”目标的实施加速了清洁能源的发展,高压储氢、超低温储氢、固态储氢、管线输氢、固液联合储氢等工艺及工程技术已进入半工业化或工业化阶段,但在氢的“产、储、运”生产阶段各种工艺装备、管线用材料的工程应用方面国内还处于起步阶段。LNG大型储罐、球罐等装备用Ni系低温材料已逐步实现国产化,节镍型或低镍型(如高锰钢、7%Ni钢等)材料在结果验证后可以考虑纳入实际工程应用中。未来十年,超低温高压/超高压的工程用材料以及突破现有选材规则的新材料需要纳入到研发之中,现有材料的升级换代也是一个重要的发展方向。低温钢发展主要在大规模液体储氢(储罐)用高强度奥氏体不锈钢、7-9%钢的改进型、7-%Ni钢复合铝铜合金材料、低温或超低温/常温条件下恒定膨胀系数的材料、超低温下焊接材料、超低温沉淀硬化不锈钢、超低温/常温/超高压下的奥氏体不锈钢性能研究等领域。高压储氢材料发展主要体现在SA372 GrJ 级材料、非焊接的SA 723、可焊接高强度抗氢性能良好的储氢用材料等。

中科院沈阳金属所的李殿中研究员做了稀土钢的研究与应用的报告,稀土具有深度净化钢液、有效控制夹杂的效果。目前,国内外轴承钢中的全氧含量控制(3~5 ppm)已经接近极限水平,进行夹杂物进一步变性将是高纯轴承钢的主要发展趋势,稀土La、Ce加入量0.01~0.05%即可显著提升钢的性能。以轴承钢为例,109周次下,稀土添加使轴承钢的疲劳强度提高约10% ,超高周拉压疲劳寿命稳定提高10倍。稀土在钢中80%以上以化合态(夹杂物)形式存在,对轴承钢洁净化、塑韧性、疲劳性能起关键作用,同时还有利于减少轴承钢热处理过程的脱碳反应,稀土氧硫化物能起到延迟裂纹萌生、扩大FGA(细晶区)-抑制裂纹扩展的作用。

东北大学朱苗勇教授做“高品质特殊钢连铸关键技术”的报告,针对特钢连铸存在的裂纹、偏析等控制难点,阐明了高强SCM435等钢种连铸坯角横裂纹、偏离角凹陷等表面缺陷的形成机理,提出了结晶器内腔优化、循环相变超细晶化二冷、凝固末端高温铸坯表面超强冷等控制技术。报告阐述了连铸坯宏观偏析形成机制,深入分析了结晶器电磁搅拌、末端电磁搅拌、末端压下等技术对连铸坯偏析改善的作用效果,提出了“末端线性电磁搅拌+机械压下”实现铸坯高均质致密的协同控制新技术。

北京科技大学李晶教授在“特殊钢中碳化物控制技术”的报告中指出,特殊钢中碳化物的弥散化控制有利于提高特殊钢性能。特殊钢中的碳化物主要为一次碳化物和二次碳化物,其中一次碳化物尺寸较大,凝固过程是一次碳化物产生的源头和控制的关键,改善凝固工艺能够显著细化一次碳化物。稀土、镁等合金元素能够为碳化物提供异质形核剂,可以降低一次碳化物尺寸、改善其分布。锻造及轧制工艺能够将不可避免生成的一次碳化物进行破碎细化,后续热处理促进一次碳化物溶解扩散,降低一次碳化物对钢材性能的不利影响。热处理工艺能够控制大量弥散细小的二次碳化物析出,对基体起强化作用。改善凝固和热变形工艺能够有效抑制网状碳化物的产生。

上海大学付建勋教授在“碲冶金技术及其在特殊钢连铸生产中的应用”的报告中提到,碲被誉为“现代工业、国防与尖端技术的维生素”,中国90%以上的碲应用于半导体行业,冶金行业鲜有应用及报道。他对碲冶金理论及应用进行了系统研究,揭示了碲在钢中的存在形式、转变规律和作用机理、碲对钢材性能的影响规律,并将碲冶金技术引入高品质特殊钢的产业化应用,开发高硫易切削钢,在冶炼工艺优化的基础上,向钢液添加适量的碲合金,调控硫化物夹杂的赋存状态,促使硫化物转变为碲硫复合夹杂,改变其物理特性,使其轧后几乎全部成为纺锤状夹杂,实物质量达到国际领先的水平,有效解决了钢中硫化物轧制过程易变为长条形,导致钢材各向异性的问题,大幅改善了钢材的切削性能,实物产品可替代12L14、SUM24L等含铅易切削钢,推进了环保无铅易切削钢的发展。他与国内多家特钢企业合作,利用碲冶金技术,成功开发出十余个碲系非调质钢系列产品,有效解决了曲轴磁痕缺陷问题,产品批量应用到多个汽车及零部件制造企业,实现了国产非调质钢的跨越式发展,成功替代进口非调质钢。

中国汽车工程研究院的马鸣图做了“我国高性能非调质钢的研发及应用”的报告,中国汽车工业迅速发展, 2009年至今,汽车产销量一直居世界首位,但是汽车用钢产生的能耗可以降低的空间还很大,和调质钢相比, 1吨非调质钢可节电1000度,减少CO2排放近1吨,在“碳达峰、碳中和”的国家战略下,非调质钢替代调质钢可以有效的节能、减少碳排放。90年代初,我国开发了高强度非调质钢48MnVS、C70S6、16Mn2VB等用于生产汽车曲轴、发动机连杆、前轴。近年来,通过研究发现Nb-V复合微合金化,可以提高非调质钢的强韧性,目前在工程装载机半轴、注塑机拉杆等典型工程机械构件上得到了应用,已经替代了42CrMo、40Cr等调质钢,解决了早期疲劳失效、淬火变形开裂等问题。

东北大学姜周华做了题为“2400MPa汽车用超高强度弹簧钢的研发”的技术报告,从汽车产量和汽车产业出发,指出汽车的轻量化要求弹簧的设计应力不断提高,且具有优异的抗疲劳性能和抗弹减性;对国内外悬架弹簧和气门弹簧钢冶炼过程的夹杂物控制对比,在实验室条件下进行了低碱度渣+硅脱氧和高碱度渣+铝脱氧的实验对比,发现两种工艺皆可行,但铝脱氧工艺要注意控制夹杂物的尺寸和分布;在此基础上,着重介绍了超高强度弹簧钢的研发思路,得到合理的微合金配比为复合添加0.15%V+0.01%Nb,改进轧制和球化热处理工艺后,发现55SiCrVNb弹簧钢中析出强化和位错强化为主要强化相,Q-T处理的55SiCrVNb弹簧钢具备优异的综合力学性能,抗拉强度达到2400MPa,屈服强度达到2000MPa,可满足未来发展需要。

北京科技大学张家泉教授作了题为《凝固组织控制与高品质钢生产》的报告,分析了高品质钢的内涵与基于连铸源头提升钢材品质的原理与技术途径。以解决企业高强度抗硫套管钢、高端轴承钢、轨道交通齿轮钢等带状缺陷为例,介绍了铸坯铸态组织控制的原理、工艺措施及其对轧材组织性能的影响,进而重点分析了硅钢、高锰钢、不锈钢等常见发达柱状晶铸态组织对轧材表面质量的危害性与控制方法。鉴于铁素体不锈钢板坯柱状晶组织与其产品瓦楞状缺陷的相关性,介绍了利用行波式铸坯电磁搅拌抑制其柱状晶生长的原理。研究表明,通过合理使用箱式或辊式铸流搅拌器均可实现板坯等轴晶率的有效控制,其中采用间隔布置的辊式反向搅拌器,200X1280规格的1Cr17不锈钢板坯可以获得67%的高等轴晶率,远高于其45%的门槛值。

中天钢铁集团刘宇总工程师做“材料学角度看特殊钢棒线材热加工过程中的质量控制”的报告,他综合专业理论分析及多年生产实践经验,总结了特钢棒材生产遇到的问题以及解决方案:(1)现代全连轧棒材轧机及高速线材轧机在生产中高碳特殊钢棒线材时,由于工艺控制不当,轧件心部温升严重,可能会导致出现心部疏松、孔洞等严重冶金缺陷或出现心部网状碳化物级别超标现象,应该注意与连铸坯原始铸态缺陷区分开,通过控制加热温度、轧制速度、过程冷却强度加以解决;(2)在连轧过程中的粗轧道次,因为工件温度高而且均匀,表层区域应变大于心部应变。在中轧及精轧道次,由于工件心部温度高,表层温度低,心部应变大于表层应变,在低压缩比轧制大尺寸棒材时,可以有意制造心表温差,改善心部变形;(3)在连轧过程中,由于工件温度分布的不均匀性导致应变分布的不均匀,因此多数钢容易产生心部粗晶,有时亦会产生表层部分区域的混晶。通过控制轧制温升可以改善、减轻这种晶粒度不均匀现象。20CrMnTi钢由于高温下TiN质点的钉扎作用,不易出现混晶现象;(4)1150℃以上温度区间的高温扩散处理对改善中高碳钢铸态组织及心部碳偏析具有明显效果。提高扩散处理温度或延长加热扩散处理时间都有利于心部碳偏析的减轻。1200℃扩散温度下保温扩散处理5小时可以将300×300mm 连铸坯的心部碳含量从1.25%降低1.05%以下;(5)棒线材轧制的轧后冷却过程对中高碳钢特殊钢成品表面脱碳有明显影响,轧后快速通过700~900℃温度区间可以有效减轻成品材脱碳层厚度。

中南大学吕培生做了题为“高品质合金钢铸坯表面质量关键控制技术”的报告,通过采用高温结晶器热模拟技术和保护渣热模拟技术(单/双丝技术和红外发射技术),辅助以数值模拟技术,对连铸结晶器内钢液的复杂、瞬态的冶金行为开展了有效的研究,为连铸过程初始凝固的控制和连铸坯表面缺陷的消除具有重要指导。主要研究成果有:(1)创新了高温连铸结晶器热模拟技术,突破了结晶器内钢液初始凝固行为研究的瓶颈;建立了结晶器传热、坯壳表面质量、保护渣行为、连工艺参数的相互关系模型;(2)建立了保护渣传热、结晶、润滑等综合性能评价体系,阐明了高品质钢连铸过程中结晶器内渣钢反应机理,明确了渣钢反应对保护渣高温属性及铸坯质量的影响机制;(3)提出了结晶器内腔形貌与凝固、传热等行为耦合关系的研究方法,实现了对结晶器角部初始凝固、传热等行为的实时观察和有效研究。

中科院沈阳金属所孙明月研究员做了均质化特殊钢大锻件构筑成形研究进展的报告,目前迫切需要开发变革性技术,解决大锻件宏观偏析等缺陷,实现均质化制备,其团队开发了大锻件构筑成形技术,将多块均质化基材经表面处理和真空封装后,在高温下实施多向大变形,充分愈合并消除界面,实现“无痕构筑”,以较低成本实现高品质大锻件的制备。技术主要特点:高温/高压/高真空/大变形/高温长时保温,界面组织与基体完全一致、界面性能无衰减。利用此项技术,已经生产了水电主轴、万吨回转窑轮带、示范快堆φ15.6米支承环、示范快堆大口径压力管、压水堆核电压力容器筒体、CAP直连水室封头、某低温工程支撑构件、高强钢靶板等多个大尺寸产品,并且已交付使用。

西安建筑科技大学的刘世锋教授在“3D打印随形冷却模具技术研究进展”的报告中指出,近年来随着消费级电子产品及工业品的升级换代,对模具复杂度提出了更高的需求,金属增材制造由于其离散堆积的成形特点,成为制备异形模具最有竞争力的技术之一。报告以应用最为广泛的热作模具H13钢为例,系统研究了金属增材制造微小熔池、快速熔凝和反复热处理冶金条件下,H13钢显微组织及性能演变规律。结果表明,选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)制备的H13钢组织细小(<5μm),马氏体转变开始温度降低,使样品中保留部分残余奥氏体,深冷后处理可以促进残余奥氏体向马氏体转变,析出二次碳化物,使得SLM制备H13钢试样拉伸强度可达~2000MPa。选区电子束熔化(Selective Electron Beam Melting,SEBM)SEBM制备的H13钢,由于自回火效应能够促进析出纳米尺度(碳化物尺寸~100 nm),有利于改善其强韧性。

北京科技大学罗海文教授做“基于接触疲劳寿命的新型夹杂物评价方法”报告,通过实验测试3 种工艺轴承钢的滚动接触疲劳寿命并获得额定寿命(L10和中值寿命(L50) ,再根据测试数据,使用极值法(SEV)和广义帕累托分布法(GPD)估算出样品中最大夹杂物特征尺寸(CSMI) ,然后将其与实测L10和L50值进行对比和分析。结果表明,SEV法无法合理解释L10和L50的变化,而GPD法能合理解释L10的变化,但无法解释L50 的变化,如果把夹杂物数量密度与TiN夹杂物最大特征尺寸相结合,就能合理解释3 种钢的L50差异,因为当更多样品失效时,裂纹萌生位置将不再仅仅局限于最危险类型夹杂物,因此,最危险类型夹杂物的CSMI 与超纯净轴承钢中的早期疲劳失效的L10相关性最强,而夹杂物的数量密度对高概率的中值疲劳寿命L50也有重要影响。

28日会议组织召开了特钢企业高端论坛,邀请了来自全国典型特殊钢生产企业的总工、厂长或技术主管等分别就各企业近年来特殊钢技术发展和品种开发等方面取得的进步以及下一步发展思路等进行了深入交流。

山钢股份莱芜分公司特钢事业部袁本明总经理做了“山钢特钢高质量发展探索与实践”的报告,他提到,山钢特钢近年来在洁净化和均质化质量控制方面取得了实质性的突破,形成了钢水洁净化控制、铸坯均质化控制、轧材精确成型及组织控制等全流程成套关键技术,创新地使用电磁去夹杂、电磁旋流水口及中间包感应加热技术。在产品方面,齿轮钢技术质量水平居于行业领先,市场占有率达20%以上;轴承钢产品已实现多家企业的稳定供应;船用锚链制品远销国内外,通过多国现场认证和体系审核。风电能源用钢覆盖塔筒法兰、偏航变桨轴承、齿轮箱等系统,成为国内外风电设备的重要供应商。工程机械用钢覆盖底盘销轴、销套、链轨节、履带板、轮体等“四轮一带”全系列,产品涵盖国际行业领军企业的产品系列。

中信泰富特钢集团张剑锋做了“兴澄特钢科技进步与展望”的报告,通过三个产品、技术开发的案例,诠释技术创新与产品创新难以被仿冒和抄袭,是企业的核心竞争力。(1)利用弧形连铸机,通过8大创新,实现产品的突破,生产出Ф1000mm连铸坯。中信特钢超大规格连铸圆坯的成功开发促进了大型风电等清洁能源的低成本、高质量发展,助推“30·60”双碳目标实现。(2)超纯净高稳定性轴承钢关键技术创新,氧含量控制在5.0ppm以下,最低达到2.3ppm,世界领先,供应全球最具有影响力的制造企业,是行业领导者;与用户、研究机构共同推动中国高速列车转向架轴承国产化;(3)超高强度耐久型桥梁缆索绿色高效成套技术研究与应用,通过自主开发适于超高强缆索钢智能绿色高效水浴冷却、均质化控制技术,及与水浴工艺匹配兼顾抗延迟断裂的超高强缆索钢成分匹配设计,实现了2000MPa及以上级别桥梁缆索钢的开发,并制定多项国际国内标准,提高了该产品的国际话语权。

太原钢铁集团公司尹嵬做了“核电高品质不锈钢生产技术与产品”的报告,他指出核电技术的发展过程,是对材料性能要求逐步提高的过程,太钢作为以不锈钢为主的特殊钢企业,紧跟我国核电技术的发展,经过十多年的技术积累,现已形成了一套完整的从冶炼到轧制、热处理、组织控制等在内的不锈钢制造技术,氢、氧、铅、锡等有害元素含量控制在几个ppm以内、非金属夹杂物控制在1级以下,最大150mm厚度的钢板晶粒度能够按照性能需求在4级到8级之间准确控制,钢板头尾两端的力学性能差值控制在10MPa以内。通过上述关键技术的开发,产品在技术指标、实物质量、产品规格等方面支撑了我国小型到大型、低温到高温全部核电技术的发展。截止目前已累计供货6万吨以上,为我国核电事业的高质量发展做出了突出的贡献。

河钢集团石钢公司薛松做了河钢石钢新区特殊钢短流程的主要特点与创新的报告,近几年,河钢石钢通过退城搬迁升级发展,已成为国内外高端装备制造业特钢棒材的重要生产企业,在新区建设中为响应 “碳达峰、碳中和” 的发展战略,率先实现长流程转换为“全废钢短流程”的跨越,采用的先进工艺装备和技术主要包括:双竖井废钢预热电炉、中间包感应加热、大断面立式连铸机、大棒两辊可逆轧机、KOCKS轧机、控轧控冷技术、高线热眼技术、废钢自动验质、炼钢全自动分析系统以及智能制造系统和污染防治技术组合,打造全流程绿色制造、低碳发展的先锋。

中天钢铁特钢公司王郢总经理做“中天钢铁棒线材产品炼钢工艺技术进步”的报告,重点以“快”的角度从转炉、精炼、连铸三个炼钢工艺主流程介绍了中天钢铁在近几年特钢棒线材工艺的创新和进步,转炉工艺开发包括大流量顶底复吹工艺技术开发(供氧强度由3.6m3/t/min(28000m3/h)提高至4.5m3/t/min(35000m3/h), 供氧时间缩短2.5min, 平均供氧时间12.4min(干法除尘), 同时, 终点P含量基本没有受到影响,供氧强度进一步提高至5.5~6.0m3/t/min, 供氧时间可以控制到9min)、“炉后脱磷+扒渣”工艺(在解决P含量控制问题的同时, 实现转炉高效化冶炼)、智能溅渣护炉工艺和采用可热更换式底吹原件等;精炼和连铸工艺开发包括针对不同钢种缩短精炼时间和提高拉速的新技术。在此基础上,他展望了下一步的研究方向,介绍了中天钢铁轧钢方面“加热炉控制闭环”、“轧制温度控制闭环”、“过程料型控制闭环”、“冷却温度控制闭环”四个方面的技术进步和研究结果,并激励全体科技工作者不要故步自封,要大胆创新。

河南济源钢铁公司韩怀宾在“技术创新驱动特殊钢高质量发展”的报告中对企业近年来特殊钢各品种生产取得技术进步和获得的奖励做了介绍,轴承钢中碳化物析出、TiN含量及尺寸控制、最大夹杂物尺寸(≤ 26μm)以及疲劳性能都有较大提高。弹簧生产中通过对有害杂质元素、夹杂物控制、脱碳层控制使产品抗拉强度(950~1150MPa)和面缩率(≥35% )性能指标显著提升。对非调质钢的MnS夹杂物控制及组织性能控制,包括采用RH循环吹氮+氮化合金,能精确控制钢中N±0.0013%;大方坯采用连铸重压下+开坯大压下(单道次压下量90mm),控制钢材实际晶粒度≥6级,极差≤3级;大规格直接切削用非调质钢U型常温冲击功≥35J。齿轮钢生产中,通过采用窄淬透性控制、特殊的方框偏析控制技术和通过LF+RH及特殊冶炼工艺,氧含量可控在12ppm以下。在产量较大的紧固件用钢生产中,夹杂物A、B、C、D、DS类夹杂物均小于1级,总脱碳层深度0.7%D以内(D为盘条直径);全脱碳为零;一般疏松、中心疏松、锭型偏析均为1.0级;奥氏体晶粒度≥7.0级;局部缺陷深度≤0.05mm;帘线钢通过对夹杂物控制使各项指标也有较大提升。

南京钢铁集团特钢公司孙华做了“南钢特钢生产技术进展”的报告,南钢特殊钢经过30多年的发展,成功实现了从普钢厂到特钢厂的转型,一系列核心技术取得了突破:(1)电炉高铁水比生产高品质特殊钢,包括铁水在线连续喂入技术、动态铁水比冶炼技术(铁水比45%~80%)、电炉终点氧化性控制技术(可稳定控制在200ppm以下)、集束枪射流模式化自动控制技术等一系列的技术集成;(2)以轴承钢为代表的高纯净钢冶炼技术,氧含量最低达到3ppm、宏观夹杂物单个最大尺寸稳定在5mm/dm3以下,疲劳寿命达到1.07×107;(3)铸坯偏析控制技术取得突破,轴承钢碳偏析达到-6%~+8%;齿轮钢碳极差0.02%以下;(4)弹簧钢超低脆性夹杂物控制技术,结合轧材表面零脱碳、零缺陷技术,成功开发出最高强度2200MPa汽车悬架弹簧;(5)对于汽车传动轴用钢,采用轧线在线正火代替离线正火工艺成功开发,在同等质量水平下,大大提高了效率。

鞍钢集团钢铁研究院赵坦主任做了“高品质模具钢中厚板关键制备技术”的报告,针对我国模具钢生产存在性能稳定性差、成材率低、生产流程长等问题,开发出高碳高合金模具大板坯连铸、高等向性钢板轧制技术及大型复杂结构模具设计技术研发出专用保护渣及坯料内应力控制技术,突破传统连铸生产模具钢的合金化极限;将连铸生产的高碳钢合金化极限由3.5wt.%提升至 15.8wt.%;开发出高碳当量、高磁性模具板坯全电子束无缺陷复合焊接及高冶金复合轧制关键生产工艺,解决了高碳当量(>0.56)、高磁性(>20Gs)材料无法复合的技术难题,使以连铸坯生产400-1000mm大模块成为可能,突破了传统连铸坯料规格极限;基于铸坯数字化提取-解析技术、均质化热处理技术及高渗透性轧制技术的开发,开发出最大厚度 182.5mm 规格预硬型钢板均质度达到 1.8HRC,内部质量达到锻件产品水平,压缩比极限至 1.6 倍,突破连铸坯轧制压缩比极限。通过以上技术研发,形成了“转炉+大板坯连铸+轧制”制程为特点的五大系列模具钢中厚板的产业化开发,具有钢质纯净、质量稳定、高效、低成本、绿色化等优势。

江苏天工国际有限公司副总经理、总工程师廖俊做“国内粉末工具模具材料技术进展”的报告,江苏天工国际有限公司是一家工模具钢专业化生产企业,年生产25万吨高合金工模具钢,其中高速钢3~4万吨,连续15年世界第一位,荣获工信部“全国单项冠军产品”;模具钢约20万吨,位居中国第一。工模具钢材料俗称工业制造的牙齿,高端机械制造的功能性材料。高端粉末工具、模具材料长期依赖进口,已严重制约我国高端制造刀具的需求。天工作为工模具钢行业的龙头企业,不断推进企业产品升级换代、承担社会责任,在2019年11月建成国内第一条粉末工模具钢规模化生产线,填补了国内空白。经过近2年的研究和开发,产品质量已基本接近进口材料质量水平,生产了近20个牌号,每月产量100~150吨,逐步替代进口材料,解决了该领域卡脖子的问题,同时该类产品还出口到欧美国家。

天津钢管制造有限公司周晓峰主任在“大型工程机械用管及海洋工程高强结构管开发与应用”的报告中详细介绍了大型工程机械用管中的起重机臂架用管的技术要求、产品特点和用户使用情况,着重说明了最新TP960E超高强度臂架管的研发及配套焊材,为用户解决问题和提供服务相结合,走出了一条新的产品研发推广之路。大型工程机械用管中的旋挖钻杆用管要求无缝钢管尺寸精度高,特别是直度、可焊性高,管材强韧性匹配好,为北京三一智造有限公司开发出了系列产品,助力其成为“制造业单项冠军产品”。海洋工程用高强度结构管主要产品---自升式钻井平台用桩腿支撑管,主要钢级是用于JU2000E平台的X80Q和用于CJ50平台的X100Q,2012年前该产品被国外垄断,交货期无法保证。通过自主研发不仅打破国外垄断,而且各方面性能均由于国外同类产品,使得中国海工摆脱了对国外的依赖,该项目获得了中国钢结构协会科学技术进步一等奖和天津市科学技术进步二等奖。

 

中天钢铁公司原副总经理刘宇进行特钢企业高端论坛的总结

会议还分特殊钢关键技术、低合金结构钢、低温钢三个专题会场进行了34个报告的交流,专家、学者、科技人员在各自研发领域对特殊钢在产品质量控制和品种开发以及满足用户定制化需求等方面分别进行了深入交流。29日会议组织代表参观了山钢莱芜分公司特钢事业部新区电炉、连铸、中型轧钢生产线,体会了山钢特钢的企业文化,“没有质量就没有特钢的明天,忽视质量就是砸掉自己的饭碗,用户的需求就是我们的追求”

本次会议邀请了具有代表性的特殊钢生产企业的总工、经理、厂长、技术骨干;科研院所、大专院校的知名教授;特殊钢下游用户的企业领导亲临会场,共同交流探讨近年来我国特殊钢生产技术与经营发展取得的新成绩、新经验,分析下游行业发展需求,围绕特殊钢新产品开发与冶炼、连铸、轧制与热处理、应用服役等关键技术进行了深入讨论,得到了与会代表的高度评价。会议的组织工作得到了山钢股份公司、中信微合金化技术中心的大力支持。

 

参会代表济济一堂 凝神倾听

 

中国金属学会

2021年9月29日

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