首鋼攻克特殊要求厚板煉鋼連鑄技術(shù)

首鋼攻克特殊要求厚板煉鋼連鑄技術(shù)

“在全世界都沒有可借鑒案例的前提下，想要攻克這些難題談何容易，但是我們做到了?！痹谑卒摽萍寂c管理創(chuàng)新大會上以《特殊要求厚板煉鋼連鑄關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用》項目獲評首鋼科學(xué)技術(shù)一等獎的首鋼技術(shù)研究院技術(shù)專家、項目組組長劉洋博士對記者說。該項目由首鋼技術(shù)研究院、首鋼京唐共同完成，以京唐鋼軋部煉鋼連鑄產(chǎn)線為依托，實現(xiàn)了特殊要求高合金鋼的優(yōu)質(zhì)、高效、批量生產(chǎn)，技術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn)。

中厚板產(chǎn)品中高合金鋼主要應(yīng)用于交通能源、海洋工程等重大工程建設(shè)的核心關(guān)鍵部位，是中厚板產(chǎn)品中制造技術(shù)難度最高的產(chǎn)品。此類材料對鋼中的磷、硫元素及鑄坯質(zhì)量提出了極為特殊而苛刻的要求，要求磷≤20ppm、硫≤10ppm、板坯中心偏析≤C類1.0級。實現(xiàn)這些指標(biāo)難度極大，很多都是世界范圍內(nèi)的技術(shù)難題，需要進(jìn)行創(chuàng)造性的理論突破和工藝創(chuàng)新。攻關(guān)涉及煉鋼連鑄各環(huán)節(jié)諸多技術(shù)難題，為攻克這些難題，項目組建了轉(zhuǎn)爐脫磷、精煉技術(shù)、連鑄工藝三個專項攻關(guān)小組，并制定了詳細(xì)的科研計劃，眾志成城誓要逾越前面阻擋的“大山”。

轉(zhuǎn)爐內(nèi)將磷元素脫除至20ppm以下在世界范圍內(nèi)沒有先例，業(yè)內(nèi)專家稱只存在理論上的可能。面對困難和挑戰(zhàn)，由技術(shù)研究院呂延春博士、京唐鋼軋部作業(yè)長王星牽頭的轉(zhuǎn)爐攻關(guān)小組，從理論突破入手，優(yōu)化冶煉各階段操作，反復(fù)求證過程可靠程度，經(jīng)過大量工業(yè)實驗，最終首創(chuàng)性地開發(fā)了低氧化鎂、低氧化錳、高堿度的超高磷分配比脫磷渣系，完成了極低磷鋼高效冶煉系列技術(shù)集成。世界范圍內(nèi)首次采用單轉(zhuǎn)爐冶煉，實現(xiàn)了出鋼平均磷含量7.3ppm、成品磷含量10.5ppm的水平。

轉(zhuǎn)爐難題攻克后，面對高合金鋼的精煉過程仍然具有很大的難度，由于合金加入量大，鋼水溫度低、黏度大，精煉脫硫動力學(xué)條件嚴(yán)重不足，很難實現(xiàn)極低硫的穩(wěn)定生產(chǎn)?！拔覀?013年曾在原首秦公司冶煉生產(chǎn)超高合金鋼，整個LF爐精煉周期長達(dá)120分鐘，而最終硫含量15ppm，對穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量影響很大?！本珶捁リP(guān)小組骨干、技術(shù)研究院李戰(zhàn)軍回憶說。鑒于此，攻關(guān)小組總結(jié)之前經(jīng)驗教訓(xùn)，結(jié)合遷建京唐后鋼軋部精煉LF+VD的工序特點，理論上深入研究了鋼水溫度、黏度對深脫硫的影響機(jī)理，提出了高合金鋼高效三階段深脫硫技術(shù)，開發(fā)了高流動性高硫容量的精煉渣及底吹強(qiáng)攪拌工藝，最終實現(xiàn)了硫含量≤4.8ppm的穩(wěn)定批量生產(chǎn)。

翻過冶煉、精煉兩座“大山”，最后一個困難就是高合金鋼的連鑄，不僅要確保澆注安全，還要保證優(yōu)異的連鑄坯質(zhì)量。技術(shù)研究院連鑄團(tuán)隊對高合金鋼板坯的凝固特性進(jìn)行系統(tǒng)基礎(chǔ)研究，發(fā)現(xiàn)高合金鋼的導(dǎo)熱性差、液相線溫度低、固液兩相溫度區(qū)寬、熱膨脹系數(shù)低、高溫強(qiáng)度低等特性不僅給板坯質(zhì)量控制帶來很大難度，也對連鑄工序安全生產(chǎn)提出很大挑戰(zhàn)。由京唐鋼軋部生產(chǎn)技術(shù)室主任助理謝翠紅、連鑄作業(yè)長趙晶領(lǐng)銜的連鑄攻關(guān)小組倍感壓力，一旦發(fā)生漏鋼事故，無論成本還是信心都會給企業(yè)帶來不可估量的損失。面對困難，京唐鋼軋部領(lǐng)導(dǎo)王國連、胡顯堂指揮部署，連鑄過程每個環(huán)節(jié)都論證到位，整個攻關(guān)過程開發(fā)了結(jié)晶器窄面倒錐度、二冷制度、非正弦振動等整套連鑄工藝，首次開發(fā)了厚板坯凝固末端兩相區(qū)及固相協(xié)同輕壓下工藝，實現(xiàn)了高合金鋼板坯表面裂紋缺陷率≤0.5%、中心偏析≤C類1.0級的高水平。

如今，集團(tuán)基于《特殊要求厚板煉鋼連鑄關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用》項目所形成的技術(shù)和創(chuàng)新，成功應(yīng)用于9Ni、Q690qE-H、X80-G等中板高合金類高端產(chǎn)品的生產(chǎn)，成品雜質(zhì)元素含量、板坯裂紋發(fā)生率及中心偏析等指標(biāo)均優(yōu)于世界先進(jìn)企業(yè)。