近期,,,,,,,2025年中国钢铁工业协会、中国金属学会冶金科学手艺奖宣布,,,,,,,“超厚规格直弧型板坯连铸机成套手艺开发与应用”项目获特等奖。。。。。。。。
项目配景
高性能特厚规格板材(特厚板)是国家生长与清静不可或缺的要害质料,,,,,,,其年需求量近300万吨(≥100毫米厚),,,,,,,普遍应用于海洋平台、能源电力、国防军工等国家重大装备/工程的承压、承重等要害部件,,,,,,,常在高温/严寒、高压、辐照、侵蚀等种种极端情形下服役,,,,,,,不但需要较高力学性能,,,,,,,并且还需兼备抗层状撕裂、防脆断、耐疲劳、耐侵蚀等附加性能。。。。。。。。为包管特厚板的优异性能,,,,,,,通常需超厚规格坯料大压缩比轧制生产。。。。。。。。而知足此厚度规格要求的坯料则通常接纳模铸、真空复合焊接等方法制备,,,,,,,效率低、能耗大、本钱高。。。。。。。。德国迪林根等外洋企业提出了立式/立弯式连铸生产大规格坯料的思绪,,,,,,,其产量与成材率较模铸有所提升,,,,,,,但工程建设重大,,,,,,,立式铸机总高明55米,,,,,,,需在厂房内挖30米的深坑,,,,,,,投资达4.45亿欧元,,,,,,,并且坠坯危害高,,,,,,,难以高效生产,,,,,,,无法顺应我国高质量生长的迫切需求。。。。。。。。
鉴于此,,,,,,,超厚规格直弧型板坯连铸机成套手艺开发与应用项目驻足国家战略与清静及冶金行业高质量绿色生长的迫切需求,,,,,,,立异提出接纳直弧型连铸一连生产超厚板坯的新思绪,,,,,,,可实现除超大单重厚板外(厚度≥260毫米,,,,,,,年需求量仅5万吨~10万吨)的绝大大都高性能特厚板的高效绿色生产。。。。。。。。然而,,,,,,,该项目研发前直弧型连铸机最大生产厚度仅400毫米,,,,,,,若提升至450毫米,,,,,,,铸坯矫直应力将增添60%、裂纹危害增添3倍,,,,,,,且难以包管高变形抗力与重载攻击下(结晶器负载增添23%、弯/矫抗力增添42%)的高精度运行要求(结晶器振动误差≤±0.08毫米、辊缝误差≤±0.1毫米),,,,,,,海内外均无相关设计先例与规范标准。。。。。。。。
鉴于此,,,,,,,该项目围绕≥450毫米直弧型超厚板连铸要害手艺与成套装备研发及工程应用开展攻关,,,,,,,系统剖析了直弧型超厚板坯连铸裂纹萌生演变机制、偏析加剧机理,,,,,,,提出了装备设计新头脑与工艺控制新准则,,,,,,,研发形成了低裂纹危害、高均质凝固的直弧型超厚板坯连铸要害工艺手艺,,,,,,,研制出了国际首台套450毫米×2600毫米直弧型超厚板坯连铸机,,,,,,,并实现了规模唬;;;乒阌τ。。。。。。。。
主要效果和立异点
其一,,,,,,,准确剖析了超厚板坯矫直历程微裂纹萌生于高取向差三叉点、沿晶界间歇式扩展的新机制,,,,,,,构建了矫直历程“工艺—辊列—裂纹危害”映射关系,,,,,,,提出了矫直角部温度≤750摄氏度、应变≤1.5%,,,,,,,两相区应变≤0.6%的“低应变辊列+低温矫直”的低裂纹危害装备设计与工艺控制新头脑;;;;;展现了“M”形非匀称凝固加剧超厚板坯中心偏析的基础缘故原由,,,,,,,确立了“M”凝固尖长度≤0.8米的超厚板坯高均质凝固控制准则。。。。。。。。
其二,,,,,,,首创超厚板坯小曲率半径、四分节辊低应变一连矫直的密排辊列手艺,,,,,,,通过45回路二冷细腻分区、动态幅切等精准调控,,,,,,,确保角部矫直应变<0.79%,,,,,,,裂纹敏感钢超低裂纹率≤0.4%,,,,,,,远优于临界要求,,,,,,,突破了铸机基本弧半径R应为铸坯厚度30倍的通例连铸设计理论,,,,,,,被业内公以为超厚板坯连铸机弯曲矫直最佳手艺计划,,,,,,,首次实现R11米基本弧生产450毫米超厚板坯;;;;;首创非等倾角四孔水口+二冷交替电搅+一连辊缝缩短与最后大变形压下的连铸“三区”高均质凝固全程调控手艺,,,,,,,铸坯中心偏析C类1.0级率≥91%。。。。。。。。
其三,,,,,,,研制出贴合坯壳缩短特征的曲面结晶器及高精度振动系统(宽面横向温差≤10摄氏度、振动横向误差≤±0.08毫米、通钢量≥15万吨),,,,,,,高刚度、高精度、高集约化的3H弯曲/矫直装置(单段矫直力13000千牛、辊缝误差≤±0.1毫米),,,,,,,24000千牛压坯力SLR扇形段(全球最大),,,,,,,提升压下量65%的低抗力、长寿命渐变曲率凸型辊等焦点装备;;;;;研发应用了基于数字孪生的超厚板坯连铸历程实时感知及控制系统,,,,,,,实现了要害装备异常检出、结晶器液位准确控制、漏钢精准预告等,,,,,,,确保了要害工艺、装备可靠投用率≥99%,,,,,,,包管了大载荷攻击下装备与工艺的高效稳固运行与投用。。。。。。。。
在兴澄特钢建成投产国际首条450毫米厚直弧型超厚板坯连铸产线,,,,,,,在多家重点钢企规模唬;;;τ,,,,,,,产线全球占比达83.3%,,,,,,,建设了超厚板坯连铸设计系统、手艺标准与生产规范。。。。。。。。替换模铸等实现海工、能源、高压容器等高端特厚板产品全笼罩,,,,,,,其中6项产品抵达国际领先水平,,,,,,,高性能特厚板产品市场占有率超70%,,,,,,,应用于白鹤滩水电站(单机容量天下最大)、“海唬;;;号”(亚洲最深海洋平台)、N966风电装置船(全球最大)等近百项国家重大工程与高端装备制造,,,,,,,并供货于AGPP(天下最大自然气工程)、沙特国王塔(天下最高)等“一带一起”重点项目20余项。。。。。。。。别的,,,,,,,该项目从源头增进了高端特厚板产品立异与性能提升,,,,,,,实现“海唬;;;号”总体减重18%(近5000吨),,,,,,,大跨度钢结构修建——宝安工人文化宫节约用钢40%等重大工程与装备减量化设计,,,,,,,推动了特厚板产品研发—生产—应用全链条低碳绿色立异。。。。。。。。
阻止现在,,,,,,,该项目获授权发明专利76件,,,,,,,挂号软件著作权17件,,,,,,,制订国家、整体标准13项,,,,,,,近3年(2022年—2024年)累计新增利税71亿元,,,,,,,被中国金属学会评价为整体手艺国际领先,,,,,,,显著提升我国要害金属质料与高端装备制造包管能力,,,,,,,推动我国重大装备手艺原始立异与引领生长,,,,,,,项目团队及成员获天下工人先锋号、天下先进事情者等声誉称呼。。。。。。。。
主要完成单位:
中冶京诚工程手艺有限公司、东北大学、江阴兴澄特种钢铁有限公司、湖南华菱湘潭钢铁有限公司、南京钢铁股份有限公司、钢铁研究总院有限公司
泉源:中国钢铁工业协会