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目前，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)特殊鋼在市場(chǎng)所占的比重低于發(fā)達(dá)國(guó)家10%~20%的水平，有較大的提升空間。而我國(guó)特殊鋼競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)的問(wèn)題凸顯：一是低端特殊鋼產(chǎn)品缺乏國(guó)內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。由于國(guó)內(nèi)電爐生產(chǎn)成本高于轉(zhuǎn)爐，而特殊鋼生產(chǎn)完全采用電爐流程（近幾年剛開(kāi)始發(fā)展轉(zhuǎn)爐流程），造成低端特殊鋼產(chǎn)品（如優(yōu)質(zhì)碳結(jié)鋼、低合金鋼等）的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不如轉(zhuǎn)爐流程。二是高端特殊鋼產(chǎn)品缺乏國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)高端特殊鋼產(chǎn)品在鋼材潔凈度、均質(zhì)化水平和內(nèi)外缺陷率等方面均比國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品質(zhì)量差、性能不穩(wěn)定，造成高端特殊鋼產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力弱于國(guó)外特殊鋼企業(yè)。許多高端裝備制造所急需的特殊鋼材如高鐵軸承、航空軸承、轎車(chē)齒輪、核電用管等均依賴(lài)進(jìn)口，極大影響了我國(guó)裝備制造業(yè)的技術(shù)發(fā)展。前沿技術(shù)如薄帶坯鑄軋工藝與國(guó)際先進(jìn)水平差距較大，特厚板產(chǎn)量與質(zhì)量均不能滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。

 

面對(duì)嚴(yán)峻的市場(chǎng)形勢(shì)，開(kāi)發(fā)特殊鋼冶煉新流程，提高鋼材潔凈度，成為我國(guó)特殊鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)關(guān)鍵。為此，由中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)組織，中國(guó)鋼研科技集團(tuán)有限公司（牽頭單位）和江蘇沙鋼集團(tuán)有限公司承擔(dān)了國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目———特殊鋼生產(chǎn)流程關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)與集成示范，目前取得了一定的進(jìn)展。

 

兩大研究方向增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力

 

針對(duì)我國(guó)特殊鋼行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量欠穩(wěn)定、能耗高、總體工藝技術(shù)水平仍然較為落后等現(xiàn)存問(wèn)題，開(kāi)發(fā)低能耗、高效率、高潔凈的特殊鋼冶煉、凝固及熱加工等系列關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)特殊鋼典型生產(chǎn)線(xiàn)技術(shù)、流程創(chuàng)新和集成，支撐特殊鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展，增強(qiáng)特殊鋼產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力是我國(guó)特殊鋼發(fā)展的必由之路。該技術(shù)課題的主要內(nèi)容包括兩大研究方向：

 

高潔凈冶煉技術(shù)、均質(zhì)化凝固技術(shù)與棒線(xiàn)材生產(chǎn)線(xiàn)應(yīng)用示范項(xiàng)目。該項(xiàng)目由中國(guó)鋼研科技集團(tuán)有限公司承擔(dān)，重點(diǎn)解決以軸承鋼、齒輪鋼、高強(qiáng)合金鋼為主要對(duì)象的高潔凈冶煉工藝、均質(zhì)化凝固技術(shù)與棒線(xiàn)材生產(chǎn)線(xiàn)應(yīng)用示范，以及高品質(zhì)中空鋼生產(chǎn)、特殊鋼棒線(xiàn)材軋輥制造中相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，打破國(guó)外壟斷，以滿(mǎn)足我國(guó)高端制造業(yè)對(duì)高品質(zhì)特殊鋼的需求。通過(guò)攻關(guān)，該項(xiàng)目將形成具有國(guó)際先進(jìn)水平的生產(chǎn)工藝流程示范線(xiàn)3條：依托東北特殊鋼公司建立轉(zhuǎn)爐流程特殊鋼棒線(xiàn)材生產(chǎn)示范線(xiàn)，依托湖北新冶鋼有限公司建立電爐（鐵水-廢鋼）特殊鋼流程棒線(xiàn)材生產(chǎn)示范線(xiàn)，依托攀鋼建立含釩鐵水轉(zhuǎn)爐特殊鋼棒線(xiàn)材生產(chǎn)示范線(xiàn)。

 

高品質(zhì)特殊鋼新型短流程生產(chǎn)線(xiàn)。該項(xiàng)目由江蘇沙鋼集團(tuán)有限公司牽頭承擔(dān)，重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)鑄軋裝備技術(shù)和特厚鋼板生產(chǎn)技術(shù)，解決高品質(zhì)硅鋼、火電機(jī)組用鋼、海洋平臺(tái)用鋼等高品質(zhì)鋼高效生產(chǎn)問(wèn)題，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。該項(xiàng)目主要包括高品質(zhì)硅鋼鑄軋生產(chǎn)流程關(guān)鍵技術(shù)集成及示范、特厚鋼生產(chǎn)流程關(guān)鍵技術(shù)集成與應(yīng)用示范兩個(gè)方向。

 

高品質(zhì)硅鋼鑄軋生產(chǎn)流程關(guān)鍵技術(shù)集成及示范，將圍繞薄帶鑄軋硅鋼工業(yè)化過(guò)程中的各種主要問(wèn)題，重點(diǎn)完成關(guān)鍵設(shè)備開(kāi)發(fā)與產(chǎn)線(xiàn)布置設(shè)計(jì)、核心技術(shù)的移植和再開(kāi)發(fā)；針對(duì)工業(yè)化薄帶鑄軋生產(chǎn)流程，最終實(shí)現(xiàn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代硅鋼生產(chǎn)流程的集成、創(chuàng)新和示范。特厚鋼生產(chǎn)流程關(guān)鍵技術(shù)集成與應(yīng)用示范，擬通過(guò)開(kāi)發(fā)低能耗、高效率、高潔凈的特殊鋼冶煉、凝固和熱加工等系列關(guān)鍵技術(shù)，形成具有國(guó)際先進(jìn)水平的特厚板生產(chǎn)工藝流程，依托新余鋼鐵集團(tuán)有限公司建立特厚板生產(chǎn)示范線(xiàn)（板坯最大厚度420mm，板材厚度≥100mm），以實(shí)現(xiàn)特厚板生產(chǎn)線(xiàn)技術(shù)、流程創(chuàng)新和集成，支撐特殊鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展，增強(qiáng)特殊鋼產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

 

考核指標(biāo)追求高效、低能、高潔凈度

 

該項(xiàng)目確立了考核指標(biāo)，包括約束性指標(biāo)與預(yù)期性指標(biāo)。

 

約束性指標(biāo)有三項(xiàng)：一是典型鋼種的潔凈度生產(chǎn)水平。例如軸承鋼（GCr15）：T.O≤6ppm，夾雜物級(jí)別總和（A+B+C+D+Ds）≤2.0，鋼材高周疲勞壽命≥108。二是新建的薄帶硅鋼鑄軋生產(chǎn)示范線(xiàn)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定連續(xù)澆鑄300噸以上合格產(chǎn)品，規(guī)格為厚度1.0mm~2.5mm、寬度1050mm~1250mm，品種為3.5%Si的硅鋼，質(zhì)量達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。三是建立1臺(tái)1流特厚板坯連鑄機(jī)關(guān)鍵設(shè)備示范，生產(chǎn)板坯厚度300mm～420mm、寬度1600mm～2400mm，工作拉速為0.45m/min~0.9m/min，板坯質(zhì)量達(dá)到中心疏松和中間裂紋≤1.0級(jí)，中心偏析≤C2.0級(jí)，合格率≥90%。

 

預(yù)期性指標(biāo)有四項(xiàng)：一是生產(chǎn)效率比傳統(tǒng)電爐流程提高30%；二是噸鋼綜合能耗比傳統(tǒng)流程降低20%；三是形成薄帶硅鋼鑄軋生產(chǎn)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，工序節(jié)能50%；四是形成特厚板坯（420mm）連鑄機(jī)關(guān)鍵技術(shù)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，年生產(chǎn)規(guī)模120萬(wàn)噸，生產(chǎn)出典型特厚板品種，性能滿(mǎn)足相關(guān)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)要求。

 

通過(guò)攻關(guān)，該項(xiàng)目將形成具有國(guó)際先進(jìn)水平的生產(chǎn)工藝流程示范線(xiàn)：依托東北特殊鋼公司建立轉(zhuǎn)爐流程特殊鋼棒線(xiàn)材生產(chǎn)示范線(xiàn)，依托新冶鋼建立電爐（鐵水+廢鋼）特殊鋼流程棒線(xiàn)材生產(chǎn)示范線(xiàn)，依托攀鋼建立含釩鐵水轉(zhuǎn)爐特殊鋼棒線(xiàn)材生產(chǎn)示范線(xiàn)，依托江蘇沙鋼集團(tuán)有限公司建立硅鋼鑄軋生產(chǎn)示范線(xiàn)，依托新余鋼鐵集團(tuán)有限公司建立特厚板生產(chǎn)示范線(xiàn)。

 

階段性進(jìn)展增強(qiáng)發(fā)展后勁

 

該項(xiàng)目現(xiàn)已取得了階段性進(jìn)展，為今后的研究開(kāi)發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，具體包括以下幾個(gè)方面：

 

一是研究解決了脫磷過(guò)程中碳氧化燒損嚴(yán)重的技術(shù)難題。與日本和歌山、我國(guó)京唐鋼鐵廠(chǎng)采用的轉(zhuǎn)爐“三脫”預(yù)處理工藝相比，處理終點(diǎn)[C]從3.2%提高到3.8%；實(shí)現(xiàn)“三脫”過(guò)程中同時(shí)脫磷、脫硫，解決了轉(zhuǎn)爐“三脫”回硫的技術(shù)難題，脫磷、脫硫率可穩(wěn)定達(dá)到70%以上，終點(diǎn)[P]≤0.02%，[S]≤0.005%；研究轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中錳的燒損規(guī)律，將錳的燒損率從90%降低到50%以?xún)?nèi)；通過(guò)擴(kuò)大浸漬管直徑、真空室容積和加強(qiáng)攪拌氣體等措施，提高界面反應(yīng)速度。

 

二是開(kāi)展了“鐵水脫硫—轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)吹—RH精煉—小方坯連鑄”生產(chǎn)高品質(zhì)軸承鋼的工業(yè)試驗(yàn)，鋼中T.O平均為8ppm，夾雜物達(dá)到國(guó)標(biāo)要求，但與項(xiàng)目考核指標(biāo)尚有一定差距；開(kāi)展了提釩脫鈦工藝研究，與傳統(tǒng)工藝相比，成品鈦含量可降低10ppm~20ppm；開(kāi)展了轉(zhuǎn)爐內(nèi)熔化高碳鉻鐵的新工藝試驗(yàn)，鉻收得率達(dá)到65%。

 

三是已投資464萬(wàn)元購(gòu)置課題開(kāi)展所必需的大型差溫?zé)崽幚頎t、31.5MN油壓機(jī)等大型試驗(yàn)設(shè)備；完成了特殊鋼棒線(xiàn)材軋輥成分設(shè)計(jì)、CCT曲線(xiàn)測(cè)定、熱壓縮變形規(guī)律和高溫拉伸變形行為等基礎(chǔ)研究工作，以及澆鑄凝固過(guò)程中的數(shù)值模擬計(jì)算，為高速鋼軋輥試制提供了技術(shù)支撐。

 

四是高品質(zhì)硅鋼的機(jī)械設(shè)備、電氣自動(dòng)化、液壓系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)等基本設(shè)計(jì)初步完成，鑄輥、側(cè)封板、水口布流器的設(shè)計(jì)和相關(guān)耐火材料在關(guān)鍵單體技術(shù)方面的研究取得階段性成果，這些關(guān)鍵技術(shù)直接決定了該項(xiàng)目的成功與否和未來(lái)的生產(chǎn)成本；高磁感無(wú)取向硅鋼和普通取向硅鋼的生產(chǎn)技術(shù)路線(xiàn)已經(jīng)完成，高磁感無(wú)取向硅鋼的組織性能控制研究和高磁感取向硅鋼的生產(chǎn)技術(shù)路線(xiàn)研究正在進(jìn)行中。

 

五是進(jìn)行了特厚板典型鋼種———海洋平臺(tái)用鋼———前期研究，對(duì)鋼樣進(jìn)行沖擊實(shí)驗(yàn)并對(duì)斷口進(jìn)行掃描。在沖擊斷口中發(fā)現(xiàn)了少量鈣鋁酸鹽和MnS夾雜物，這會(huì)減弱沖擊性能。在工業(yè)生產(chǎn)中，煉鋼和精煉過(guò)程要注意對(duì)夾雜物數(shù)量和形態(tài)的控制，注意不同合金元素的加入順序并進(jìn)行鈣處理。