钒钛筑梦“智”造精品

2015-08-13 11:07 来源: 我的钢铁网

在河北钢铁集团承钢的中国钒钛钢城主题展馆中,一幅名为《炉前攻关》的写实油画引人关注:厚重的背景下,火红的铁水从简陋的高炉铁口奔涌而出,为炉台映射出金红的色调。几名炉前工人用钢钎奋力疏通着铁口,来自全国各地的冶金专家全神贯注地观察着铁水的流动情况,周围的人们难掩心中兴奋,振臂高呼,欢呼雀跃……

画面定格的是1965年8月份那个历史时刻———困扰西方国家100余年的高钛型钒钛磁铁矿高炉冶炼技术难题在承钢破解,在世界冶金发展史上写下了光辉一页,不但为攀枝花钢铁基地建设提供了科学依据、打开了技术通道,而且使承钢从一个名不见经传的钒钛钢厂,一举成为中国钒钛产业化先导企业。该项技术于1979年获得“国家科技发明奖”。

回首来时路,历史铭记着承钢50载峥嵘岁月。几代承钢人秉承创业、创新、创一流的企业传统,胸怀钢铁报国志向,坚持走特色精品之路,不断加快追逐钒钛强企梦的脚步,为推动国家建筑钢筋升级换代和钒钛产业转型发展做出了突出贡献。

引领建筑钢筋升级换代

钒和钛是稀贵战略资源,广泛应用于冶金、化工、电子、能源、医药、航天、航海等领域。承德是我国仅有的两个钒钛磁铁矿资源地之一,目前已探明的钒钛磁铁矿资源约有100亿吨,可供开采利用百年以上。在钢铁产品中添加钒元素,可大大提高钢材强度。根据计算,使用承钢含钒钢筋可节约钢材用量16.7%,如在国内全面推广,年可节约建筑钢材1600余万吨。

依托钒钛资源综合利用起家的承钢,多年来不断发展和完善钒钛磁铁矿冶炼技术、钒的提取技术和加工应用技术。自上世纪八十年代起,通过对热轧带肋钢筋化学成分和生产工艺的改进和优化,承钢研发出性能优良的HRB335E、HRB400E高强抗震螺纹钢筋。2004年6月份,承钢开发的HRB500钢筋通过了中国钢铁工业协会的技术评定,成为国内最早通过技术认定的HRB500高强钢筋生产企业之一。2011年,承钢成功研制出替代进口产品的HRB600精轧钢筋,并攻克超大规格螺纹钢筋生产难题,先后成功开发出Φ50毫米和ф60毫米超大规格的螺纹钢筋,填补了国内空白,实物质量达到国际先进水平,被用户誉为“钢筋之王”。

在此基础上,承钢与中国建筑科学研究院共同承担HRB500钢筋应用推广研究重任,与其联合申报的《HRB500钢筋应用推广研究》被列为住房和城乡建设部2011年科学技术重点项目。2012年,承钢与住房和城乡建设部、工业和信息化部共同开展推广应用高强钢筋示范工作,并以“全国高强钢筋推广应用首批示范企业”的身份再次担当起示范推广应用高强钢筋的任务。

值得一提的是,承钢着力推进技术创新,努力抢占钒钛冶炼技术高地。他们采用含钒铁水对盘螺、螺纹钢筋分别进行铁水直接合金化工艺创新试验,成功研发具有自主知识产权的钢水微合金化工艺,实现了短流程、低成本、高质高效生产,进一步促进了国内高强钢筋的推广应用。

目前,承钢绝大部分产品采用钒微合金化工艺生产,产品规格覆盖ф6毫米~ф60毫米,成为国内生产热轧带肋钢筋品种、规格最全的企业和中国建筑钢筋升级换代的先导企业。“燕山牌”螺纹钢筋连续多年全国销量领先,产品成功应用于中央电视台新址、国家大剧院、鸟巢、水立方、青藏铁路、中国尊等国家重点工程中。同时,承钢含钒高强抗震钢筋受到核电项目青睐,产品先后应用于红沿河核电站、阳江核电站、台山核电站等多个核电项目建设。据统计,承钢含钒高强抗震钢筋占国内核电工程用钢市场份额的20%以上。此外,承钢含钒高强抗震钢筋远销东南亚、非洲、拉丁美洲等多个国家和地区,过硬的产品质量受到国外用户的充分肯定和广泛赞誉。

推进钢铁产品深加工

从投产初期只能生产中等厚度的“大路货”到实现1.2毫米极薄规格卷板的批量生产;从品种钢以SS400为主,到覆盖管线钢、汽车用钢等多种类、多牌号;从最初的品种钢月出口比例不足10%,到最高时的近70%,短短几年的时间,承钢就将1780热轧卷板生产线打造成一条特色精品产线,钒钛特色卷板成功走出国门。

2007年,承钢建设了1780热轧卷板生产线。此前,承钢在棒线类产品加钒方面拥有较为成熟的经验和工艺技术,但钒钛卷板的冶炼和轧制在当时还是一个新的命题。于是,该生产线一投产,破解技术瓶颈就成为重中之重:一项项钒钛卷板技术攻关课题快速立项,一名名钒钛领域技术专家迅速集结,一个个攻关队紧锣密鼓地展开攻关。

例如,“钒钛铌复合微合金化工艺在高强卷板中的研究与应用”通过采用微合金化技术,明确了钒、钛、铌元素结构比例对钢材性能的影响,优化了高强卷板的综合性能,逐渐降低了炼钢成本,成功开发出以Q550E、C380CL、C77BL为代表的高强钢和汽车用钢。通过对设备功能的完善和设备精度的提升,卷板减薄攻关不断取得突破性进展,3.0毫米、1.6毫米、1.4毫米、1.2毫米,极薄规格卷板的成功轧制和批量生产,承钢仅用1年多就使薄规格产品占据了出口产品的“龙头”位置,并多次迎来国外的回头客。

近年来,承钢大力推进改革创新,坚持“以市场为导向、以用户为中心”,将优质人才向产线倾斜,充分激发科研人员热情。通过与首钢、河北钢铁集团唐钢、鞍钢鲅鱼圈等企业进行产品对标,承钢及时调整1780生产线品种结构,在原有基础上先后开发成功焊瓶、链条、金刚石锯片、汽车减震弹簧用钢,以及耐候钢、马口铁、硅钢、高强度汽车大梁钢等50多个新品种;同时,大力开发和优化美标、欧标、日标、德标卷板,形成了国外标准产品的系列化生产,提升了钒钛卷板的出口份额,月出口卷板比例不断攀高。

科技进步成为绿色制造新引擎

在钒钛磁铁矿高炉冶炼试验取得成功后,承钢又开始了半钢炼钢的探索,启动了钒钛铁水转炉提钒技术攻关,并成功跳出侧吹空气提钒工艺的漩涡,于上世纪90年代中期成功研发顶底复吹提钒新技术。1999年4月份,随着4号转炉投产,承钢的提钒技术也进入到第三代,顶底侧复吹技术使钒回收率提高到80%以上,破解了“熔池反应动力学条件差”这一世界级的冶炼提钒技术难题,使承钢在转炉提钒技术领域跻身国际一线阵营。

从2006年起,承钢先后建成3座世界容积最大的2500立方米钒钛磁铁矿冶炼高炉,并通过实施大喷煤、高富氧、高风压、高风温、缩短出铁周期、风水淬渣法、多铁口出铁等创新举措,冶炼工艺技术日臻完善。截至目前,承钢2500立方米钒钛磁铁矿冶炼高炉最长稳定周期达到30个月,吨铁成本达到国内同类型高炉领先水平,为世界钒钛磁铁矿高炉冶炼技术升级做出了重要贡献。

2010年以来,承钢在国际上首次将电硅热法与电铝热法两种钒铁生产工艺,通过技术集成,实施一体化设计,建成了世界首条万吨级全系列钒铁清洁生产线。目前,承钢亚熔盐建设项目已全面启动,建成后,将成为世界上首条亚熔盐生产线。此外,他们创新研发的“三步法”生产高纯度粉剂五氧化二钒工艺技术,填补了世界空白;自主研制的钒电池电解液获得成功后,为钒电池生产的产业化扫清了障碍,进一步拓展了钒产品的应用领域。

2012年,承钢相继完成了“十二五”国家科技支撑项目《钒系列合金材料高效制备及产业化技术研究》和《开发航空航天级钒铝合金系列产品产业化制备技术及其检验标准》课题研究,实现了氮化钒铁、竖炉氮化钒、航空航天级钒铝合金等稀贵金属材料的高效清洁制备与产业化开发,提高了我国钒钛磁铁矿资源伴生元素的延伸与利用率。

2013年,承钢起草的《氮化钒铁》首个国家标准通过审定。承钢与中国科学院过程研究所共同承担的国家“863”计划课题———《高毒性含铬废渣无害化处置与资源化利用关键技术研究》顺利通过了国家科技部验收。同期,承钢建成千吨级提钒尾渣综合利用示范工程;首次承担973计划项目———《共伴生难处理两性金属资源高效清洁转化综合利用基础研究》课题。

截至目前,承钢已拥有逾200项国家专利技术,以及转炉顶底复吹提钒工艺、半钢炼钢工艺、钒渣直接合金化等一批具有自主知识产权的新技术。


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