首钢攻克特殊要求厚板炼钢连铸技术

“在全世界都没有可借鉴案例的前提下，想要攻克这些难题谈何容易，但是我们做到了。”在首钢科技与管理创新大会上以《特殊要求厚板炼钢连铸关键技术开发与应用》项目获评首钢科学技术一等奖的首钢技术研究院技术专家、项目组组长刘洋博士对记者说。该项目由首钢技术研究院、首钢京唐共同完成，以京唐钢轧部炼钢连铸产线为依托，实现了特殊要求高合金钢的优质、高效、批量生产，技术水平达到国际先进。

中厚板产品中高合金钢主要应用于交通能源、海洋工程等重大工程建设的核心关键部位，是中厚板产品中制造技术难度最高的产品。此类材料对钢中的磷、硫元素及铸坯质量提出了极为特殊而苛刻的要求，要求磷≤20ppm、硫≤10ppm、板坯中心偏析≤C类1.0级。实现这些指标难度极大，很多都是世界范围内的技术难题，需要进行创造性的理论突破和工艺创新。攻关涉及炼钢连铸各环节诸多技术难题，为攻克这些难题，项目组建了转炉脱磷、精炼技术、连铸工艺三个专项攻关小组，并制定了详细的科研计划，众志成城誓要逾越前面阻挡的“大山”。

转炉内将磷元素脱除至20ppm以下在世界范围内没有先例，业内专家称只存在理论上的可能。面对困难和挑战，由技术研究院吕延春博士、京唐钢轧部作业长王星牵头的转炉攻关小组，从理论突破入手，优化冶炼各阶段操作，反复求证过程可靠程度，经过大量工业实验，最终首创性地开发了低氧化镁、低氧化锰、高碱度的超高磷分配比脱磷渣系，完成了极低磷钢高效冶炼系列技术集成。世界范围内首次采用单转炉冶炼，实现了出钢平均磷含量7.3ppm、成品磷含量10.5ppm的水平。

转炉难题攻克后，面对高合金钢的精炼过程仍然具有很大的难度，由于合金加入量大，钢水温度低、黏度大，精炼脱硫动力学条件严重不足，很难实现极低硫的稳定生产。“我们2013年曾在原首秦公司冶炼生产超高合金钢，整个LF炉精炼周期长达120分钟，而最终硫含量15ppm，对稳定连续生产及产品质量影响很大。”精炼攻关小组骨干、技术研究院李战军回忆说。鉴于此，攻关小组总结之前经验教训，结合迁建京唐后钢轧部精炼LF+VD的工序特点，理论上深入研究了钢水温度、黏度对深脱硫的影响机理，提出了高合金钢高效三阶段深脱硫技术，开发了高流动性高硫容量的精炼渣及底吹强搅拌工艺，最终实现了硫含量≤4.8ppm的稳定批量生产。

翻过冶炼、精炼两座“大山”，最后一个困难就是高合金钢的连铸，不仅要确保浇注安全，还要保证优异的连铸坯质量。技术研究院连铸团队对高合金钢板坯的凝固特性进行系统基础研究，发现高合金钢的导热性差、液相线温度低、固液两相温度区宽、热膨胀系数低、高温强度低等特性不仅给板坯质量控制带来很大难度，也对连铸工序安全生产提出很大挑战。由京唐钢轧部生产技术室主任助理谢翠红、连铸作业长赵晶领衔的连铸攻关小组倍感压力，一旦发生漏钢事故，无论成本还是信心都会给企业带来不可估量的损失。面对困难，京唐钢轧部领导王国连、胡显堂指挥部署，连铸过程每个环节都论证到位，整个攻关过程开发了结晶器窄面倒锥度、二冷制度、非正弦振动等整套连铸工艺，首次开发了厚板坯凝固末端两相区及固相协同轻压下工艺，实现了高合金钢板坯表面裂纹缺陷率≤0.5%、中心偏析≤C类1.0级的高水平。

如今，集团基于《特殊要求厚板炼钢连铸关键技术开发与应用》项目所形成的技术和创新，成功应用于9Ni、Q690qE-H、X80-G等中板高合金类高端产品的生产，成品杂质元素含量、板坯裂纹发生率及中心偏析等指标均优于世界先进企业。

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