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原来这么牛!田志凌介绍我国高性能先进钢铁材料开发应用进展

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中国冶金报 中国钢铁新闻网

10月15日,第十二届中国钢铁年会在北京会议中心举办。会上,中国钢研科技集团有限公司副总经理、钢铁研究总院院长田志凌介绍了钢铁研究总院在钢铁材料品种开发和应用方面的相关进展,主要涉及管线钢、轴承钢、新型耐磨钢、新型耐热钢、高铁车轮用钢、模具钢、超高强度钢等。

记者 徐可可

田志凌介绍:

“我们不能再走规模扩张的老路,我们也不能再延续引进消化吸收的发展模式,因为我们已经向这个世界学习了太多太多的东西,应该创造点新的东西奉献给这个世界了。”

在管线钢方面,钢铁研究总院管线钢团队通过对材料微观组织、强韧化机制的研究,发现了变形奥氏体的尺寸控制与DWTT性能的相关性,为解决高强厚规格管线钢断裂韧性控制难题奠定了理论基础,同时通过对管线钢全流程组织细化和均匀化控制技术的研究,突破了高强厚规格管线钢的强韧塑匹配控制技术,为新一代高性能管线生产提供了技术支持。

“如果说中国钢铁要走进新时代,衡量的主要标志就是能否为这个世界创造出全新的产品、全新的技术、全新的流程,也包括适应新时代的新模式、新业态。我相信,中国钢铁人不仅能改变中国钢铁的面貌,而且能够成为世界钢铁技术进步的驱动者和创造者。”

在此基础上,钢铁研究总院系统地研究了合金元素和工艺制度对管线钢组织性能的影响规律,确定了不同类型管线钢的合金设计准则、工艺路线,并与国内重点钢企合作开发出了厚规格管线钢、经济型X80管线钢、X90/X100超高强度管线钢等高性能管线钢产品,现已实现了批量、稳定化生产。同时,钢铁研究总院开发出了深海管线钢、低温管线钢、抗大变形管线钢、耐腐蚀管线钢等各种特殊性能要求的管线钢品种,保障了国家管道工程建设和能源安全。此外,连续油井管热轧钢带及连续油井管制管技术、可膨胀管技术等已得到实验和应用。

“中国的钢铁技术发展历史走到今天,前人走过的路我们差不多都走完了,为了实现中国钢铁业的健康发展和持续繁荣,除了创新,我们已经无路可走!”

在轴承钢氧含量与接触疲劳寿命关系方面,钢铁研究总院取得重大进展,发现基体组织和碳化物双细化可以大幅度提高疲劳寿命,并通过开发出基体组织和碳化物双细化热处理技术,将轴承钢的接触疲劳寿命提高到了原来的5倍。

10月15日,在由中国金属学会主办的第十二届中国钢铁年会上,中国钢铁工业协会党委书记何文波在为大会致辞时,围绕“聚焦创新引领,瞄准高质量发展,共同建设现代化钢铁强国”的主题,对中国钢铁工业如何走好科技创新之路做了深入阐释。

同时,钢铁研究总院还完成了轴承钢均质化新型控轧控冷工艺的研究,形成轴承钢组织和碳化物均质化控制技术。并通过非均匀温度场下的模拟轧制试验,发现该技术可以实现钢材整个断面的均匀化与细化。

从科技的角度思考怎样正确选择未来的发展道路

在新型耐磨钢研发方面,钢铁研究总院提出在软基体上引入多尺度超硬TiC颗粒增强耐磨性的合金设计新思路,开发了系列高耐磨钢,在不增加硬度的同时大幅度提升钢材耐磨性;发现高钛耐磨钢中TiC颗粒独特的“微米-亚微米-纳米”三峰分布特征,揭示了其提高耐磨性机理和细晶化作用,并实现了TiC颗粒全流程的有效调控;开发出高钛高耐磨钢连铸-热轧-热处理关键技术,在全球首次实现Ti含量大于0.5%的高钛钢连铸工业化生产。

何文波表示,今年是新中国成立70周年,经过几代钢铁人的不懈努力,特别是改革开放40年来的快速发展,我国从年产钢不足20万吨发展成为占世界钢铁“半壁江山”的钢铁大国,可以说,一路风雨兼程、披荆斩棘,跨越无数艰难险阻,终于建起了全世界规模最大的现代化钢铁生产体系,全面满足了中国经济高速发展的需求,创造了世界钢铁发展史上的奇迹。但是,也必须看到,对照世界先进水平,对照新发展理念的要求,钢铁行业距离“创新引领”“高质量发展”还有很大差距,转型升级还在路上,高质量发展目标还远没有实现。

在新型耐热钢研发方面,620℃以上马氏体耐热钢是世界性技术难题。不过,钢铁研究总院于2012年发明了G115®新型耐热钢,其被全国锅炉压力容器标准化技术委员会2017年评为世界上第一个可商业用于630——650℃超超临界电站制造的马氏体耐热钢。

“面向下一个发展时期,从科技工作的角度,怎样正确选择未来的发展道路,怎样走好未来发展之路,不仅是新时代对钢铁行业提出的命题,更是对我们每一个钢铁从业者、特别是科技工作者提出的命题。”何文波指出。

在高铁车轮用钢方面,区别于欧洲“中碳+超低氧+超低硫”和日本“高碳+超低氧+硫化物包裹氧化物”高铁车轮钢技术,钢铁研究总院提出“中碳+Si-V合金化+超低氧+硫化物包裹氧化物”新型高铁车轮强韧化技术。目前,国产高铁车轮D2的抗拉强度为950MPa级,断裂韧性为80MPa.m1/2级,较早期国产相同强度级别车轮的断裂韧性水平提高30%,强韧性匹配也优于进口欧洲的ER8车轮。

新中国成立以来,中国钢铁人继承善于学习、勇于创新的光荣传统,从几乎完全依赖国外技术装备,到引进吸收再创新、集成创新、自主创新,不断向着装备技术大型化、高效化、自动化、长寿化和生产过程环境友好的方向加速发展,为全行业实现高质量发展奠定了坚实的基础。事实上,至今为止,中国钢铁工业无论是整体发展水平还是成熟度,包括技术的自主性,在各主要工业体系中都是位居前列的,这是所有钢铁行业的从业者特别是广大科技人员应引以为傲的。这些都来自于无数创业者、探索者的艰辛努力和不懈奋斗,受益于中国深化改革和全面对外开放的大格局、大环境。

在模具钢方面,国内首创了H13类热作模具钢等向性提升集成技术,自主设计了“高纯净冶炼-电渣重熔-高温扩散-多向锻造-超细化处理-球化退火” 集成创新工艺。H13钢在国内首次实现达到NADCA #207 Superior quality水平,等向性≥0.8,攻克了行业共性难题。

何文波指出,现在,中国钢铁工业正处在发展的关键时期,钢铁业的决策者们共同面对着市场与技术、流程与布局等正在发生巨大变化的历史性课题。在技术领域,绿色发展和智能制造已成为钢铁业面向未来的两大主题,也是钢铁业实现健康发展和持续繁荣的必由之路。钢铁共性技术的协同开发将在未来产业合作中充分展现成熟产业的理性力量。我们期待着钢铁业在应对全球气候变化中更加有所作为,也期待着关键领域的技术突破能够扮演更加重要的角色。与此同时,随着中国钢铁蓄积量的不断增加,以钢铁资源回收和循环利用为基础的钢铁生产短流程工艺应该得到更多的运用,而钢铁资源再生循环体系的完善将需要社会体系的高度协调。在新发展理念指导下,以深化改革为基础并力促行业提高集中度的新一轮钢铁产业资本结构调整和布局调整正在加速进行。

钢铁研究总院在国内率先开发了满足国际先进标准的高品质压铸模具钢系列化品种,实物质量达到国际先进水平,打破国外垄断,批量替代进口,并成功应用于汽车变速器壳体模具,使用寿命在国内首次突破12万模次。

党的十九大报告指出:“建设现代化经济体系,必须把发展经济的着力点放在实体经济上,把提高供给体系质量作为主攻方向,显著增强我国经济质量优势”。2016年以来,国家大力推进供给侧结构性改革,着力化解钢铁过剩产能,极大缓解了钢铁行业产能过剩矛盾,为钢铁行业高质量发展奠定了良好基础。

在耐蚀合金方面,钢铁研究总院与宝特联合研发,掌握了耐蚀合金大锭型超纯净、均质化控制技术;实现了10吨电渣圆锭极低级别夹杂物控制;解决了易偏析耐蚀合金7吨电渣扁锭的均匀性难题,实现成分均匀、无偏析。

“世界钢铁协会也认为,是中国钢铁业引领了世界钢铁市场的复苏和再平衡。这也说明了,这个体量的中国钢铁,一举一动都会对世界钢铁整体局势产生影响。但是,从当前我国钢铁行业发展情况来看,结构性过剩问题仍然存在。为解决这一问题,我们在巩固去产能成果的同时,还需通过推动质量变革、效率变革、动力变革,增品种、提品质、树品牌,不断完善我国钢铁供给体系,提升供给质量。”何文波表示。

最后,田志凌重点介绍了钢铁研究总院材料数字化研发中心,提出要整合资源,实现研发全流程数据网络化管理,构建面向行业的大数据服务平台,形成行业大数据聚集和服务能力。

走好科技创新之路现阶段要从四方面发力

据悉,中国钢铁年会是中国金属学会主办的两年一次的钢铁行业综合性大型学术盛会,受到国内外钢铁同行的广泛关注,从1997年开始,22年来已成功举办了十一届。本届年会以“创新引领,高质量发展,建设钢铁强国”为主题,围绕冶金与材料理论、工艺、产品、应用及其绿色化、智能化展开交流,研讨冶金学科和钢铁行业发展方向。

何文波指出,站在新的历史方位,特别是在当前全球化受到空前挑战的国际环境下,钢铁行业要肩负起建成钢铁强国的使命,必须以自主创新为战略基点和核心要素,瞄准关键短板发力,走好科技创新之路,持续培育新动能。现阶段需要着力做好以下四个方面工作。

中国金属学会理事长、国务院新材料产业领导小组专家咨询委员会主任干勇院士,中国钢铁工业协会党委书记、常务副会长兼秘书长何文波先生,中国金属学会名誉理事长、年会名誉主席殷瑞钰院士,中国金属学会名誉理事长、年会名誉主席翁宇庆院士,国际标准化组织原主席、中国检验检测创新联合体主席张晓刚先生,太原钢铁有限公司董事会规划委员会副主任王一德院士,北京科技大学周国治院士、谢建新院士,中国钢研科技集团有限公司副总工程师李卫院士,中国宝武钢铁集团总经理胡望明先生,日本制铁株式会社副社长井上昭彦先生,韩国金属和材料学会理事长金成俊先生,中国钢研科技集团有限公司副总经理田志凌先生,东北大学校长赵继教授,中国炼焦行业协会会长崔丕江,中国金属学会副理事长兼秘书长王新江及学会老领导等出席会议。来自国内外钢铁冶金、材料行业200余个单位的领导、专家、学者、管理人员和科技人员1300余人参加了会议。

一是将掌握关键核心技术作为科技创新的主攻方向,把科技创新摆在发展全局的核心位置,着力培育创新发展新动能。我们不能再走规模扩张的老路,我们也不能再延续引进消化吸收的发展模式,因为我们已经向这个世界学习了太多太多的东西,应该创造点新的东西奉献给这个世界了。如果说中国钢铁要走进新时代,衡量的主要标志就是能否为这个世界创造出全新的产品、全新的技术、全新的流程,也包括适应新时代的新模式、新业态。我相信,中国钢铁人不仅能改变中国钢铁的面貌,而且能够成为世界钢铁技术进步的驱动者和创造者。中国的钢铁技术发展历史走到今天,前人走过的路我们差不多都走完了,为了实现中国钢铁业的健康发展和持续繁荣,除了创新,我们已经无路可走!我在宝钢工作时,对研究院科研人员的期望就是“在世界冶金技术发展史上留下宝钢人的印记”。

干勇理事长在致辞中首先代表中国金属学会对长期以来关心和支持中国钢铁工业发展的各位领导和各界朋友表示衷心的感谢。他肯定了我国钢铁工业70年来取得的巨大成就,指出科技创新是钢铁工业持续发展的关键因素。

二是引导钢铁企业加大研发投入,不断夯实钢铁行业科技创新基础,营造科技研发人员敢于创新、乐于创新的发展环境,增强科技创新的发展后劲。全面提升产业基础能力和供应链水平,是中国制造业当前面临的也是今后一段历史时期必须担起的历史性重任。企业是创新的主体,要进一步发挥创新的主导作用。

他表示,综合来看,目前我国钢铁工业拥有高质量发展的物质基础、具备高质量发展的技术和人才条件、也形成了高质量发展的共识,但我国钢铁工业的高质量发展正处于攻坚克难的关键阶段,也面临环境、资源、能源、品种、质量、成本等多方面的严峻挑战。

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