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高品质特殊钢大断面连铸关键技术和装备开发与应用 -
高品质大断面特殊钢产品是洁净能源、海洋工程等高端制造业发展的重大需求，其生产技术是衡量一个国家钢铁冶金与装备制造业发展水平的重要标志。基于市场驱动和国家战略需求，项目组历时近十年的产学研跨专业合作、自主开发,创建了特殊钢大断面圆矩坯连铸生产新模式。突破了连铸化生产质量保证、工艺技术和成套装备研发中的系列技术瓶颈，攻克了矫直抗力大、内部与表面质量难以控制等连铸关键技术，创新研发出世界最大规格圆坯和国内最大规格矩形坯特殊钢连铸机。实现了高品质特殊钢大断面产品规模化、洁净化连铸生产与应用。主要创新成果如下：1.针对大断面特殊钢连铸内部疏松和成分偏析控制难题，创新提出钢水注流动量与凝固过热度强化耗散理论，开发出恒温、恒拉速旋流浇铸工艺技术；建立了连铸电磁流体-热-溶质传输耦合模型，揭示了连铸过程宏观偏析形成与分布规律，奠定了大断面连铸工艺与产品内部均质性控制的理论基础。2.针对特殊钢连铸变形抗力大和极易出现表面裂纹难题，基于对特殊钢铸态高温热物理、热塑性及其组织相关性的深入研究,开发出大断面小曲率、超弱冷和高温低应变连续矫直技术，以及在线保温、下线控温热装等成套先进工艺，为消除特殊钢大断面连铸与热装过程表面裂纹提供了可靠技术保障。3.针对特大断面特殊钢连铸装备空缺与设计难题，开发了独有的大断面结晶器、仿弧液压振动单元、拉矫与轻压下机组等关键设备，创新设计大断面铸机辊列、工艺技术和二冷动态控制系统，首创了世界最大规格全弧形特殊钢连铸机，并建立了基于CAE分析的铸机设计新体系和技术规范。为突破传统模铸生产模式、实现大断面特殊钢连铸化高效生产提供了先进的装备保障。4.针对高端制造业紧缺的各类大断面高品质特殊钢产品，开发了涵盖钢水精炼、保护浇注和多炉连浇等连铸生产技术，创建了系列钢种及其不同断面规格的圆矩坯连铸生产核心工艺和专有技术、开发应用铸坯质量判定与诊断系统(QES),为连铸流程规模化生产高品质特殊钢产品提供了可靠的生产工艺保障。该项目创建了大断面特殊钢连铸化生产规范体系和新的产业链，培育了国际上特大断面特殊钢连铸产品从无到有的市场。形成了兴澄特钢、新冶钢、东北特钢等6家生产示范基地。开发出大口径厚壁超超临界高压锅炉管、超低温洁净能源和海洋工程用钢等200多个国内外市场紧缺的高品质特殊钢产品，取得国际8大顶级船级社认证，近三年已产生直接经济效益190亿元以上。项目获授权专利11项、软件著作权4项、发表论文23篇，主持或参与起草连铸工程设计规范、特殊钢产品标准和法规3部。成果获行业和省部级特等奖1项、一等奖3项。超大断面特殊钢圆坯连铸技术达到国际领先，并被列为《钢铁工业“十二五”发展规划》重点发展技术之一。该项目成果有力推动了特殊钢冶金装备、生产技术和后续高端制造业的整体进步。
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