钢铁共性技术协同创新中心
新一轮建设启动
2月20日，新一轮钢铁共性技术协同创新中心（以下简称中心）建设正式启动。 中心将依托工艺装备研发和高端产品开发两大平台，坚持“四个导向”，聚焦钢铁行业关键共性技术和前沿领先技术，生产通过“四维协同”机制培育一批重大原创科技成果，培养造就一批创新人才，推动一批科技成果落地转化，为建设我国钢铁强国做出贡献产业成为国际领先的产业集群。 围绕工艺与装备研发平台九大研发方向的关键技术内容、研发思路和实施方案，本报专门整理了相关报道，以飨读者！
项目背景
我国“十四五”规划提出，推动钢铁产业布局优化和结构调整，推动优质特殊钢、高性能合金、高温合金等先进金属材料取得突破。 “特种钢冶金工艺及装备技术”项目是“2011计划”钢铁共性技术协同创新中心的研究重点之一。 将重点开展高性能特殊钢冶炼理论与关键技术、高性能不锈钢研发、新一代特种冶金工艺及装备技术研究（图1）及相应中试平台建设等技术研发和应用推广方面将推动我国特钢产业结构调整，增强自主创新能力和产品市场竞争力，满足我国高端装备制造业高性能需求。 物资的迫切需求具有战略意义。
特钢冶金技术与装备研究进展
项目团队长期从事新型特钢冶炼技术和常规特钢冶金工艺理论的研究与开发，取得了多项重要进展和突破，具体如下：
1）在高性能特殊钢冶炼理论和关键技术方面，开发了优质轴承钢超低O、Ti、Ca、Ds夹杂物控制技术，荣获2021年度冶金科学技术二等奖进步奖； 我们还开发了优质轴承钢。 优质齿轮钢超低氧及夹杂物形态控制技术、超高强度（）悬挂弹簧钢及塑性夹杂物控制技术、第三代非调质钢夹杂物形态控制技术、连铸和电渣两种工艺优质阀门钢超低氧和Ds夹杂物控制技术、钢帘线和切割丝的微合金强化和塑性夹杂物控制技术、优质模具钢的稀土和镁处理控制碳化物等技术。
2）在高性能不锈钢研发方面，在国内首次研制了加压冶金关键设备中试、中试，创造了加压气相氮合金化工艺理论和关键技术，建成吨级中试基地； 攻克了超级不锈钢气相增氮及精准控氮、高洁净冶炼、优质高产成套热处理、精密热处理等一系列关键技术，实现了规模化生产，超级不锈钢产品系列化、规格多样化。 在石化行业已广泛应用于环保、海洋、核电等多个领域，解决了我国重大工程及装备“超级不锈钢”短缺的关键通性问题，荣获2021年辽宁省科学技术进步奖一等奖。
3）在新一代特种冶金技术和装备技术方面，突破了传统电渣工艺的局限性，创造了稳定的超高洁净度控制（CSP）和超快速冷却和冷却的全参数工艺。最佳熔化速度。 熔池均匀凝固（SCOM）理论，同时自主研发了整套高清洁、高均匀电渣重熔技术、特厚板坯和特大型钢锭电渣重熔技术、半连续电渣重熔技术实心和空心钢锭成套技术装备和电渣重熔工艺节能除氟技术四项创新技术荣获2019年国家科技进步奖一等奖； 建成首座“绿色智能全废连续装料电弧炉-精炼-连续”。 铸直轧”生产线，整体生产指标达到国际领先水平，被《世界金属导报》评为“2021年世界钢铁行业十大技术新闻”。
4）在大型特钢冶金材料中试平台建设、车间、厂房设计与建设以及真空脱气炉、真空空气保护电渣炉、真空压力感应炉等设备建设方面、真空自耗炉已建成，初步具备科研和生产能力，一期工程将于2022年10月建成投产。
待开发关键技术
3.1 高性能特殊钢冶炼理论与关键技术
开展特种钢棒线材制备关键技术研究，开发含低熔点元素硒、碲化铋的高温渗碳齿轮钢制备技术、轴承钢中Ds夹杂物的形成机理及控制技术，弹簧钢技术夹杂物塑化机理及控制技术、非调质钢稀土镁处理关键技术； 特种钢棒、线材、锻材的高洁净冶炼和高均匀化凝固控制、热加工和使用性能研究，以及优质特殊钢的大型连铸和模铸内冷凝固（结晶器和钢锭模喂料带）、大圆坯连铸和大钢锭喂料新技术可显着提高大断面连铸和模铸凝固质量，实现在汽车、轨道交通、风电等领域的应用、机器人等领域。 高端装备用特殊钢重点品种开发并稳定生产。
3.2 高性能不锈钢的研发
开发疲劳寿命高、断裂韧性和耐腐蚀性优良的第三代航空轴承用高氮马氏体不锈钢； 开发深度脱气、去除夹杂物的特种冶金新工艺以及配套加工和表面处理工艺，实现半导体装备用超纯不锈钢规模化生产； 采用“连铸→电渣重熔板坯→轧制→溶液酸洗”工艺开发第四代核电用高性能奥氏体不锈钢，关键技术包括铁素体含量、窄成分及清洁度控制、晶粒度均匀性控制等。 通过上述研究，为航空航天、核电、集成电路装备、石油化工、节能环保、海洋装备等高端装备制造提供物质支撑。
3.3 新一代特种冶金技术及装备技术研究
为解决传统单一材质合金轧辊无法同时满足耐磨性和韧性要求的技术问题，开展电渣重熔复合轧辊成套设备及工艺技术研究，低成本复合轧辊开发符合双重标准的设备和技术； 针对模具钢、高铁轴承钢等高端特殊钢材料的高端“卡颈”技术，解决超高洁净度和均质化技术难题，研发新一代真空感应熔炼、电渣重熔（导电结晶器、旋转电极电解液渣重熔、连铸电渣重熔）和真空自耗电弧重熔等特种冶金技术，可满足高端用户的材质要求； 传统电弧炉难以满足我国钢铁工业快速实现“双碳”目标的需要 根据战略要求，发展含氢等离子电炉和精炼炉设备及工艺技术，开发新一代以“低碳低氧”冶炼和“零夹杂”高效高洁净精炼为核心的绿色高效炼钢关键技术。
3.4 试点平台建设
依托东大大学（神府）工业技术研究院，建成特钢冶金材料大型中试平台，开发集“绿色制氢-制氢”于一体的“零碳钢”关键短流程关键技术冶金—特钢冶金”及重大装备，实现氢冶金和年产万吨高端特钢冶金关键技术试点示范、成果转化和推广应用，打通“最后一公里”促进成果转化，促进学术、研究、产业和应用协调发展。
研究计划
◆2023年：系统开展特钢冶金技术和装备技术理论研究。 阐明优质特种钢棒线材高洁净冶炼和高均匀化凝固理论，明确合金成分与高强韧性的匹配关系，建立高性能不锈钢高洁净冶炼相关理论钢，氮含量的精确控制，以及热加工和热处理。 、双金属复合轧辊制备、高端工模具钢和高铁轴承钢以及含氢等离子感应炉和精炼炉工艺理论等方面取得突破。
◆ 2024-2025年：发展特钢冶金工艺及装备技术。 攻克特种钢棒线材夹杂物控制技术、超级不锈钢氮合金化及氮含量精确控制、高洁净冶炼及偏析控制等关键共性技术，电渣重熔、真空电弧重熔等特种冶炼技术，完成相关新技术。 完成技术及专有工艺路线的工业试验和东大（神府）产业技术研究院中试平台建设。 全面开展典型特钢品种夹杂物及凝固组织控制机理研究，掌握制备高端特钢材料的核心技术，并在相应厂家推广应用。
◆2026-2027年：建设关键工艺及装备应用示范线，开展产业应用推广。 计划在特钢企业推广应用特钢棒线材冶炼技术，建设1-2条汽车用高等级特钢生产示范线，形成稳定批量供货能力。 由此产生的应用产品包括轴承钢、齿轮钢、非调质钢。 、弹簧钢等； 计划在不锈钢企业推广应用高性能不锈钢的研发，建设2-3条高性能不锈钢示范线。 所得应用产品包括航空高氮马氏体不锈钢轴承钢、耐热不锈钢、超级奥氏体不锈钢等。 IC设备关键部件用不锈钢、超纯不锈钢等； 计划在特种冶金企业推广应用新一代特种冶金技术和装备技术，建设2-4条特种冶金示范线。 形成的应用产品包括高端轴承钢、工模具钢、高温合金、精密合金等。在全国推广应用特钢冶金新技术的同时，我们将进一步深入钻研相关理论，完善相关内容，包括理论、设备、技术等，构建理论体系。
预期结果
“特殊钢冶金工艺及装备技术”项目依托特种冶金和常规特殊钢冶金两大主流生产工艺，制备高性能特殊钢和特种合金。 通过发展高性能特殊钢冶炼理论和关键技术、高性能不锈钢的研发、新一代特种冶金工艺和装备技术的研究以及相应中试平台的建设，力争突破一批高性能特殊钢及特种合金制备关键核心技术和装备，建设高水平中试平台，推动我国特钢产业结构调整和发展优化升级，满足国民经济发展和国家安全的重大需要。 通过该项目的实施，将打造一支高水平的特殊钢和特殊合金创新研发团队，形成一批高端特殊钢和特殊合金制备理论和关键技术。 技术指标和产品质量将达到国际先进水平。 项目实施期间，已建立5条以上生产示范线，累计生产各类高端特殊钢及特种合金10万吨以上，特钢企业利润超亿元。
特钢冶金技术与装备
《世界金属导报》
2023年第16期 B05