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宝钢薄带连铸产业化技术攻关纪实

2015-11-26 9:46:36

      1856年,伦敦郊外的圣潘克拉斯钢厂,英国冶金学家亨利·贝塞曼进行了一次并不引人注目的试验,他将金属溶液注入两个辊子之间,成功地铸成了金属板。这位转炉炼钢的发明者肯定不会想到,这次在当时并不起眼的试验却成为了人类冶金史上开天辟地的一个尝试。这一年,亨利·贝塞曼提出了薄带连铸的设想。这便是薄带连铸技术最早的雏形。
      限于当时的技术条件,这次成功的实验后,这项技术的发展长期处于停滞状态。但尽管如此,亨利·贝塞曼却打开了一扇窗,为后人提供了无穷的想象空间和可能性。在此后150多年的时间里,无数的钢铁工作者一直努力试图将这一设想变为工业化生产的现实。薄带连铸,成为了他们毕生的追求与梦想。在中国宝钢,也有这样的一群追梦人。
      梦想的求索 责任的担当
      新世纪初始,正是我国钢铁工业飞速发展之时。钢铁产量稳居世界第一,并已从净进口国一跃变成净出口国。但是,钢铁工业高速发展所带来的高能耗、高排放、高污染已经引起了有识之士的关注,从钢铁大国到钢铁强国的转型,成为了中国钢铁业界的共识。
      薄带连铸技术对传统的钢铁制造工艺而言,它将连续浇铸、轧制工艺集成为一体,可以在短短几十秒的时间内一次性形成工业产品。薄带连铸技术简化了生产工序,缩短了生产周期。在能耗、环保指标渐成钢铁业“难以承受之重”时,薄带连铸节能、环保、绿色的优势就愈发明显。此外,利用薄带连铸技术快速凝固特点,还可以生产出传统工艺难以轧制的材料以及具有特殊性能的新材料。
      2001年,宝钢薄带连铸“元年”。这年春天,国内钢铁业界权威齐聚北京,宝钢在这里举行薄带连铸技术咨询会。尽管还有争论,但是会议很快就达成了共识——薄带连铸是冶金人的梦想,是钢铁技术发展的方向。而宝钢,尽管面对着一个几乎空白的技术领域,却义无反顾地迈出了第一步。知其难而为之,只为一个梦想的求索,只为一份责任的担当。这一年,宝钢启动薄带连铸产业化研究项目。
      一个争议不断的“非共识”项目
      薄带连铸技术之难,可谓“难于上青天”。其技术难度之大、控制之难,无论投入多么巨大,付出多少艰辛,但仿佛就是一场永无止境的试炼,很难看到成果。上世纪70年代,全球石油危机爆发后,人们意识到了能源紧缺的危机,更加致力于这项革命性节能技术研究。几乎所有发达国家的大型钢铁企业都对此进行了巨大的投入。但时至今日,真正实现薄带连铸商业化生产的,全球只有一家企业,可见其技术难度之高。
      因此,对薄带连铸技术的争论从来就没有停止过,是一个非共识类科研项目。无论从技术层面还是从效益角度,这个项目的投入自始至终伴随着争议。
      疑问始终存在。新世纪初,全球钢铁业界几乎都走在规模化发展之路上,一个又一个体量庞大的钢铁联合企业不断应运而生。而薄带连铸一条产线的规模仅仅50万吨,难有规模效应。当时的钢铁行业,还处于“暴利时代”,薄带连铸技术在当时还不成熟,从效益的角度来说,这样无法预期未来的投入,的确存在一定的风险。但是,宝钢坚定地认为,宝钢不仅要经济效益,也要为推动中国钢铁工业的发展助力。而且,随着国民经济的快速增长,钢铁业高能耗、高排放的短板,已经成为一把高悬在头顶的达摩克里斯之剑,迟早会成为发展的障碍。
      百转千回磨一剑
      2001年立项之初,项目团队仅有的研究基础是原上海钢研所的一个实验室。团队成员至今还很难忘记与一家知名制造商合作遭拒的往事。那天,在机场候机楼的一个会议室里,最后一次谈判无果而终。外方代表的意思很清楚,在薄带连铸技术上,宝钢还没有拿出任何令人信服的东西,作为一家全球知名的制造商,他们无法承担这样的风险。的确,当时的宝钢,就是这样的情况。而且,国外一些在薄带连铸技术上的先行企业,对技术讳莫如深。
      华山路一条,唯有自主开发!两年时间,宝钢便克服了所有的困难,建成了国内首条包括EAF、LF、VOD精炼在内的、具有完备数据检测手段的薄带连铸连轧中试线,开始了产业化关键技术的攻关。其中的艰辛,“如鱼饮水,冷暖自知”。
      2005年,中试线成功实现不锈钢浇铸、卷取应用试验;2007年,成功实现低碳钢浇铸、卷取应用试验。正当项目团队一步一个脚印地前行之时,2008年,全球金融危机来袭,薄带连铸这个“新生儿”命运多舛,产业化项目不得不暂停。把产业化作为科研项目最高目标的项目团队成员们,一时间充满了迷惑。但是大家并没有停下脚步,公司领导也没有停止关注的目光,而是尽一切可能为项目团队的实验室研究创造条件。2012年,国内第一条薄带连铸工业化示范生产线在宝钢投入建设。2014年3月,工业化示范线热负荷试车一次成功。当年9月,成功实现200吨钢水的连浇、轧制和卷取;11月,成功稳定生产出0.9毫米超薄厚度热轧带钢。2015年,这条全新的薄带连铸生产线已经生产出超薄规格集装箱用钢等产品。
      路漫漫其修远
      炙热的钢水从钢包中飞泻而出,在结晶辊间迅速游走,源源不断,宛若一条长啸而起的火龙,直奔轧机而去。目睹此情此景,全国薄带连铸技术的权威,东北大学王国栋院士在宝钢薄带连铸生产线的浇铸现场连声说道,太震撼了,太震撼了!已近耄耋之年的院士,在生产现场跑上跑下,兴奋之情溢于言表。对他来说,一辈子的梦想,在宝钢实现了。
      整整15个年头的攻关,宝钢形成了从工艺、设备、控制、产品、技术服务的薄带连铸产业化全套核心技术。其中专利申请受理153件,授权105件,技术秘密63件。在薄带连铸“亚快速凝固控制、布流控制、侧封控制”三大关键技术上,宝钢还形成了独有的工艺技术优势。生产的产品已经成功被集装箱制造企业等用户所接受,并给予了很高的评价。
      但是对于薄带连铸项目团队来说,这仅仅是一个起点。项目团队负责人认为,“宝钢薄带连铸项目必须回答两个问题,其一,技术难点能不能攻克;其二,能不能产生良好的经济效益。目前全球真正实现商业化生产的只有一家公司,宝钢还处在工业化示范生产阶段。这就是差距,对我们来说,一切刚刚起步。” (信息来源:宝钢新闻中心)




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