近日，經(jīng)中國船舶集團公司第七二五研究所評定，南鋼生產(chǎn)的100毫米厚EH47、EH40集裝箱船用止裂鋼（零下10攝氏度）止裂韌性遠高于各國船級社規(guī)范要求，標志著南鋼成為國內(nèi)第一家成功開發(fā)100毫米厚集裝箱船用止裂鋼的企業(yè)，打破國外企業(yè)的技術(shù)壁壘。

隨著全球貿(mào)易的發(fā)展，海上貨物運輸量不斷增加，為追求更高的船舶運輸效率，集裝箱船不斷向大型化和超大型化發(fā)展。為了解決大型集裝箱船開裂的問題，集裝箱船用止裂鋼應(yīng)運而生。盡管國內(nèi)鋼鐵企業(yè)已成功開發(fā)此類產(chǎn)品，但還不能完全滿足市場需求，性能水平與國際頂級水平相比還有一定差距。在國家需要重點突破的七大類鋼鐵新材料清單中，排在第一的是“海洋工程裝備及高技術(shù)船舶用材料”，其中“加快高止裂厚鋼板等品種開發(fā)”赫然在列。足見開發(fā)止裂鋼的重要性、緊迫性。

2014年，南鋼開始研發(fā)止裂鋼。南鋼研究院承擔高端海工鋼新產(chǎn)品研發(fā)和市場推廣工作，其中止裂鋼研發(fā)團隊薈萃了以陳林恒博士、邱保文博士、趙晉斌博士為首的人才隊伍。該隊伍通過對化學(xué)成分設(shè)計、潔凈鋼冶煉、高質(zhì)量板坯連鑄、特厚板控制及冷卻控制技術(shù)等進行研究和攻關(guān)，相繼攻克80毫米、92毫米、100毫米厚止裂鋼生產(chǎn)技術(shù)難題，鋼板止裂韌性超越了國外產(chǎn)品，為中國鋼鐵企業(yè)逐鹿國際止裂鋼市場創(chuàng)造了更有利的條件。

爭分奪秒 攻克一關(guān)又一關(guān)

將時針撥回到2018年2月7日。這天，南鋼中標武船集團北船重工達飛系列集裝箱船升級改造項目，項目方要求在52天內(nèi)的3月底前交貨，而且在批量生產(chǎn)前還要通過船級社認證的80毫米厚止裂鋼小試樣替代試驗。要知道，過去國內(nèi)一家生產(chǎn)廠家在做這個替代試驗時，得到船級社確認的時間接近半年。南鋼止裂鋼研發(fā)團隊“迎”來了一道看起來不可逾越的坎。

南鋼止裂鋼研發(fā)團隊沒有退卻，選擇迎難而上。在接到該消息后，止裂鋼研發(fā)團隊第一時間與科技質(zhì)量部門、生產(chǎn)部門溝通了相關(guān)事宜，第二天立即召開多部門研發(fā)生產(chǎn)協(xié)調(diào)會，對試制、認證、煉鋼、連鑄、軋鋼、精整、檢驗等各環(huán)節(jié)進行了詳細的部署。同時，南鋼止裂鋼研發(fā)團隊明確了各工藝環(huán)節(jié)的控制要點和時間節(jié)點，并與生產(chǎn)部門進行充分的技術(shù)對接。

2018年2月14日，南鋼開始試煉。這一天是當年臘月二十九，但南鋼止裂鋼研發(fā)團隊的成員們都知道，這是“決戰(zhàn)”的時刻，沒有一個人提出放假回家。隨后，在短短4天的時間內(nèi)，南鋼開展了兩輪試制，并確定了認證送樣時間。最后，在正月初八，試樣被順利地送到了洛陽船舶材料研究所。隨即，南鋼止裂鋼研發(fā)團隊成員開始轉(zhuǎn)移到河南省洛陽市進行跟蹤試驗，船級社的驗船師一同進行現(xiàn)場見證試驗。最后，最重要的拉伸止裂試驗順利通過。2018年3月10日，相關(guān)試驗報告送到船級社。2018年3月20日，船級社將確認函發(fā)給了南鋼。

在80毫米厚止裂鋼研發(fā)的基礎(chǔ)上，南鋼又成功開發(fā)了92毫米厚止裂鋼。隨后，南鋼迎來了研發(fā)100毫米厚止裂鋼的挑戰(zhàn)。

100毫米厚止裂鋼生產(chǎn)技術(shù)一直是鋼鐵材料領(lǐng)域最前沿的技術(shù)，一方面對裝備要求極高，另一方面國外企業(yè)保持著嚴密的技術(shù)壁壘，研發(fā)難度極大。2019年，當?shù)弥覈ㄔ?3000TEU特大型集裝箱船缺乏100毫米厚止裂鋼時，基于前期積累的止裂鋼生產(chǎn)經(jīng)驗，南鋼止裂鋼研發(fā)團隊接續(xù)奮斗的決心和信心被激發(fā)起來。

在研發(fā)最關(guān)鍵的時候，南鋼止裂鋼研發(fā)團隊組織首席專家、外聘專家，以及板材事業(yè)部的品種研發(fā)專家集體會診，集思廣益。各位專家在成分設(shè)計、連鑄工藝、再加熱工藝、軋制工藝、如何提高心部性能等方面給出了可行的意見和建議。隨后，根據(jù)專家們的建議，南鋼組織了對操作人員的系統(tǒng)培訓(xùn)。軋制取得成功后，操作人員自豪地說：“軋鋼板軋了這么多年，這次軋得最有成就感！”

在之后將產(chǎn)品送去試驗時，第三方檢驗人員看到試驗結(jié)果后，有點難以置信，連連問道：“這不會是從國外買回來的鋼板吧？”當?shù)玫酱_認是南鋼自己生產(chǎn)出來的鋼板時，該檢驗人員驚嘆道：“真本領(lǐng)在手才是硬道理，南鋼止裂鋼走到了國內(nèi)前列?！?/p>

積蓄力量 儲能一項又一項

南鋼止裂鋼的成功開發(fā)，離不開科技人才的有力支撐。高水平的科技人才，必須同時擁有設(shè)計、檢測、驗證等能力，需要善于在研發(fā)、生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)問題，并不斷優(yōu)化改進。只有這樣，才可能實現(xiàn)高水平、高效率的產(chǎn)品創(chuàng)新。

對南鋼止裂鋼研發(fā)團隊來說，每次止裂鋼的試制生產(chǎn)都是一次全新挑戰(zhàn)，必須做到全程跟進，及時溝通。從項目立項到制訂試制方案、在ERP（企業(yè)資源計劃）系統(tǒng)中新建工藝規(guī)范及錄入訂單，再到訂單下拋三級生產(chǎn)，跟蹤現(xiàn)場生產(chǎn)并對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行收集整理，包括后續(xù)的產(chǎn)品出廠等，研發(fā)團隊成員全面參與整個項目開發(fā)流程，在了解產(chǎn)品生產(chǎn)全流程、熟悉每個生產(chǎn)步驟的同時，為以后新產(chǎn)品的開發(fā)儲備了能力。

值得一提的是，南鋼開放實驗室對培養(yǎng)科研人員的動手能力、創(chuàng)新意識發(fā)揮了非常重要的作用。2018年以來，南鋼止裂鋼研發(fā)團隊抓住開放實驗室建設(shè)的有利時機，團隊成員主動參與了包括光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、熱模擬、夾雜物分析ASPEX、腐蝕、數(shù)字研發(fā)等的理論及操作培訓(xùn)。通過最基礎(chǔ)的制樣、拋光，分析組織、觀察微觀形貌，進行物質(zhì)微區(qū)成分分析、夾雜物類型及尺寸研究等，止裂鋼研發(fā)團隊成員可以快速檢測、發(fā)現(xiàn)、設(shè)計和驗證煉鋼—連鑄—軋制—熱處理等工藝路線上出現(xiàn)的問題，以及時應(yīng)對止裂鋼在實際生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的問題。

除了掌握基礎(chǔ)技能外，南鋼止裂鋼研發(fā)團隊還生動詮釋了默默奉獻、辛勤耕耘的研發(fā)精神。在2020年春節(jié)期間，南鋼研究院用戶技術(shù)研究所高級技師田浩返回河北省老家休假，后因新冠肺炎疫情暴發(fā)無法按時返崗。為了確保國家重點項目的順利推進，田浩全天24小時和廠里的研究員、操作員保持聯(lián)系，遇到焊接難題隨時視頻通話，“云指導(dǎo)”試板的焊接。在停工不停產(chǎn)的戰(zhàn)場上，田浩和團隊成員爭分奪秒、不懈奮戰(zhàn)，確保了100毫米厚止裂鋼項目的順利推進。

什么是止裂鋼？

所謂止裂鋼，就是自身具有阻止裂紋高速擴展能力的鋼材。

當構(gòu)件存在潛在的缺陷或裂紋時，止裂鋼在受到動載及沖擊載荷作用的情況下，能在小范圍內(nèi)阻止裂紋的擴展，防止重大事故的發(fā)生。

（EH47級鋼板）

止裂鋼的止裂金屬微觀原理是在鋼材冶煉和軋制過程中，采用相應(yīng)的控制手段使金屬組織得到具有止裂性能的多邊形鐵素體和針狀鐵素體組織。同時，細化鋼材表面的晶粒組織使之達到有效晶粒直徑小于10mm，從而使鋼材得到良好止裂性。

（止裂鋼止裂性能要求）

由于止裂鋼主要應(yīng)用于超大型集裝箱船的艙口圍頂板、腹板、上甲板、舷頂列板以及抗扭箱的縱骨、抗扭箱甲板等整船受力和經(jīng)受交變載荷強度最大的位置，因此要求鋼板具有高強度、高的低溫韌性、高應(yīng)變性、高止裂性以及良好的焊接性能和加工性等。

按強度止裂鋼可分為36kg、40kg級別的高強度鋼和47kg級超高強度鋼，按質(zhì)量可分為DH36/EH36/FH36、DH40/EH40/FH40、DH/EH/FH47三個鋼級。

為保證性能，鋼中一般添加鎳、鉻、鈮、鈦、釩等合金元素，且要求硫、磷等有害元素含量在萬分之二以下。

（止裂鋼化學(xué)成分要求）

從當今國際上止裂鋼的生產(chǎn)上看，普遍采用低碳含量（低碳當量）、微合金化的生產(chǎn)工藝。低碳含量有利于塑韌性和焊接性的提高，而微合金元素的加入不但能夠起到提高強度、補償降低碳含量所帶來的強度損失，同時能夠提高止裂鋼的力學(xué)性能、止裂性能、工藝性能、焊接性能及厚度方向性能等要求。

從生產(chǎn)工藝路線來說，高級別止裂鋼的生產(chǎn)工藝路線一般為：鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐冶煉→爐外精煉（RH＋LF，Ca處理）→連鑄→板坯再加熱→控制軋制→控制冷卻。

轉(zhuǎn)爐冶煉采用低碳、超低硫、夾雜物形態(tài)控制的純凈鋼冶煉技術(shù)；鐵水經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉后，再進行RH、LF爐外精煉，進一步提高鋼水質(zhì)量，然后澆鑄成連鑄板坯；為實現(xiàn)晶粒細化和細晶強化，熱軋采用TMCP（控制軋制和控制冷卻）技術(shù)，采用兩階段的控制軋制，并充分保證再結(jié)晶區(qū)的變形量；軋制后采用加速冷卻，保證變形后相變組織以得到多邊形鐵素體+針狀鐵素體為主。

（第三代控制軋制和控制冷卻技術(shù)）

文章來源： 小黃人工業(yè)互聯(lián)