这项技术，特等奖！

抖音快讯 2025年09月10日 12:42 2 admin

近期，2025年中国钢铁工业协会、中国金属学会冶金科学技术奖公布，“超厚规格直弧型板坯连铸机成套技术开发与应用”项目获特等奖。

项目背景

高性能特厚规格板材（特厚板）是国家发展与安全不可或缺的关键材料，其年需求量近300万吨（≥100毫米厚），广泛应用于海洋平台、能源电力、国防军工等国家重大装备/工程的承压、承重等关键部件，常在高温/严寒、高压、辐照、腐蚀等各种极端环境下服役，不仅需要较高力学性能，而且还需兼备抗层状撕裂、防脆断、耐疲劳、耐腐蚀等附加性能。为保证特厚板的优异性能，通常需超厚规格坯料大压缩比轧制生产。而满足此厚度规格要求的坯料则通常采用模铸、真空复合焊接等方式制备，效率低、能耗大、成本高。德国迪林根等国外企业提出了立式/立弯式连铸生产大规格坯料的思路，其产量与成材率较模铸有所提升，但工程建设复杂，立式铸机总高超55米，需在厂房内挖30米的深坑，投资达4.45亿欧元，而且坠坯风险高，难以高效生产，无法适应我国高质量发展的迫切需求。

鉴于此，超厚规格直弧型板坯连铸机成套技术开发与应用项目立足国家战略与安全及冶金行业高质量绿色发展的迫切需求，创新提出采用直弧型连铸连续生产超厚板坯的新思路，可实现除超大单重厚板外（厚度≥260毫米，年需求量仅5万吨~10万吨）的绝大多数高性能特厚板的高效绿色生产。然而，该项目研发前直弧型连铸机最大生产厚度仅400毫米，若提升至450毫米，铸坯矫直应力将增加60%、裂纹风险增加3倍，且难以保障高变形抗力与重载冲击下（结晶器负载增加23%、弯/矫抗力增加42%）的高精度运行要求（结晶器振动偏差≤±0.08毫米、辊缝误差≤±0.1毫米），国内外均无相关设计先例与规范标准。

鉴于此，该项目围绕≥450毫米直弧型超厚板连铸关键技术与成套装备研发及工程应用开展攻关，系统阐明了直弧型超厚板坯连铸裂纹萌生演变机制、偏析加剧机理，提出了装备设计新思想与工艺控制新准则，研发形成了低裂纹风险、高均质凝固的直弧型超厚板坯连铸关键工艺技术，研制出了国际首台套450毫米×2600毫米直弧型超厚板坯连铸机，并实现了规模化推广应用。

主要成果和创新点

其一，准确阐明了超厚板坯矫直过程微裂纹萌生于高取向差三叉点、沿晶界间歇式扩展的新机制，构建了矫直过程“工艺—辊列—裂纹风险”映射关系，提出了矫直角部温度≤750摄氏度、应变≤1.5%，两相区应变≤0.6%的“低应变辊列+低温矫直”的低裂纹风险装备设计与工艺控制新思想；揭示了“M”形非均匀凝固加剧超厚板坯中心偏析的根本原因，确立了“M”凝固尖长度≤0.8米的超厚板坯高均质凝固控制准则。

其二，首创超厚板坯小曲率半径、四分节辊低应变连续矫直的密排辊列技术，通过45回路二冷精细分区、动态幅切等精准调控，确保角部矫直应变<0.79%，裂纹敏感钢超低裂纹率≤0.4%，远优于临界要求，突破了铸机基本弧半径R应为铸坯厚度30倍的常规连铸设计理论，被业内公认为超厚板坯连铸机弯曲矫直最佳技术方案，首次实现R11米基本弧生产450毫米超厚板坯；首创非等倾角四孔水口+二冷交替电搅+连续辊缝收缩与末端大变形压下的连铸“三区”高均质凝固全程调控技术，铸坯中心偏析C类1.0级率≥91%。

其三，研制出贴合坯壳收缩特征的曲面结晶器及高精度振动系统（宽面横向温差≤10摄氏度、振动横向偏差≤±0.08毫米、通钢量≥15万吨），高刚度、高精度、高集约化的3H弯曲/矫直装置(单段矫直力13000千牛、辊缝误差≤±0.1毫米)，24000千牛压坯力SLR扇形段（全球最大），提升压下量65%的低抗力、长寿命渐变曲率凸型辊等核心装备；研发应用了基于数字孪生的超厚板坯连铸过程实时感知及控制系统，实现了关键装备异常检出、结晶器液位准确控制、漏钢精准预报等，确保了关键工艺、装备可靠投用率≥99%，保障了大载荷冲击下装备与工艺的高效稳定运行与投用。

在兴澄特钢建成投产国际首条450毫米厚直弧型超厚板坯连铸产线，在多家重点钢企规模化应用，产线全球占比达83.3%，创建了超厚板坯连铸设计体系、技术标准与生产规范。替代模铸等实现海工、能源、高压容器等高端特厚板产品全覆盖，其中6项产品达到国际领先水平，高性能特厚板产品市场占有率超70%，应用于白鹤滩水电站（单机容量世界最大）、“海基二号”（亚洲最深海洋平台）、N966风电安装船（全球最大）等近百项国家重大工程与高端装备制造，并供货于AGPP（世界最大天然气工程）、沙特国王塔（世界最高）等“一带一路”重点项目20余项。此外，该项目从源头促进了高端特厚板产品创新与性能提升，实现“海基二号”总体减重18%（近5000吨），大跨度钢结构建筑——宝安工人文化宫节省用钢40%等重大工程与装备减量化设计，推动了特厚板产品研发—生产—应用全链条低碳绿色创新。

截至目前，该项目获授权发明专利76件，登记软件著作权17件，制定国家、团体标准13项，近3年（2022年—2024年）累计新增利税71亿元，被中国金属学会评价为整体技术国际领先，显著提升我国关键金属材料与高端装备制造保障能力，推动我国重大装备技术原始创新与引领发展，项目团队及成员获全国工人先锋号、全国先进工作者等荣誉称号。

主要完成单位：

中冶京诚工程技术有限公司、东北大学、江阴兴澄特种钢铁有限公司、湖南华菱湘潭钢铁有限公司、南京钢铁股份有限公司、钢铁研究总院有限公司