辽宁省科(ke)技重(zhong)大专(zhuan)项(xiang)“高(gao)效焊(han)接用厚(hou)钢板(ban)的(de)关(guan)键(jian)技(ji)术研(yan)究及产(chan)业(ye)化”项(xiang)目顺利完成(cheng)结题验收(shou)
作者(zhe):admin 发布日(ri)期(qi):2022/7/19 13:11:34
7月13日,由辽(liao)宁省(sheng)财政资(zi)助(zhu)1000万(wan)元(yuan)的(de)辽(liao)宁省(sheng)科(ke)技(ji)重大专项“高(gao)效(xiao)焊接用(yong)厚(hou)钢(gang)板(ban)的关键技(ji)术研究(jiu)及产业(ye)化(hua)”项目(mu)结(jie)题(ti)验(yan)收评(ping)审(shen)会在(zai)日(ri)钢营(ying)口(kou)中板(ban)有(you)限公司(si)隆(long)重举行。来(lai)自辽(liao)宁(ning)省(sheng)科技(ji)厅、营(ying)口市科(ke)技(ji)局、老边(bian)区科(ke)技局(ju)相关(guan)领导(dao)以(yi)及来(lai)自(zi)省(sheng)内(nei)高(gao)校、科(ke)研(yan)院(yuan)所等单位(wei)的(de)7名专(zhuan)家评(ping)委(wei)参(can)与(yu)此次(ci)评审(shen)。日钢(gang)营(ying)口中板(ban)有限公司(si)、东(dong)北大(da)学(xue)、辽(liao)宁(ning)科(ke)技大学、大(da)连船(chuan)舶重(zhong)工集(ji)团(tuan)等单位(wei)的项目(mu)参(can)研(yan)人员共20余(yu)人(ren)参加了(le)此次评(ping)审(shen)答辩(bian)。
本(ben)次(ci)结(jie)题验(yan)收评审会由(you)辽宁省科(ke)技(ji)厅(ting)组织(zhi),验(yan)收(shou)评审(shen)组首先对项(xiang)目实(shi)施现场情况(kuang)进(jin)行(xing)了(le)实(shi)地(di)考(kao)察,随(sui)后(hou)听取(qu)了(le)由(you)营(ying)口(kou)中板赵和明(ming)副总(zong)经理代表项(xiang)目组(zu)进行结(jie)题汇(hui)报(bao),审阅(yue)了项目(mu)工(gong)作总(zong)结(jie)报(bao)告、技(ji)术(shu)报(bao)告、财务报告(gao)等材(cai)料,同时专(zhuan)家(jia)评委针(zhen)对(dui)重(zhong)点事(shi)项(xiang)进行(xing)了质(zhi)询(xun)并与相(xiang)关(guan)人(ren)员(yuan)进(jin)行了讨论交流。最终,专(zhuan)家评(ping)委(wei)一(yi)致(zhi)认为(wei)本项目完成(cheng)了合(he)同(tong)任务(wu)书(shu)规(gui)定的内容,同(tong)意(yi)通(tong)过(guo)结题(ti)验(yan)收(shou)。
项目(mu)是2019年度辽宁省科(ke)技(ji)厅(ting)重(zhong)点支持(chi)和(he)推动(dong)的新(xin)材(cai)料类创新(xin)研发(fa)项目之一(yi),由(you)日钢(gang)营口中(zhong)板(ban)有限公司(si)牵头实(shi)施(shi)。项目主要(yao)针对(dui)大线能(neng)量焊(han)接(jie)用(yong)钢前期存在(zai)的4个主(zhu)要问(wen)题进行(xing)攻关:
1)现(xian)有技(ji)术无(wu)法满(man)足(zu)超大(da)线(xian)能(neng)量焊(han)接要(yao)求(qiu),焊接(jie)输(shu)入(ru)能(neng)量偏低(di),普遍在(zai)200KJ/cm以(yi)下(xia),焊(han)接效率(lv)受限(xian),无(wu)法完全(quan)替代进(jin)口(kou);
2)现(xian)有大线(xian)能量焊(han)接钢(gang)板(ban)局限(xian)于(yu)屈(qu)服(fu)强(qiang)度490MPa级别(bie)及以(yi)下钢(gang)种(zhong),且无法稳(wen)定满(man)足(zu)-40℃低温韧(ren)性(xing)要求;
3)现(xian)有(you)满足大线(xian)能量焊接(jie)钢(gang)板(ban),热(re)输入(ru)超过150KJ/cm后(hou),其厚(hou)度(du)规(gui)格(ge)基(ji)本≤60mm,适应(ying)更大(da)焊(han)接(jie)热输(shu)入(ru)的(de)特厚(hou)钢(gang)板未形成工(gong)业化(hua)能(neng)力;
4)尚(shang)未形成配(pei)套焊(han)材(cai)商品(pin)化(hua)能(neng)力,严(yan)重限制(zhi)下(xia)游(you)用户(hu)的普遍(bian)应用(yong)。项(xiang)目目(mu)标(biao)是(shi)开(kai)发出焊(han)接热输(shu)入(ru)≥400KJ/cm、屈(qu)服强度在355~690MPa的(de)各(ge)强度(du)级别超(chao)大线(xian)能(neng)量(liang)焊接(jie)用(yong)特(te)厚钢板(ban)及(ji)配(pei)套焊接(jie)材料,并实现(xian)工(gong)业(ye)化(hua)应(ying)用(yong)。
通过(guo)两年多的(de)工作(zuo),项目组先后(hou)开展(zhan)了(le)包(bao)括475mm特厚(hou)铸(zhu)坯(pi)均(jun)质化(hua)的冶(ye)炼(lian)连(lian)铸技(ji)术、氧化物/基体(ti)的(de)晶(jing)体结(jie)构与界(jie)面特征(zheng)分析(xi)技术、抑(yi)制(zhi)奥氏(shi)体(ti)晶(jing)体长大及促进(jin)晶(jing)内针(zhen)状(zhuang)铁素体形(xing)核技(ji)术、新一(yi)代(dai)TMCP和(he)调质(zhi)热(re)处(chu)理技术(shu)、厚钢板力学性能(neng)均匀化(hua)控制(zhi)技术(shu)、HAZ组(zu)织定量调(diao)控模(mo)型(xing)、专用(yong)配套(tao)焊材(cai)设计(ji)、焊接(jie)方法以及(ji)工艺设(she)计等研究(jiu)及(ji)攻(gong)关(guan)工作(zuo),结(jie)合(he)开(kai)发的(de)氮(dan)氧化(hua)物(wu)和氧(yang)化物冶(ye)金技(ji)术(shu),实(shi)现(xian)了(le)120mm厚度(du)正火AH36、60mm厚(hou)度TMCP交货EH36、60mm厚(hou)度TMCP交货(huo)Q500MC、60mm厚度调质交货Q550C和Q690C等(deng)超(chao)大焊接线能量(liang)用(yong)钢(gang)的(de)开发,并完成了配套焊材(cai)的国(guo)产化。开(kai)发(fa)的系列高效焊(han)接特(te)厚(hou)钢板(ban)在(zai)大连(lian)船舶(bo)重工、中(zhong)船(chuan)725研究(jiu)所(suo)、钢铁(tie)研究总(zong)院等单位进(jin)行(xing)大线(xian)能量(liang)焊(han)接(jie)应(ying)用(yong)评价(jia),均(jun)获得(de)优(you)异实(shi)焊效(xiao)果。实物(wu)钢(gang)板(ban)实(shi)现了(le)订单(dan)生产,并在(zai)工(gong)程(cheng)应用中也获用户好评。
开发(fa)的(de)正(zheng)火(huo)态(tai)AH36钢(gang)板,最大(da)厚(hou)度(du)120mm,采用氧(yang)化(hua)物+氮(dan)化物(wu)复合(he)控(kong)制技术(shu)冶炼,450mm特厚(hou)连铸(zhu)板(ban)坯热轧(ya)后正(zheng)火,双丝气(qi)电立(li)+埋(mai)弧对(dui)接焊(han),气电立焊接厚度75~85mm,焊(han)接(jie)线能(neng)量(liang)超过(guo)700KJ/cm,母材及(ji)焊接(jie)接(jie)头性能等各项(xiang)质量(liang)指标(biao)稳(wen)定(ding)达到船级(ji)社标(biao)准(zhun)要求(qiu)。
开发的(de)TMCP态DH36钢(gang)板(ban),最大厚度80mm,采(cai)用氮(dan)化(hua)物控(kong)制(zhi)技(ji)术(shu),475mm特(te)厚连(lian)铸(zhu)板坯(pi),控(kong)轧后(hou)以(yi)超快冷(leng)设(she)备(bei)在线冷却,双丝(si)气电(dian)立对(dui)接焊一(yi)道成形(xing),焊接线(xian)能量最大(da)680KJ/cm,母(mu)材(cai)及(ji)焊(han)接接(jie)头性(xing)能等各项质(zhi)量(liang)指标稳定达到(dao)船(chuan)级社标(biao)准(zhun)要(yao)求。
开(kai)发(fa)的(de)TMCP态(tai)EH36钢(gang)板,最大(da)厚(hou)度60mm,采(cai)用(yong)超(chao)低碳+氮(dan)氧化(hua)物(wu)复(fu)合(he)控制技(ji)术(shu),250mm连(lian)铸(zhu)板(ban)坯,控轧后(hou)以(yi)超(chao)快冷设备(bei)在(zai)线冷却,双丝(si)气电立对(dui)接焊(han)一(yi)道成形(xing),焊接(jie)线能量(liang)超过(guo)400KJ/cm,母材(cai)及焊(han)接接头性(xing)能(neng)等(deng)各(ge)项质(zhi)量(liang)指(zhi)标(biao)稳(wen)定(ding)达(da)到(dao)船级(ji)社(she)标准(zhun)要求。
开发(fa)的TMCP态Q500MC钢(gang)板,最大(da)厚度60mm,采(cai)用(yong)超低(di)碳+氮氧(yang)化物复合(he)控(kong)制(zhi)技术,250mm连铸板(ban)坯,控(kong)轧(ya)后(hou)以超(chao)快冷(leng)设(she)备在(zai)线冷却(que),双(shuang)丝气(qi)电(dian)立对(dui)接(jie)焊一道成(cheng)形(xing),焊(han)接(jie)线能(neng)量(liang)超(chao)过(guo)450KJ/cm,母(mu)材(cai)及(ji)焊接接头性(xing)能(neng)等(deng)各(ge)项质(zhi)量(liang)指(zhi)标(biao)稳(wen)定达到GB/T1591钢板标准要(yao)求(qiu)。
开(kai)发的调质(zhi)态Q550C钢(gang)板,最大(da)厚度(du)60mm,采(cai)用超(chao)低碳+氮(dan)氧(yang)化(hua)物复合控(kong)制技术,250mm连(lian)铸板坯(pi),热(re)轧后以在线超(chao)快冷设备(bei)DQ处理,离(li)线(xian)520~620℃回(hui)火(huo),40mm钢(gang)板气(qi)电立(li)对接(jie)焊一(yi)道成形,60mm钢板(ban)EGW+SAW对接(jie)焊,最(zui)大(da)线(xian)能量(liang)270KJ/cm,母(mu)材(cai)及(ji)焊(han)接(jie)接头性(xing)能(neng)等(deng)各(ge)项质量(liang)指(zhi)标(biao)稳(wen)定达到GB/T16270钢板标(biao)准(zhun)要(yao)求(qiu)。
开发的调质(zhi)态(tai)Q690C钢板(ban),最大(da)厚(hou)度(du)60mm,采(cai)用(yong)超低(di)碳+Cu\Ni合金(jin)化(hua)+氮(dan)氧(yang)化物复合控制技(ji)术(shu),250mm连(lian)铸(zhu)板(ban)坯(pi),热(re)轧(ya)后(hou)调(diao)质处理(li),40mm钢板(ban)气电(dian)立(li)对接(jie)焊一道(dao)成形,60mm钢(gang)板双(shuang)丝(si)SAW对(dui)接焊,最(zui)大(da)线能(neng)量(liang)超过(guo)200KJ/cm,母材(cai)及焊(han)接(jie)接头(tou)性能等(deng)各项(xiang)质(zhi)量(liang)指标稳(wen)定(ding)达到GB/T16270钢(gang)板标准(zhun)要(yao)求(qiu)。
开(kai)发了(le)345-690MPa级高效焊接用钢(gang)板(ban)的配(pei)套(tao)气(qi)电立焊(han)药(yao)芯(xin)焊(han)丝,所(suo)开(kai)发的焊丝(si)均采(cai)用超(chao)低碳Ni-Mo-Ti-B低Si合金(jin)匹配微渣量控制设(she)计(ji),其(qi)中配(pei)套(tao)345-500MPa级(ji)钢板(ban)实(shi)际(ji)制(zhi)造的单丝和双丝(si)EGW焊丝(si),在最大(da)焊(han)接(jie)线能(neng)量(liang)不低于(yu)400KJ/cm下(xia),能够满(man)足(zu)与(yu)所(suo)研发(fa)的EH36级(ji)钢板(ban)的性(xing)能匹(pi)配要(yao)求;在最(zui)大(da)焊(han)接(jie)线(xian)能(neng)量不(bu)低(di)于600KJ/cm下能(neng)够满足与所(suo)研(yan)发的EH36、AH36性能(neng)相(xiang)匹(pi)配(pei)的(de)要(yao)求(qiu)。配(pei)套550-690MPa级(ji)钢(gang)板实际制造(zao)的(de)焊(han)丝(si),在最大焊接线能量(liang)不低于200KJ/cm下,能够(gou)满(man)足与(yu)所(suo)研(yan)发(fa)的(de)Q550C、Q690C性(xing)能(neng)相匹配(pei)的要(yao)求(qiu)。
项目执行(xing)期间,项(xiang)目(mu)组共申报(bao)各类专利(li)12项,获(huo)得(de)授权(quan)发明(ming)专(zhuan)利5项,获(huo)得(de)授(shou)权(quan)实用新型(xing)专利3项(xiang);撰(zhuan)写(xie)并(bing)发表论文(wen)16篇(pian),其中(zhong)EI检(jian)索收录1篇,SCI检索收录(lu)14篇(pian);发布企(qi)业(ye)标准(zhun)2项(xiang)。在科(ke)技(ji)成(cheng)果方(fang)面,完(wan)成(cheng)钢(gang)板(ban)制程新工(gong)艺(yi)开发3项,累计(ji)开发新(xin)产品(pin)9项(xiang),其(qi)中(zhong)重(zhong)点(dian)技(ji)术突(tu)破包(bao)括如下5方面(mian):
1)在电磁(ci)搅(jiao)拌(ban)和重压下(xia)适配技(ji)术基础(chu)上(shang),实(shi)现了328~475mm特(te)厚(hou)铸坯断面(mian)均质化(hua),采(cai)用(yong)Ti-Mg-Ca分(fen)步(bu)脱氧控(kong)制的氮(dan)-氧化物(wu)冶金(jin)控制(zhi)技术,以(yi)VN沉(chen)淀(dian)强(qiang)化补(bu)充强(qiang)度(du),有效(xiao)控(kong)制(zhi)了(le)钢中夹杂物(wu)及(ji)第二相结(jie)构(gou)、分(fen)布和(he)尺(chi)寸,诱(you)导(dao)焊(han)接(jie)CGHAZ区IGF相(xiang)变,实(shi)现了(le)最大厚(hou)度120mm的高(gao)效焊接用特厚正(zheng)火(huo)AH36钢(gang)板的(de)生(sheng)产(chan),焊接最(zui)高热输(shu)入达(da)到(dao)727KJ/cm,填补国内(nei)空白;
2)在控制(zhi)N含量(liang)及(ji)Ti/N目标值(zhi)的基(ji)础上,采用超(chao)低碳(tan)、添加Cu\Ni、限(xian)制Nb含(han)量(liang)、V微(wei)合金化(hua),以纳米(mi)尺(chi)度(du)氮(dan)化物(wu)阻(zu)碍(ai)焊(han)接CGHAZ区(qu)过(guo)热奥(ao)氏(shi)体的(de)粗(cu)化(hua)行(xing)为,并(bing)以(yi)TiN-VN分(fen)段(duan)析出(chu)诱导AF相(xiang)变,实现了最大厚度(du)80mm的(de)TMCP状(zhuang)态(tai)高(gao)效焊接(jie)用(yong)DH36钢(gang)板(ban)的生产,焊接最高(gao)热(re)输入达到(dao)650KJ/cm以上,填(tian)补国内空白;
3)在控(kong)制以Si-Ti-Mg脱氧前(qian)提(ti)下(xia),精(jing)准控(kong)制B、N含(han)量,采(cai)用超(chao)低(di)碳(tan)-Mn-Ni-Cu-V成(cheng)分(fen)体系,以(yi)0.5~5微米(mi)尺(chi)度(du)的有序结(jie)构的复(fu)合(he)夹杂物(wu)作(zuo)为焊(han)接CGHAZ区IGF相(xiang)变(bian)核心(xin),实现了大热输(shu)入(ru)焊(han)接CGHAZ 区IGF的(de)高比(bi)例(li)化,实(shi)现(xian)了(le)最(zui)大(da)厚度60mm的TMCP高效(xiao)焊(han)接(jie)用EH36钢(gang)板生产,焊(han)接(jie)最(zui)高(gao)热(re)输入(ru)达(da)到420KJ/cm以(yi)上(shang),填补(bu)国(guo)内(nei)空白;
4)在Si-Ti-Mg脱氧(yang)前(qian)提下(xia),精准控(kong)制B含量,并(bing)采用超低碳(tan)-Mn-Ni-Cu-Mo-Cr-V成(cheng)分(fen)体系,提高Ni、Cu含量,以(yi)ε-Cu沉(chen)淀(dian)弥补强度,以(yi)0.5~5微米(mi)尺(chi)度(du)的有(you)序(xu)结(jie)构(gou)的复合夹(jia)杂物作(zuo)为焊接CGHAZ区(qu)诱导(dao)针状(zhuang)贝(bei)氏(shi)体(ti)相变核(he)心,实(shi)现了最(zui)大(da)厚度60mm的高效(xiao)焊(han)接(jie)用Q550~690级(ji)调(diao)质钢板的(de)生产(chan),焊接(jie)最高(gao)热(re)输入(ru)达(da)到200KJ/cm以(yi)上(shang),填(tian)补国(guo)内空白;
5)以(yi)超(chao)低碳(tan)含量为(wei)基(ji)础(chu),控制(zhi)熔(rong)覆(fu)金(jin)属中Si-Al含量,并(bing)根据强韧性(xing)级别调(diao)控(kong)Ni、Mo、Cr、Cu含(han)量(liang),以(yi)TiOx和(he)B元素(su)控(kong)制(zhi)熔覆金(jin)属(shu)相变(bian)组(zu)织(zhi)类(lei)型和形(xing)态(tai),控(kong)制渣比(bi)例3%~5%,合理(li)控制渣组(zu)成(cheng),成(cheng)功(gong)制备了(le)匹配目标(biao)钢种(zhong)的(de)高效(xiao)焊接(jie)用(yong)EGW药(yao)芯(xin)焊丝(si)系(xi)列产品(pin),为(wei)高(gao)效(xiao)焊接焊材的(de)国(guo)产(chan)化(hua)奠定了基础。
本项目的顺(shun)利(li)验收,既(ji)是(shi)广大项(xiang)目(mu)参(can)研人(ren)员(yuan)辛勤努(nu)力(li)的结果(guo),也是近年(nian)来营口中板大(da)力(li)实(shi)施(shi)“科(ke)研创新推动发(fa)展”战(zhan)略(lve)成(cheng)果的(de)集(ji)中(zhong)体(ti)现。标(biao)志着营口中板在相关(guan)技术领(ling)域(yu)实(shi)现(xian)了(le)重(zhong)大(da)突破,不仅(jin)提升(sheng)了(le)高端产品的(de)研(yan)发(fa)水(shui)平和创(chuang)新能力建(jian)设,改(gai)变(bian)了大(da)线(xian)能量焊接(jie)用(yong)钢(gang)技(ji)术(shu)落(luo)后(hou)局(ju)面(mian),有助(zhu)于企(qi)业拓宽(kuan)现(xian)有品种(zhong)与(yu)规(gui)格(ge),促进(jin)产品升级换(huan)代,而且(qie)也(ye)大(da)幅降低了特厚钢(gang)板(ban)的(de)焊(han)接(jie)工时(shi),将在(zai)船舶(bo)、高(gao)层建筑(zhu)、大型石(shi)油(you)储(chu)罐等大型(xing)装(zhuang)备(bei)建(jian)造中(zhong)显著提高(gao)焊接(jie)效(xiao)率和(he)焊(han)接质(zhi)量,促(cu)进制造(zao)企(qi)业(ye)高(gao)质量(liang)发(fa)展(zhan)。