高品质特殊钢大断面连铸关键技术和装备开发与应用.docx
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高品质特殊钢大断面连铸关键技术和装备开发与应用
《高品质特殊钢大断面连铸关键技术和装备开发与应用》
公示材料
项目所在专业评审组名称
金属材料组
项目名称
高品质特殊钢大断面连铸关键技术和装备开发与应用
推荐单位
中国冶金科工集团有限公司
项目简介
钢铁产能总量过剩而高品质钢铁产品生产与质量保证技术薄弱是我国面临的迫切问题。
而以洁净能源和海洋工程为代表的大型装备制造业对大规格特殊钢坯料的高品质与规模化需求，则是全球钢铁行业面临的新挑战。
基于市场驱动，项目组通过近十年的产学研强强合作，攻克了特殊钢大断面近终形连铸化生产中质量提升、工艺技术和关键冶金装备等瓶颈问题。
以首创世界上最大规格圆坯和国内最大规格矩形坯连铸机为标志，解决了大断面特殊钢连铸矫直抗力大、铸坯内部和表面质量不易控制等世界性难题，突破了国内外大规格特殊钢产品多依赖传统模铸锻坯或半连铸乃至电渣重熔的高能耗、高排放和高成本的生产模式。
率先实现了特殊钢大断面连铸的规模化、洁净化和高品质稳定生产与批量应用。
主要创新成果如下：
1.针对特殊钢大断面连铸凝固过程内部致密度和成分偏析控制难题，提出
注流动量与过热强化耗散浇铸理论和方法、创新应用钢水恒温、恒拉速旋流浇铸技术，开发出连铸电磁流体-热-溶质传输耦合模型，揭示出连铸过程宏观偏析形成和分布规律，奠定了大断面圆矩坯连铸装备与工艺创新设计和产品内部均质性有效控制的理论基础。
2.针对特殊钢连铸变形抗力大、热塑性差、表面裂纹敏感性强等瓶颈问题，
建立了特殊钢热特性数据库，创新设计大断面小曲率、超弱冷和高温低应变连续矫直技术，以及在线保温、下线控温热装等成套先进工艺，为克服特殊钢大断面连铸与热装过程表面裂纹控制难题提供了可靠技术保障。
3.针对国内外特大断面特殊钢连铸装备空缺现状，通过大断面结晶器、仿
弧液压振动、拉矫与轻压下机组等成套设备与二冷动态控制等系统级数字化设计与集成创新，设计出世界最大规格全弧形特殊钢连铸机，并建立基于CAE分析的铸机设计新体系和技术规范。
为突破传统模铸生产模式、实现大断面特殊钢连铸化高效生产提供了先进的装备保障。
4.针对高端制造业紧缺的各类大断面高品质特殊钢产品，首创一系列大断
面特殊钢规模化生产核心工艺和专有技术、开发应用铸坯质量判定与产品质量诊断系统（QES），为连铸流程规模化生产不同钢种和断面规格的高品质特殊钢连铸产品提供了可靠的生产工艺保障。
本项目创建了大断面特殊钢连铸化生产规范体系和新的产业链，培育了国际上特大断面特殊钢连铸产品从无到有的市场。
形成包括兴澄、新冶钢和东北特钢等国内外知名特钢企业在内的生产示范基地4个。
为国内外用户开发出包括大口径厚壁超超临界高压锅炉管、超低温洁净能源和海洋工程用钢等200多个市场紧缺的特殊钢圆矩坯产品，实物质量取得国际8大船级社认证，近三年已产生直接经济效益约190亿元。
项目获授权专利11项、软件著作权4项、技术秘密30项，发表论文10篇、主导或参与起草连铸工程设计规范、特殊钢产品相关标准和法规9部。
成果曾获行业与省部级1等奖3项、中冶集团科学技术特等奖1项。
整体技术达到国际领先，并被列为《钢铁工业“十二五”发展规划》重点发展技术之一。
有力推动了特殊钢冶金装备、生产技术以及后续高端制造业的整体进步。
主要完成单位及创新推广贡献
中冶京诚工程技术有限公司主要负责整个项目的实施，重点对大断面连铸技术进行研究，并在此基础上完成大断面圆坯连铸技术和装备开发，同时负责整个项目推广，目前已推广3套圆坯连铸机；
江阴兴澄特种钢铁有限公司负责连铸机生产技术的研究和下游产品的推广，目前生产产品已经出口海外，占领了国际高端市场；
中冶连铸技术工程有限责任公司负责大断面方坯连铸机技术和装备的开发和推广，目前已经推广多套方坯连铸设备；
湖北新冶钢有限公司负责产品连铸机生产技术的研究和产品推广，目前产品质量良好，推广到多个用户。
北京科技大学主要对特殊钢连铸过程基础理论与工艺技术进行研究。
推广应用
情况
本项目创建了大断面特殊钢连铸化生产规范体系和新的产业链，培育了国际上特大断面特殊钢连铸产品从无到有的市场。
成果已形成示范生产基地4个、产能约500万吨，开发出包括大口径厚壁超超临界火电高压锅炉管、超低温洁净能源和海洋工程用钢等200多个市场紧缺的特殊钢圆矩坯产品，实物质量取得国际8大船级社认证，近三年已产生直接经济效益约190亿元。
曾获科技奖励情况
中国冶金科工集团有限公司科学技术奖特等奖、一等奖；
中国钢铁工业协会中国金属学会冶金科学技术奖一等奖；
内蒙古自治区科技进步奖一等奖。
湖北省科技进步奖一等奖
主要知识产权名录
知识产权类别
知识产权具体名称
国家
（地区）
授权号
授权日期
证书编号
权利人
发明人
软件著作权
大圆坯连铸二冷动态在线控制软件系统V1.0
中国
2009SRBJ2375
2009
北京科技大学
张家泉，韩占光
软件著作权
方坯二冷动态配水和轻压下控制模型及工艺数据库管理系统V2.0
中国
2012SR031255
2012
中冶连铸，北京科技大学
软件著作权
铸坯内部质量在线预报系统V1.0
中国
2008SRBJ2092，
2008
北京科技大学
张家泉，常运合
发明
连铸机二冷区高温铸坯摄像测温系统及测温方法
中国
ZL201010195538.4
2012-07-25
1014151
北京科技大学
张家泉，曾智
发明
在R12-14m的弧形连铸机上生产特大规格圆坯的连铸工艺
中国
ZL200710134919.X
2009-11-18
571151
江阴兴澄特种钢铁有限公司
俞亚鹏、张文基、周月林等
发明
在直形连铸机上生产直径≥φ800mm圆坯的连铸方法
中国
ZL200810243130.2
2011-11-02
856965
江阴兴澄特种钢铁有限公司
张文基、周月林、李国忠、李峰、童忆、朱国荣、徐国庆
实用新型
弧形管式结晶器
中国
ZL200920105634.8
2009-11-25
1313764
中冶京诚工程技术有限公司
王军、代宗岭、郑利、张帅、米俊峰、陈卫强、吴国庆
实用新型
结晶器振动装置
中国
ZL200820123162.4
2009-7-1
1246910
中冶京诚工程技术有限公司
林刚、陈卫强、张温永、王军、代宗岭、王君平、李欣欣、刘松
实用新型
在直形连铸机上生产直径≥φ800mm圆坯的连铸设备
中国
ZL200820217321.7
2009-09-09
1276874
江阴兴澄特种钢铁有限公司
张文基、周月林、李国忠、李峰、童忆、朱国荣、徐国庆
实用新型
φ550-φ650特大型圆坯拉矫机装置
中国
ZL200720046342.2
2008-09-03
1093412
江阴兴澄特种钢铁有限公司
周月林、方洪兴、徐国庆等
实用新型
带电磁搅拌器装置的直径600特大型圆坯结晶器组件
中国
ZL200720046340.3
2008-09-09
1078372
江阴兴澄特种钢铁有限公司
张文基、高助中、童忆、缪周红、李洪凯、李峰、孙束、姜承志、徐清
实用新型
φ800圆管坯单流铸机
中国
ZL200820217642.7
2009-10-14
1294726
江阴兴澄特种钢铁有限公司
高助忠、方洪兴、李洪凯、赵汝海、陆澄、繆周红、朱有辉
主要完成人情况表
姓名
排名
技术职称
工作单位
完成单位
对本项目技术创造性贡献
曾获国家科技奖励情况
韩国瑞
1
教授级高级工程师
中国冶金科工集团有限公司
中冶京诚工程技术有限公司
完成人在该技术工作中投入的工作量占本人工作总量的55%。
对本项目立项、技术路线选择及工程项目推进与组织起决定性作用。
1）对创新点2、3做出了创造性贡献:
确立了采用大半径全弧形连续矫直铸机的技术总体方案；
2）对创新点4做出了创造性贡献:
组织大断面特殊钢圆坯连铸热试与生产调试，参与制定产品质量控制技术总体方案，对该项目成果大规模工程应用起到决定性作用。
张温永
2
教授级高级工程师
中冶京诚工程技术有限公司
中冶京诚工程技术有限公司
完成人在该技术工作中投入的工作量占本人工作总量的60%。
对本项目技术路线选择和具体实施起重要作用。
1）对创新点2、3做出了创造性贡献:
负责全弧形大断面连铸机结晶器、液压振动与拉矫机等关键装备与工艺的开发工作；
2）对创新点4做出了创造性贡献:
负责连铸工程实施与热试的现场指挥，参与制定产品质量控制技术总体方案。
许晓红
3
工程师
江阴兴澄特种钢铁有限公司
江阴兴澄特种钢铁有限公司
完成人在该技术工作中投入的工作量占本人工作总量的70%。
对本项目高品质钢种开发与稳定生产起关键性作用。
1）对创新点1做出了创造性贡献:
负责浇铸新技术的具体实施、应用与改进；
2）对创新点4做出了创造性贡献:
负责具体钢种连铸生产工艺的制定。
荣获2010年国家科学技术进步奖二等奖
钱刚
4
教授级高级工程师
江阴兴澄特种钢铁有限公司
湖北新冶钢有限公司
完成人在该技术工作中投入的工作量占本人工作总量的55%。
对本项目大断面矩形坯特殊钢连铸工程的开发与实施起关键性作用。
1）对创新点2、3做出了创造性贡献:
确立了410×530mm大断面矩形坯全弧形连铸的技术路线与实施方案；
2）对创新点4做出了创造性贡献:
负责特殊钢产品大纲设计、创新技术的实施与现场生产。
张家泉
5
教授
北京科技大学
北京科技大学
完成人在该技术工作中投入的工作量占本人工作总量的55%。
对本项目大断面特殊钢连铸质量控制理论与工艺开发起关键性作用。
1）对创新点1做出了创造性贡献:
建立了浇铸过程钢水过热强化耗散理论和连铸电磁流体-热-溶质宏观偏析模型，开发了铸坯内部质量的控制工艺；
2）对创新点2、3做出了创造性贡献:
负责铸机二冷控制模型的开发，参与铸坯表面质量控制工艺的制定。
周干水
6
教授级高级工程师
中冶连铸技术工程有限责任公司
中冶连铸技术工程有限责任公司
完成人在该技术工作中投入的工作量占本人工作总量的60%。
对本项目大方坯连铸工程技术路线选择和具体工艺设备开发起重要作用。
1）对创新点2、3做出了创造性贡献:
负责大断面矩形坯连铸液压振动与拉矫机等关键装备与工艺的开发工作；
2）对创新点4做出了创造性贡献:
负责大断面矩形坯连铸工程实施与热试现场指挥，参与制定产品质量控制技术总体方案。
陈卫强
7
教授级高级工程师
中冶京诚工程技术有限公司
中冶京诚工程技术有限公司
完成人在该技术工作中投入的工作量占本人工作总量的60%。
对本项目大圆坯连铸工程技术路线选择和工艺开发起重要作用。
1）对创新点2、3做出了创造性贡献:
参与大断面圆坯连铸液压振动、结晶体总成等三维数字化设计与工艺开发工作；
对创新点4做出了创造性贡献:
参与大断面圆坯坯连铸工程实施与热试，以及产品质量控制工艺方案制定。
张文基
8
教授级高级工程师
江阴兴澄特种钢铁有限公司
江阴兴澄特种钢铁有限公司
完成人在该技术工作中投入的工作量占本人工作总量的50%。
对本项目大圆坯连铸工程技术路线选择、工艺开发与现场生产组织起重要作用。
1）对创新点4做出了创造性贡献:
负责大断面圆坯连铸工程的现场组织与产品定位，参与连铸工艺的制定和钢种开发。
荣获2010年国家科学技术进步奖二等奖
刘伟涛
9
高级工程师
中冶连铸技术工程有限责任公司
中冶连铸技术工程有限责任公司
完成人在该技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%。
负责连铸工艺参数计算以及轻压下等二级控制平台开发。
1）对创新点3做出了创造性贡献:
负责矩形坯轻压下控制模型开发与现场调试。
2）对创新点4做出了创造性贡献:
负责连铸二级数据平台开发与应用。
代宗岭
10
教授级高级工程师
中冶京诚工程技术有限公司
中冶京诚工程技术有限公司
完成人在该技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%。
参与连铸关键装备的具体开发与设计。
对创新点3做出了创造性贡献：
参与了设备总体方案讨论，并创新研发了大扭矩低速度拉矫机组关键设备。
高助忠
11
工程师
江阴兴澄特种钢铁有限公司
江阴兴澄特种钢铁有限公司
完成人在该技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的70%。
对创新点4做出了创造性贡献：
组织现场炼钢与连铸生产，参与钢种开发与工艺制定。
臧勇
12
教授
北京科技大
北京科技大
完成人在该技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的50%。
对创新点3做出了创造性贡献：
参与连铸工艺过程与设备设计的力学行为分析
苏春阳
13
工程师
湖北新冶钢有限公司
湖北新冶钢有限公司
完成人在该技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%。
对创新点4做出了创造性贡献：
参与现场炼钢与连铸生产组织、钢种开发与工艺制定。
）
潘明旭
14
工程师
湖北新冶钢有限公司
湖北新冶钢有限公司
完成人在该技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%。
对创新点4做出了创造性贡献：
参与连铸生产工艺制定与钢种开发。
袁己百
15
高级工程师
中冶连铸技术工程有限责任公司
中冶连铸技术工程有限责任公司
完成人在该技术工作中投入的工作量占本人工作总量的50%。
对创新点3、4做出了创造性贡献：
参与连铸装备开发和现场设备调试。
升级会员 