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东北大学研发出中国首台套热轧无缝钢管在线控冷装备及自动化系统

来源: 中国日报网
2017-07-07 09:23 
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日前,由东北大学袁国教授团队研发的热轧无缝钢管在线冷却装备及自动化控制系统在宝钢股份顺利完成功能考核,达到预期目标,标志着我国首台套兼具终冷温度准确控制和直接淬火功能的热轧无缝钢管在线控制冷却系统研发成功,宝钢股份也成为国际上首家掌握这项控冷技术并投入工业化应用的企业。

无缝钢管由于中空封闭、具有较大抗弯抗扭强度的特点,广泛应用于各种液体和气体的输送管道,也被用于各种机器构件和建筑结构,是国民经济建设的重要原材料之一。

我国是热轧无缝钢管生产和消费大国,但目前产品组织性能调控工艺手段单一,满足相关力学性能依赖于添加合金元素和离线热处理工艺,产品同质化严重,且成本高、能耗大、生产周期长。实现关键工艺技术创新与突破,开发特色化高性能产品,节能降耗,提高无缝钢管的产品质量和生产效率已成为无缝钢管行业面临的重要问题。

控制冷却技术,通过控制轧后钢材的冷却速度、路径来改善钢材的组织和性能,已广泛应用于中厚板、带钢、线材等领域,在产品组织调控、提高产品综合性能、开发特色化高性能产品方面起到关键作用。然而,由于钢管圆形断面特点,其高强度均匀化冷却机理显著区别于上述钢材门类,虽然国内外多家科研院所和相关企业曾多次展开基础研究和技术攻关,终因冷却不均、冷却强度不足、钢管冷后弯曲变形等原因而失败,技术难题未能得到有效突破,直接导致热轧无缝钢管领域控制冷却技术的工业化应用至今几乎仍为空白,成为制约钢管绿色生产、开发特色化高品质热轧无缝钢管先进生产工艺技术的瓶颈。

为解决这一行业共性技术难题,突破热轧无缝钢管同质化恶性竞争的困境,东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室袁国教授团队针对钢管圆形断面特点,深入开展冷却机理机制研究,获得了钢管冷却过程的高强度均匀化热交换机制和控制方法。依托此项技术,团队与宝钢合作,协同创新,开展热轧无缝钢管在线控制冷却技术装备的科研攻关。2014年,依托宝钢股份烟宝公司PQF460热轧无缝钢管生产线,开发出在线控制冷却中试装置,并开展了多轮技术攻关和中试试验。在此基础上,又开发出国内首套可实现精确控温的热轧无缝钢管在线控制冷却工业化装备平台,并于2016年4月成功实现热负荷试车。

项目组与宝钢股份研究院、钢管条钢事业部合作,相继突破了圆形断面钢材高强度均匀化冷却机理、装备关键技术开发、钢种及配套工艺策略精准控制等难题。热轧无缝钢管控制冷却成套装备与工艺技术自投入工业化应用以来,取得了良好的效果,冷后温度控制精度高、冷却均匀、冷后钢管管形良好,吨钢制造成本平均降低200元以上,能耗下降20%以上。

截至目前,宝钢股份利用这套装备及工艺技术,已累计生产热轧无缝钢管6万余吨,产品性能明显提升,合金及工艺减量化效果显著,对于进一步构建我国热轧无缝钢管先进工艺技术开发平台,推动我国热轧无缝钢管产品工艺技术进步,具有重要意义。

(中国日报辽宁记者站)

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