華菱湘鋼水電用鋼發(fā)力80公斤級
【摘要】 湖南華菱湘潭鋼鐵集團有限公司把水電用鋼列為容器集成產(chǎn)品研發(fā)重點品種，集中力量攻關水電工程中目前等級最高、質量要求最嚴的80公斤級和特厚60公斤級(指抗拉強度為800兆帕/600兆帕的)水電用鋼，并于2014年底取得重大突破。
從2014年開始，湖南華菱湘潭鋼鐵集團有限公司把水電用鋼列為容器集成產(chǎn)品研發(fā)重點品種，集中力量攻關水電工程中目前等級最高、質量要求最嚴的80公斤級和特厚60公斤級(指抗拉強度為800兆帕/600兆帕的)水電用鋼，并于2014年底取得重大突破――成功研制出60毫米厚80公斤級低焊接裂紋敏感性調質高強鋼板。據(jù)悉，目前在國內鋼廠中，能夠生產(chǎn)這一強度級別低焊接裂紋敏感性水電用鋼的企業(yè)極少。湘鋼水電用鋼研制生產(chǎn)技術已經(jīng)躋身國內先進水平。
80公斤級水電用鋼前景看好
“今后5年~10年，水電用鋼的市場容量較大。國外項目設計對80公斤級高強鋼的抗低溫沖擊要求更高，必須達到零下60℃。”湘鋼技術中心專家認為。技術開發(fā)人員說，80公斤級高強水電鋼板特別適合建造百萬千瓦級大裝機容量和內陸的高水頭抽水蓄能電站。
在火電、水電、風電、核電等發(fā)電方式中，水電被認為是一種技術上成熟、可以大規(guī)模開發(fā)、清潔、可循環(huán)利用的發(fā)電方式。世界范圍內，大約有20%的電力來自水電。目前，我國水利資源理論蘊藏量、技術可開發(fā)量、經(jīng)濟可開發(fā)量、已建和在建開發(fā)量，均居世界首位。
水電建設的主要金屬構件是壓力鋼管、岔管，以及水輪機組座環(huán)的上下環(huán)板、固定導葉、頂蓋和控制環(huán)、蝸殼等。而鋼鐵企業(yè)的機會在于向水電站供應優(yōu)質水電用中厚板。
隨著水力發(fā)電機組裝機容量大型化和高水頭蓄能電站出現(xiàn)，設備制造迫切需要高強度等級的鋼板，并且對可焊性能的要求較高。此前，水電建設對80公斤級高強鋼板沒有明確要求，因此，一般情況下，使用60公斤級高強鋼板完全能夠滿足。
而今，80公斤級水電用鋼或將成為今后水電用鋼的發(fā)展方向。據(jù)悉，國內對80公斤級水電鋼的初步應用，是從向家壩水電站開始的，然后是溪洛渡電站和呼和浩特蓄能電站。此外，計劃于2019年~2020年陸續(xù)投產(chǎn)發(fā)電的兩座千萬千瓦級的巨型電站――葛洲壩集團即將開發(fā)的裝機容量為1600萬千瓦的白鶴灘水電站和裝機容量為1000萬千瓦的烏東德水電站，將首次大批量應用目前最高強度級別80公斤級水電鋼板。
難點在焊料選擇和避免焊裂
“由于強度等級高，80公斤級水電鋼板在保證焊接性能方面難度較大――一是焊接材料的匹配更困難;二是鋼板的合金含量高，使焊接過程中產(chǎn)生裂紋的機率大大增加。”華菱湘鋼技術中心容器鋼集成產(chǎn)品研發(fā)(IPD)項目組技術專家向《中國冶金報》記者介紹。
據(jù)湘鋼容器鋼(集成產(chǎn)品開發(fā))項目研發(fā)人員介紹，他們開發(fā)的80公斤級水電用鋼，從成分設計到制造工藝，均充分考慮了野外施工對焊接材料預熱條件的限制，可以在較低預熱溫度甚至不預熱的情況下實施焊接，確保不出現(xiàn)裂紋。湘鋼對產(chǎn)品成分設計和制造工藝的周到考慮，不但改善了工作環(huán)境，給焊接作業(yè)帶來極大方便，而且顯著提高了工作效率，降低成本。
為了攻克焊接裂紋關，湘鋼技術人員采用了低碳當量、低焊接敏感系數(shù)的成分設計;在生產(chǎn)工藝上，主要關注鋼質純凈度控制，確保鋼板性能穩(wěn)定性和組織均勻性，也給后續(xù)的鋼板探傷和焊縫探傷提供保障。
在焊接材料的選擇上，主要難點是在采用國產(chǎn)焊接材料時，焊接的低溫沖擊韌性指標不穩(wěn)定。借助由中華技能大獎獲得者艾愛國主持的焊接實驗室，湘鋼摸索了大量的焊接工藝，確保使用國產(chǎn)焊接材料時能夠達到工程設計標準。
鋼板研制成功后，湘鋼邀請挪威船級社和中國通用機械研究院做第三方焊接性能評定。2015年1月份，樣品被送抵葛洲壩集團進行焊接工藝評定。兩次評定結果均認為，湘鋼水電鋼板完全滿足大型水電工程的使用要求。
與2013年相比，2014年湘鋼的水電用鋼銷售量增長幅度較大，產(chǎn)品檔次也升級到以60公斤級高強鋼為主體。此外，湘鋼的水電用鋼還為多座國外水電項目成功供貨，包括巴基斯坦尼魯姆?杰盧姆水電站、玻利維亞密西庫尼大壩建設項目等。
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