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钢材产品夹杂物稳定控制技术研究及生产应用

需求描述

为了满足高速铁路、汽车和家电的高质量发展的要求,满足日益提升的钢轨、汽车板和家电板均质化、洁净化、高强化、长寿化的要求。结合包钢目前产线的装备与工艺控制水平,包钢在成分气体控制以及钢轨探伤挑出率、A夹杂物控制指标中,国内一直处于较好水平,近年虽通过与科研院所及高校的大力攻关,钢轨、汽车板和家电板的质量稳定性不断提升,得到用户一致好评,但在B、C类夹杂物的控制水平需要进一步攻关提升。

研究钢轨产品B类、C类夹杂物及低碳、超低碳钢皮下夹杂生成控制技术及工序节点控制目标。针对夹杂物控制,进行生产工艺全流程诊断,提出现有工艺的优化方向及生产所用原、辅材料的改进方向,制定钢轨产品B类、C类夹杂物及低碳、超低碳钢皮下夹杂控制的具体措施,建立夹杂物控制技术体系,自主形成模块化、集成化生产技术。


产品目标和具体技术参数要求:

提出钢轨钢夹杂物控制集成技术及生产工艺,生产工序节点夹杂物目标值,夹杂物控制关联成分(铝、磷、硫)目标值。贝氏体钢轨夹杂物控制A类≤1.5,B、C、D、Ds类≤1.0。珠光体钢轨夹杂物控制A类≤2.0级比率100%,A类≤1.5级比率95%。

提出低碳/超低碳钢夹杂物全流程的控制技术及生产工艺、生产工序节点夹杂物控制目标值、夹杂物控制关联成分(铝、磷、硫)目标值。稀土钢板材公司全钢种皮下夹杂缺陷率攻关目标为1.0%;零缺陷交付产品皮下夹杂率攻关目标为10%(占总缺陷率)。薄板厂冷轧深冲钢St13,夹杂物降级改判率≤10%。


预期经济效益

通过“钢材产品夹杂物稳定控制技术研究及生产应用”项目研究与实施,可有效降低珠光体/贝氏体钢轨、低碳/超低碳钢以及冷轧深冲钢St13等重点高端产品的废品率,预期可实现经济效益800余万元。


现有基础情况

(1)已开展的工作

包钢重轨坯产线专业化生产重轨钢的连铸机,具有专一的断面280X380,配有结晶器电磁搅拌,动态二冷配水,动态轻压下技术,专业化生产重轨钢、高品质优特钢的连铸机,产线具有KR脱硫设备,150吨顶底复吹转炉,配有150吨LF精炼炉,真空脱气VD炉,出坯配有补偿式缓冷装置,是一台设备相对先进的大方坯铸机。正在进行RH项目筹建基础准备工作。近年来与国内知名高校研究院所进行了规模化工业生产试验,取得了较好的突破,主要进行了脱氧剂优化、精炼渣系研究,连铸耐材的改进,进行全流程原辅材料、夹杂物形态研究,保证了生产质量的稳定性。

随着用户对钢材洁净度的要求不断提高,包钢产品结构逐年升级,目前部分高级别钢材产品的夹杂物和洁净度控制还不能完全满足高端客户需求,因夹杂物超标造成的钢材改判、降级情况时有发生,因此需要针对上述问题开展系统的技术研究和生产攻关,达到稳定产品质量、满足用户需求的目的。

(2)所处的阶段

① 炼钢厂

珠光体钢轨(U71Mn、U75V等)采用KR脱硫→转炉→LF精炼→VD→连铸工艺,按照高速轨标准组织生产,夹杂物实际控制水平与标准仍有一定差距,主要表现在B、C类夹杂物偶有超标。

贝氏体钢轨钢采用KR脱硫→转炉→双LF精炼→VD→连铸工艺,按照铁总暂行标准组织生产,由于贝氏体钢轨残余应力大,对钢中夹杂物要求更加严格。钢轨上线服役后核伤较多,需要采用内控目标组织生产。

② 薄板厂

冷轧深冲钢St13采用脱硫-转炉-RH-(LF)-CSP连铸-冷连轧-清洗-罩退-平整-重分卷工艺生产,因夹杂物超标造成降级改判的约占32%。CSP生产深冲钢处于小批量试制阶段。

③ 稀土钢板材厂

稀土钢板材厂产品采用KR脱硫→转炉→(LF精炼)→RH→连铸工艺生产,2020年所有产品的皮下夹杂缺陷率为2.20%。其中低碳和超低碳系列如YXHS、BTHG1、DC04及供美的、长城等重点客户的钢种皮下夹杂缺陷率较高,达到4.45%。

零缺陷产品的产量较少,占比约3-5%,但皮下夹杂缺陷率较高,占总缺陷率的20-35%。例如,2020年7-12月皮下夹杂缺陷发生率较高的两个钢种,YXHS皮下夹杂缺陷率为16%,BTHG1皮下夹杂缺陷率为27%。

(3)投入资金和人力

在项目攻关阶段,投入现场生产人员、科研技术人员配合攻关工作完成。

(4)仪器设备

扫描电镜、RXD、金相、拉伸机等设备。

(5)生产条件

需要满足产线的试验计划及终端用户试用条件。


产权归属、利益分配等要求

甲方:内蒙古包钢钢联股份有限公司

乙方:对接方

1、著作权:

(1)本项目开发的技术资料属甲方所有。转让所获利益归甲方。

(2)出版著作和有关文献时,出版所获利益归甲方。

2、甲方可以无偿把该项研究成果推广应用到包钢内部其它项目研发中,甲、乙双方不得单独向第三方转让。

3、以上各项,除单方条款外,其余各项如发生利益时,双方均需另行签约。

4、以上条款和知识产权协议是指研究该项目新形成的技术成果。


实测要求

(一)验收时间:2022年12月

(二)验收地点:内蒙古包钢钢联股份有限公司钢管公司

(三)验收方法:组织专家验收评审和现场考核验收。

(四)验收指标:

1、需求内容中描述的工艺参数。

2、技术资料齐全。

3、提交结题报告。


对接要求

技术方需为国内知名科研机构或科研院所,在CSP漏斗形结晶器条件下,有开发、批量生产超低碳深冲钢实战经验的科研团队;承担过夹杂物控制科研课题,特别是在解决钢轨夹杂物面已形成自身的技术诀窍和技术积累。

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