勇立潮头破浪行——记不断“走向深蓝”的山钢股份莱芜分公司海工钢研发团队

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“这是我们为北极LNG2项目研发的耐低温钢材做的一组实验数据:在零下20摄氏度时,冲击功达到235焦耳;在零下40摄氏度时,冲击功达到202焦耳;在零下60摄氏度时,冲击功也可达到183焦耳。而冲击功只要达到34焦耳就符合国际相关标准的技术要求,通过系列对比数据说明,我们的耐低温型钢产品还能适应更低温度的极寒环境。”山钢股份莱芜分公司技术中心海工钢研究所所长赵培林对团队研发的北极项目用钢产品充满信心。

4月13日,在山钢集团召开的首次科技创新大会上,山钢股份莱芜分公司《极地高寒地区结构用热轧型钢集成制造技术研究与产业化应用》科研项目荣获科技进步一等奖,赵培林代表研发团队上台领奖。获此殊荣的背后是海工钢研发团队多年来的辛勤付出和不懈追求。

“研发北极油气工程项目用钢的最大难点就是要克服零下50摄氏度的超低温环境。当普通钢材在超低温环境下,它的物理性能会发生根本性转变,会由于疲劳失效最终导致脆性断裂,影响平台的寿命。在常温下表现坚硬的钢材,到了超低温环境会像玻璃掉在地上那样碎裂。”赵培林介绍,这样就要提高钢材在超低温环境下的韧性,而一般情况下,钢材的韧性和强度是一对“冤家”,韧性高了,强度就会降低;强度高了,又会导致韧性降低。所以,要达到在超低温环境下的强韧性合理匹配,尤其是耐低温韧性指标显著提升是一个业界公认的技术难题。

正是因为耐低温钢严酷的使用环境以及严苛的性能指标,当初承接俄罗斯北极地区亚马尔项目一期工程时,莱芜分公司研发团队就在总采购方德希尼布公司首次工厂审核时遭遇了未被通过的困境,指出了多达11项不符合项。经过研发团队一个月的紧张整改和不懈努力,最终通过了第二次外方专家代表团的工厂评审,成功进入了亚马尔项目合格供应商名单。

“亚马尔项目品种规格多,批量小,交货期短,尤其规格从薄壁到厚壁尺寸差别大,需要结合产线工艺装备特点,有针对性地开展机理机制研究,有区别地完成成分和关键工艺的设计,这给研发工作带来了巨大挑战。”赵培林说,研发任务繁重,为了保证供货时间,在公司其他单位积极配合下,研发团队采取边研发边生产的策略。

研发人员联合生产技术人员进行专人专线负责,紧盯生产线上的每一个环节,冶炼工艺、内控成分、出炉温度、轧制道次、冷却温度都要严格控制,有时要24小时连轴转,一点儿也马虎不得。稍有差池,就可能会出现质量问题,不仅会给公司造成重大效益损失,还会影响企业品牌形象。

历经4年,莱芜分公司累计为亚马尔项目生产6.7万吨海工钢,研发团队累计开发76个规格,涉及H型钢、槽钢及角钢等系列类别,极限、特殊规格产品均一次性开发成功。

俄罗斯北极地区亚马尔项目一期订单的完美交付,树立了山钢耐低温钢在世界重大海工项目的良好形象,在业界形成了强有力的品牌效应。

2019年4月,同在北极圈内的北极LNG2油气项目开始启动。该项目位于俄罗斯北极格丹半岛,将建设3处重力式结构平台,设计年产液化天然气总量为1980万吨,这是继亚马尔项目之后,中俄“一带一路”合作开发建设的第二个大型液化天然气项目。

凭着良好的品牌信誉,山钢股份营销总公司分别与北极LNG2项目的国内制造商——蓬莱巨涛、天津博迈科、青岛武麦、中远船务、惠生工程、中核利伯特等合作伙伴先后签订供货协议,成为该项目国内海工钢产品的唯一供货厂家。

又熬了一个通宵。5月6日,赵培林带领团队成员,针对北极LNG2翼缘厚度30mm以上型钢零下40摄氏度冲击功稳定性、表面质量改善等问题,通过系统分析微观组织、夹杂物、偏析等影响低温冲击性能的各个因素,对冶炼工艺、加热制度、温度制度进行优化控制,冲击功稳定性及表面质量得到有效提升。团队成员李超、韩文习顾不上休息,立即对技术工艺数据进行固化,形成生产工艺技术方案,以备今后同类产品的生产。

海工钢研发团队不断向国内技术空白和世界前沿技术发起冲击。具有Z向性能要求的超厚规格H型钢作为未来高端H型钢的发展方向,目前在国内一直处于空白状态。研发团队经过对全流程生产工艺进行诊断,通过成分调整、优化连铸拉速、降低振动频率、清理铸坯腿尖、改进加热制度、除鳞及轧制工艺等一系列工艺措施,完全突破了现有装备、工艺的生产极限,质量得到明显提升,腿尖不连续、腿外侧压入、腿尖未充满及凹坑等难题完美解决,在国内首次开发出腹板、翼缘双Z向超厚规格H型钢,产品成功应用于埃克森美孚公司Yosemite项目。

近年来,随着“一带一路”国际合作的不断推进,莱芜分公司海工钢研发团队在国内率先开发的高端耐低温系列型钢产品以其卓越品质,成功打入俄罗斯北极亚马尔项目、中俄元首项目——阿穆尔天然气加工厂项目(AGPP)、北极LNG2、加拿大LNG、埃克森美孚公司Yosemite等国际重大工程项目,打破了高端海工钢产品长期被少数国外钢铁企业垄断的局面。

辛勤的付出结出丰硕的成果。莱芜分公司海工钢研发团队承担的“国家十三五重大专项研发项目——高强度、大规格、易焊接海洋工程用钢”子课题即将结题;“高品质复杂断面系列型钢集成开发与产业化”获得第六届中国工业大奖提名奖;“山钢股份油气工程用热轧型钢”产品入围中国钢铁工业协会产品开发市场开拓奖;海工钢研发团队分别入选2019年、2020年“泉城产业领军人才支持计划创新团队”。

 (何爱喜 栾长河 方金林)

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