高品质特殊钢技术开发

高品质特殊钢技术开发（共6篇）

篇1：高品质特殊钢技术开发

吴建常：大力开发电渣冶金技术，促进我国高品质

特殊钢产业发展

来源：中国钢铁企业网 2012-11-06 复制网址〖宽屏查看〗

大力开发电渣冶金技术，促进我国高品质特殊钢产业发展

中国钢铁工业协会顾问吴建常

大家好!今天能够参加由中国金属学会特殊钢分会举办的2012年全国电渣冶金学术年会，我非常高兴。特别是在钢铁工业需要调整结构、国家提出了促进高品质特殊钢发展之机，召开这次会议有很重要的意义。

电渣冶金作为特种冶金学科的主要分支，是生产高品质特殊钢的重要手段。由于电渣产品洁净度高、成分均匀、组织致密，性能优异，长期以来为我国的国民经济建设，尤其为国家重大装备、重大工程、国防国防和航天航空的发展和建设做出了重要贡献。

1952年前苏联乌克兰巴顿电焊研究所米多瓦尔院士在实验室试制第一个电渣重熔不锈钢钢锭，意味着电渣冶金技术的诞生，距今正好是60周年。1962年5月，朱觉、屠宝洪、傅杰、印祥麟等指导北京带钢厂及北京钢丝厂分别建成了300kg单相双自耗电极串联有衬电渣炉和120kg三相有衬电渣炉，实现了液态金属电渣冶金技术工业化，今年又是液态金属电渣冶金技术工业化50周年。

今天，本次学术会议特别邀请了乌克兰巴顿电焊研究所电渣研究中心主任，列夫·米多瓦尔教授，也就是发明电渣重熔技术的鲍里斯·米多瓦尔院士的儿子。另外，作为液态金属电渣冶金技术的发明者之一的傅杰教授以及参与第一台200吨世界最大电渣炉技术开发的刘海洪教授也出席了本次学术年会。这些学者的参会使得本次会议具有特别的意义。还有我们全国特殊钢企业、重型机械企业以及从事电渣冶金研发的科研单位和大学等几十个单位的代表参加本次会议，我们共同回顾半个多世纪以来电渣冶金技术的发展历史，共同研讨今后的发展方向，我们感到非常荣幸，意义非同寻常。

在这里，我想谈几点自己的感想。

1、电渣冶金为我国国民经济和国防建设做出巨大贡献

1958年12月9日冶金部建筑研究院电渣组将铁合金粉末涂在碳钢棒上作自耗电极，用高炉风管(铜制)作水冷结晶器，冶炼出合金工具钢，这是我国电渣冶金的首个试验研究。1959年11月北京钢铁学院朱觉教授率电冶金师生与冶金建筑研究院电渣实验室合作，采用电渣重熔法，研制成功航空轴承钢。1960年北京钢铁学院(现北京科技大学)与北京钢厂合作，在学院内冶金厂建成了我国第一台容量为150kg工业性电渣重熔炉，生产了航空滚珠钢、无钒高速钢等。1960年5月，当时的冶金部在北京钢铁学院召开了全国现场会，推广电渣重熔工艺。会后，冶金部建筑研究院电渣冶金研究组曾乐、李正邦等赴重庆二钢，北京钢铁学院朱觉、傅杰、刘海洪等赴大冶钢厂等单位，推广电渣重熔技术，分别帮助重庆二钢、大冶钢厂、大连钢厂、抚顺钢厂、上钢五厂、上海重型机器厂建立电渣重熔车间，使我国在电渣重熔技术方面于1960年实现了工业化。2010年是我国电渣重熔技术工业化50周年。

1960年底，北京钢铁学院朱觉、傅杰在北京量具刃具厂发明了单相双自耗电极串联有衬电渣炉；1961年初发明了三相有衬电渣炉，4月由北京市委冶金组

下设的电渣组组长屠宝洪主持，在北京量具刃具厂一召开了有衬电渣炉北京市现场会议，予以推广；1961年2、3季度到1962年5月，朱觉、屠宝洪、傅杰、印祥麟等指导北京带钢厂及北京钢丝厂分别建成了300kg单相双自耗电极串联有衬电渣炉和120kg三相有衬电渣炉，实现了液态金属电渣冶金技术工业化，2012年是液态金属电渣冶金技术工业化50周年。

半个多世纪以来，我国大多数特殊钢厂基本均建有电渣车间。生产的品种涵盖合金结构钢、工具钢、模具钢、耐热钢、不锈钢、轴承钢、超高强度钢、高温合金、耐蚀合金、电热合金、精密合金等大部分钢种和合金。生产的钢锭重量从几十公斤到目前最大的几百吨。电渣冶金工艺从电渣重熔发展到电渣熔铸、电渣液态浇注和电渣热封顶等多种形式。电渣产品应用到国民经济的许多领域，包括铁路、航空航天、武器装备、火电、水电、核电、石油、化工、机械等，小到仪器仪表的精密零件、大到上百吨的汽轮机转子均有电渣的产品。我国电渣产品形成了自己的特色。例如，我国的铁路轴承全部要求采用电渣重熔工艺生产，高品质的模具钢和高速工具钢也基本采用电渣工艺生产，冷轧辊用钢、汽轮机叶片、高压锅炉管和镍基合金等产品采用电渣工艺生产也逐渐成为冶金工作者的共识。电渣熔铸水轮机导叶和叶片也成为我国的特色产品，应用到三峡工程等许多国内外水电机组中。

电渣生产不仅仅局限于特殊钢企业，我国的机械制造行业也广泛采用电渣技术生产大型锻件用钢锭。据估计，我国目前有电渣炉上千台，年生产能力超过200万吨。东北特钢集团、宝钢特材公司、攀长钢、西宁特钢、新冶钢、太钢和中原特钢等是我国特钢企业中电渣钢生产的骨干企业。上重在上世纪80年代初就装备了最大的200吨大型电渣炉。中钢邢机已成为我国最大冷轧辊电渣钢的生产基地，通裕重工己成为我国民营企业大型电渣产品的代表。在高速钢生产中，在河冶科技率先采用电渣技术之后，以天工集团为代表的我国一大批民营企业普遍采用小型电渣炉生产，重量以几十公斤到几百公斤为主，电渣车间炉子数量从十几台到几十台不等。在模具钢领域，除了上述骨干特钢企业外，由多达上百家的民营企业采用电渣重熔工艺生产各类模具钢。

我国是继前苏联第二个开发电渣冶金技术的国家。在过去的半个多世纪中，我国电渣冶金工作者在几代人的努力下，有许多自己独立的创造和发明，为世界电渣技术的发展做出了重要贡献。例如，傅杰和李正邦两位教授提出的电渣重熔过程夹杂物去除机理被国际电渣冶金界所普遍接受；姜兴渭教授提出的电渣重熔工艺参数优化匹配方法在国内大多数电渣钢生产企业的实际生产中得到普遍应用；我国最早发明和应用了有衬电渣炉炼钢技术；李正邦等开发的电渣熔铸涡轮盘技术获国家发明奖；沈阳铸造所开发了电渣熔铸水轮机叶片和导叶技术在国内外许多水电机组中得到应用；1981年我国建成了世界最大的200吨大型电渣炉，等等。

目前，我国是电渣炉数量最多、电渣钢产量最大、电渣钢应用最普及的国家。电渣冶金技术总体上处于国际领先水平。

2、电渣冶金技术近年来有了新的快速发展

在国际上从上世纪80年代起就开始开发和应用第二代电渣冶金技术，而我国则是最近十几年开始开发和应用新一代技术。第二代电渣冶金技术的主要特征是：

(1)保护气氛电渣重熔。第一代电渣重熔是在大气下进行的，大气中的氧、氮、水汽会不同程度地对重熔钢液产生污染，降低钢的洁净度。

(2)以同轴导电设计的电渣炉短网结构，可以有效地降低短网的电损耗，提高炉子的功率因素和降低电耗。

(3)以电极称重传感器为基础的电极熔化速度控制系统，可以精确控制电渣钢锭的凝固质量，显着提高产品质量的稳定性。

(4)以导电结晶器和液面检测技术为基础的半连续和连续电渣重熔技术，可以实现半连续的电渣长锭生产，甚至加上切割装置后实现电渣连铸技术。另外，如果采用T型带内模的导电结晶器，可以实现电渣重熔空心锭的生产。

(5)以导电结晶器和液面控制技术为基础的电渣液态浇注技术，可以生产复合轧辊、电渣浇注实心钢锭和空心钢锭。

(6)电渣炉和电渣产品的大型化

在国际上乌克兰、德国、奥地利和美国是第二代电渣重熔技术引领者。在西方发达国家，近十年新建的电渣炉普遍采用了保护气氛、同轴导电和熔速控制等新技术。奥地利因泰克(INTECO)公司还发明了快速电渣重熔技术，可以实现连续化生产。乌克兰巴顿电焊研究所发明了基于导电结晶器的电渣液态浇注技术，实现了电渣液态浇注复合轧辊技术的工业化。

电渣炉和电渣产品的大型化是电渣技术的重要发展趋势。火电、核电和石化等装备的大型化和高参数化使得大型锻件的重量不断提高，而且品种呈高合金化趋势，普通的真空浇注方法无法避免合金成分的偏析和严重的铸造缺陷，锻造用大型电渣钢锭的需求不断增加。我国于1980年创建的一台世界上最大的200t级电渣炉，为秦山核电站提供了一系列大锻件，为我国核电的自主化发展做出了重大贡献。发达国家也纷纷建造100吨以上的大型电渣炉，国外最大的电渣炉位于意大利，达250吨，己于201 1年投产。

我国电渣冶金技术在最近几年中也有了新的发展。国内引进同轴导电和熔速控制的电渣炉最早是北满特钢的10吨炉，1980年从德国进口。上世纪90年代中期开始中钢邢机、宝钢特钢和内蒙古北方重工分别从美国康萨克公司引进了4台15-20吨的电渣炉。而将保护气氛、同轴导电和熔速控制为一体的电渣炉是从本世纪开始的。宝钢最早从德国ALD引进5吨保护气氛电渣炉用于高温合金等高端品种的生产，效果显着。后来，奥地利因泰克公司与东北大学合作为新冶钢建成了16吨保护气氛电渣炉，使得冶钢的电渣产品质量有了显着提高。最近东北特钢在大连和抚顺基地引进了5台保护气氛电渣炉，最大的电渣炉吨位是100吨，是国内引进的最大电渣炉。

在吸收国外先进电渣技术的基础上，通过自主创新，国内东北大学、钢铁冶金总院和北京科技大学等单位与企业合作在第二代电渣冶金技术开发方面也取得了明显的进步。2008年宝钢与东北大学等单位合作建成了4台20吨同轴导电与熔速控制为一体的电渣炉。此后，东北大学先后为台湾中钢常州精材公司、宝钢特钢、河钢研究院等单位建成了集保护气氛、熔速控制和同轴导电为一体的4台新型电渣炉。钢铁研究总院也开发了保护气氛电渣炉技术。

2007年开始，东北大学为兴澄特钢和邢钢开发了半连续的抽锭式电渣炉，在国内首次采用T型导电结晶器技术，生产出来长6米的方坯和圆坯，最大直径达到600mm。从2006年开始，东北大学与乌克兰巴顿电焊研究所合作，为舞钢建成了世界上最大的板坯电渣炉3台，公称容量40吨，最大锭达到49吨。为武钢集团鄂钢公司建成了2台22吨的抽锭式板坯电渣炉，最大宽度为2米，最大锭高为4米。在乌克兰专家的指导下，东北大学为攀长钢设计了一台25吨的空心管坯电渣炉，最大外径达1100mm，长度可达6米。同时，可生产最大直径为

1100mm实心钢锭。该电渣炉采用了同轴导电布置、T型导电结晶器、双电源和液面控制等先进技术，目前已投入生产。

在大型电渣炉方面，我国一重建成了120吨的大型电渣炉，采用与上重相似的三个单相变压器六电极的方式，上重建成了450吨的大型电渣炉。最近，在山东玛努尔和浙江电渣核材有限公司分别建成了80吨和130吨的三相电渣炉，主要用于核电主管道的生产。

在液态电渣技术方面，傅杰教授团队进行了带导电结晶器的水平电渣液态浇注板坯的试验。东北大学进行了带导电结晶器的垂直液态电渣浇注的工业试验，最大结晶器直径为1000mm。这些试验取得阶段性成果。

3、我国电渣冶金产业迎来了新的发展机遇

尽管全球经济不景气，我国钢铁工业面临很大的经济困难，但是高品质特殊钢无论是国家政策还是市场需求均是积极的，电渣钢生产将迎来新的发展机遇。

我国政府十分重视特殊钢行业的发展，2010年《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》将高品质特殊钢列为积极发展的一类先进材料。《国家“十二五’’科学和技术发展规划》将高品质特殊钢列为产业关键技术攻关示范重点，指出要“突破高品质特殊钢的超洁净、高均质、细晶化等关键技术，研发超超临界火电机组用钢、重大装备用轴承钢、新一代核电用钢、超低铁损高硅电工钢、高耐磨与高速工具钢等特殊钢材料，实现特殊钢产品生产高效化、减量化和绿色化，满足高速铁路、新能源、核电等国家重大工程需求，形成若干条特色专业化生产线”。工信部发布的《钢铁工业“十二五”发展规划》在重点领域和任务条款中，突出了产品升级，明确了下游行业主要用钢材产品升级的方向，包括建筑业、机械行业、造船业、汽车业、家电业、电力业主要用钢材产品升级的方向。促进特钢品质全面升级、支持特钢企业兼并重组，增强特钢企业的引领作用，鼓励特钢地企业走“专、精、特、新”的发展道路，促进特钢企业技术进步和产品升级换代，开发低碳节能环保型钢材以及重大装备制造所需的高性能特殊钢，明确了特殊钢发展重点、技术改造重点。在国家发改委公布的2011年产业指导调整目录的钢铁一栏中列出了“4．先进压水堆核电管、百万千瓦火电锅炉管、耐蚀耐压耐温油井管、耐腐蚀航空管、高耐腐蚀化工管生产；5．高性能、高质量及升级换代钢材产品技术开发与应用。包括600兆帕级及以上高强度汽车板、油气输送高性能管线钢、高强度船舶用宽厚板、海洋工程用钢、420兆帕级及以上建筑和桥梁等结构用中厚板、高速重载铁路用钢、低铁损高磁感硅钢、耐腐蚀耐磨损钢材、节约合金资源不锈钢(现代铁素体不锈钢、双相不锈钢、含氮不锈钢)、高性能基础件(高性能齿轮、12.9级及以上螺栓、高强度弹簧、长寿命轴承等)用特殊钢棒线材、高品质特钢锻轧材(工模具钢、不锈钢、机械用钢等)等”。在工信部颁布的“新材料产业“十二五”发展规划”在高性能钢铁材料专项工程中提出了以下发展规划：

工程目标：到2015年，形成年产高品质钢800万吨的生产能力，基本满足核电、高速铁路等国家重点工程以及船舶及海洋工程、汽车、电力等行业对高性能钢材的需要。

主要内容：组织开发具有高强、耐蚀、延寿等综合性能好的高品质钢材。重点推进核电压力容器大锻件508—3系列、蒸汽发生器690传热管、AP1000整体锻造主管道316LN等关键钢种的研发生产，实现核电钢成套供应能力。提升超超临界锅炉大口径厚壁无缝管生产水平，形成年产50万吨生产能力。加快开发

船用特种耐蚀钢和耐蚀钢管，分别形成年产100万吨和10万吨生产能力。开发高速铁路车轮、车轴、轴承等关键钢材，形成年产5万套生产能力。开发长寿命齿轮钢、螺栓钢、磨具钢、弹簧钢、轴承钢和高速钢等基础零件用钢，形成年产300万吨生产能力。开展DPT、TRIP、热成形、第三代汽车钢、TWIP等高强汽车板生产和应用示范，形成年产300万吨生产能力。大力实施非晶带材、高磁感取向硅钢等应用示范。而且在附件的具体目录中多项产品明确采用电渣重熔工艺生产。

近年来，我国虽然己在特殊钢开发方面取得了一系列进展。如自主开发出高质量轴承钢、汽车用弹簧钢、不锈钢、火电用小口径高压锅炉管、叶片钢、高性能模具钢和工具钢等，从而部分改变了我国特殊钢生产的落后局面；然而，我国钢材生产的产品多以中、低端为主，大量国民经济与国防事业发展所需的关键的高档特殊钢尚十分缺乏，不能满足国民经济和制造业发展的需求；高品质特殊钢的技术开发也仍以跟踪仿制国外技术为主，整个行业的自主创新能力相对薄弱。而且生产制造过程中资源、能源消耗高，环境污染严重，与目前国家倡地导的建设节约型社会和可持续发展的思想相违背；另外，冶金材料业和装备制造业的发展缺乏有效融合，严重制约了后者的快速发展。“十二五”期间，我国将在资源、能源、交通和海洋工程等领域部署一系列重大工程项目，在军工领域同样有着宏伟的目标，这些对特殊钢提出了前所未有的重大需求和技术挑战。因此，实施自主创新战略，研发我国重大工程与重大装备包括国防军工所需的关键特殊钢材料已刻不容缓。

因此，电渣冶金作为高品质特殊钢的主要手段之一，迎来新的发展机遇。

4、我国电渣冶金今后的努力方向

我国电渣冶金产业虽然取得了很大的成就，但是发展还不平衡，尤其是产品质量和稳定性方面与国际先进水平仍有较大差距，经济效益有待提高，高品质产品仍需努力。为此，我提出以下几点建议：

(1)积极推进电渣装备和工艺的技术改造，在引进消化国外先进设备和工艺技术的基础上，实现第二代电渣炉装备的国产化，使电渣生产设备和工艺适应高品质特殊钢生产的要求，特别是产品质量的稳定性。因为我国绝大部分电渣炉设备仍然停留在上世纪60—70年代的水平，技术改造刻不容缓。

(2)加强百吨级电渣炉设备和工艺的基础研究和技术攻关，使之真正能够生产出高质量的锻造用特大型钢锭。近几年，我国不少企业对建设百吨级电渣炉热情很高，已经建成百吨级电渣炉已有5台，正在建设或即将建设的百吨级电渣炉估计有6—8台。但是，设备和产品大型化后会带来一系列新的技术问题，特别是大尺寸钢锭的凝固质量和成分控制已成为超大型电渣钢锭的技术瓶颈。另外，要加强市场调研，我国的大型电渣炉总产能将超过国外电渣炉总和，市场是否真正需求是多少，也是大家需要值得思考的重要问题。

(3)进一步开发新的电渣工艺技术和装备是提高企业创新能力的重要措施。电渣重熔空心锭、电渣重熔大型板坯、电渣重熔双金属汽轮机转子、电渣连铸技术，电渣液态浇注板坯、空心锭和大型钢锭，电渣重熔有色金属，以及电渣熔铸技术等将是今后的发展方向。

(4)加强“政、产、学、研、用”合作，在政府的支持和扶持下，企业要主动与科研单位、院校和用户加强技术合作和协同创新，建立技术创新联盟，将科技成果尽快转化为生产力。

同志们，本次大会云集了国内外许多着名学者，尤其是老一代电

渣冶金工作者以及世界电渣冶金技术的发源地一一乌克兰科学院巴顿电焊研究所的专家。大家在此共同庆祝电渣重熔技术诞辰六十周年和液态金属电渣技术工业化五十周年，回顾历史，交流最新的电渣冶金技术，展望今后的发展，意义非常重大。我们相信通过这次会议的召开将促进我国电渣冶金技术的进一步发展，为我国特殊钢材料的发展做出更大的贡献。

预祝大会取得圆满成功!祝各位代表生活愉快，身体健康!

篇2：高品质特殊钢技术开发

高品质特殊钢（含高温合金，下同）是指具有更高性能、更长寿命、环境友好的高技术含量、高附加值的特殊钢品种，代表了特殊钢材料的发展方向，对保障国家重大工程建设、提升装备制造水平、促进节能减排和相关应用领域技术升级具有重要意义，是体现一个国家整体工业发展水平的重要标志。

为贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020 年）》、《国家“十二五”科学和技术发展规划》、《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》精神，促进我国高品质特殊钢产业可持续发展，加快自主创新、技术升级和结构调整，增强对国家重大需求的保障能力，制定本专项规划。

一、形势与需求

（一）发达国家高度重视特殊钢技术和产业发展

发达国家高度重视高品质特殊钢材料及其生产技术的研发与应用，美、日、欧等国均投入了大量人力、物力，持续开发特殊钢新技术、新品种和新材料。经过长期积累，已形成了高水平的特殊钢材料、工艺及制备技术体系，并建立了与之配套的标准、规范、手册及数据库。上世纪九十年代以来，为适应世界钢铁工业向生产集约高效、低成本、绿色环保的方向发展的趋势，国外主要钢铁企业加大资本重组和结构调整的力度，走“特、精、专”的发展道路，通过国际化经营实现专业分工和有限资源的合理配置，提高了特殊 钢产业集中度与专业化程度。

（二）全球特殊钢装备和工艺高技术化、品种高端化 国际上特殊钢产业发展越来越依靠开发成本更低、可靠性更高的

高新技术产品，依靠生产装备和工艺高技术化来提高产品质量和性能。目前，国外先进的特殊钢冶炼技术可实现窄成分控制，凝固技术可保证成分和组织的高均匀度，加工技术可获得精确形状尺寸和组织性能，生产产品能满足高端装备制造的需求。工业发达国家的特殊钢产量占其钢总产量的比例较高，美国和韩国约为10%，日本、法国和德国约为15～22％，瑞典则高达45%左右。这些国家的特殊钢产品以高技术含量、高附加值品种为主，产量约占世界总产量的70%。

（三）我国特殊钢产业快速发展，体系初步形成

近年来，国内钢铁企业加大研发投入和技术改造的力度，生产装备条件和工艺技术水平取得了长足进步，专业化、综合化生产企业与多样化生产工艺流程相结合的特殊钢生产体系初步形成，特殊钢产量快速增长，已形成一定规模、品种规格比较齐全的特殊钢产业。其中，不锈钢年产量超过1000 万吨，轴承钢年产量达到300 万吨，齿轮钢年产量突破200 万吨。但与普通钢行业相比，国内特殊钢行业的技术发展相对滞后，与国际先进水平的差距也较普通钢行业大。目前，我国特殊钢产量约占钢总产量的5%，产品基本上面向国内市场，国际市场份额仅占2%左右。

（四）国民经济发展和国防建设的需求日益迫切 特殊钢是保障国家工业化和国防现代化不可缺少的重要基础材料，与国家重大工程建设、高端装备制造息息相关，尤其是超超临界火电机组与核电装备用特殊钢、高速列车与大功率风电机组用轴承钢、油气开采与储运输送用耐蚀钢及合金、节能变压器与电机用超低铁损电工钢、资源节约型不锈钢、工程机械用高强度耐磨钢、先进工模具钢、航空航天和能源装备用高温合金等方面的需求日益增大，品质要求越来越高。

二、总体思路、基本原则及发展目标

（一）总体思路

面向国家重大战略需求和国际科技前沿，统筹规划、合理布局，通过重点突破、以点带面、示范先行，着力提升我国特殊钢领域的科技创新能力和产业核心竞争力，实现创新驱动发展。

（二）基本原则

1.坚持统筹规划，加强顶层设计

从国家发展战略层面对高品质特殊钢的基础研究、前沿技术研究、应用开发与集成示范和产业化的全链条进行统筹规划和顶层设计，通过国家973 计划、863 计划、科技支撑计划、平台建设等的联动，实现创新资源的高度汇聚和深度融合，促进特殊钢领域科技发展。

2.坚持需求导向，聚焦发展重点

面向国家重大需求，以清洁能源、现代交通、先进制造等领域涉及的战略高技术特殊钢材料为重点，突破特殊钢高性能化、低成本化、绿色化制造核心关键技术，形成自主知识产权，为我国高品 质特殊钢产业及相关产业发展提供科技支撑。

3.坚持创新引领，促进产业升级

选择一批有基础的创新型企业，通过国家和地方科技计划的联动、高校院所和企业资源的结合、科技与金融资本的衔接，推进科技创新成果的转化与产业化示范，提升企业的技术创新能力和国际市场竞争能力，加快特殊钢产业结构调整和优化升级。

4.坚持以人为本，构筑创新高地

大力推进科技计划与创新创业人才培养的联动，把提升自主创新能力与组建高水平研发团队和培养领军人才结合起来，着力打造特殊钢人才集聚区，建设国家级科技创新平台、基地和团队，不断创造高水平科技成果，为特殊钢产业可持续发展提供人才队伍保障。

（三）发展目标 1.总体目标

面向我国航空航天、清洁能源、现代交通、先进制造等领域的发展需求，重点突破高温合金、轴承钢、耐热钢、耐蚀钢、电工钢、耐磨钢和工模具钢等高性能特殊钢关键材料技术，形成具有国际先进水平的高品质特殊钢材料体系和生产工艺流程，获取一批自主知识产权，以点带面推动特殊钢产业结构调整与优化升级，大幅提升节能减排技术水平，实现高品质特殊钢材料国产化和规模应用。建立一批专业化生产示范线和国家级研发平台与中试基地，加强产、学、研、用合作，培养一批高水平特殊钢研发创新团队，形成从基础研究、前沿技术研究到应用开发与集成示范的全链条协同创新格局。2.具体指标

主要指标分解见下表。

三、重点任务

根据我国特殊钢领域“十二五”科技发展的总体目标，确定如下重点任务。

（一）高品质特殊钢重大基础研究

1.特殊钢设计、制备加工与处理技术的基础研究

开展高性能、低成本、环境友好型特殊钢材料的基础研究，建立以夹杂物控制和利用为特征的新一代高洁净精炼与特种熔炼技术原型，探索均质化凝固新原理，揭示成形加工与处理过程中的组织演变机理，发展特殊钢材料设计、制备加工与处理的新理论、新技术、新方法，引领特殊钢生产技术未来发展方向。

2.高温合金设计、制备加工与服役行为的基础研究 开展铸造高温合金、变形高温合金、粉末高温合金的基础研究，揭示制备与加工过程中材料组织演变规律、缺陷形成机理以及服役过程中材料性能退化与失效机理，提出基于组织优化控制的合金设计和工艺控制理论，建立服役可靠性与寿命评估方法，为先进高温合金材料的设计、开发和应用奠定基础。

（二）高品质特殊钢关键材料开发 1.超超临界火电机组用特殊钢开发

开发650～700℃蒸汽参数超超临界火电机组用钢关键材料技术，研制出主蒸汽管道和集箱用大口径（～710mm）厚壁耐热钢与耐热合金锅炉管以及汽轮机用长度1.1m 以上次末级大叶片、高中压和低压转子锻件、氮含量超过0.8％的高强度钢护环，实物质量达到国外同类产品水平。

2.重大装备用轴承钢开发

针对高速（变速）、重载（偏载）、腐蚀等不同应用环境，开发高性能、低成本、高可靠性的轴承钢及其生产工艺，建立轴承失效分析技术及检测平台和标准体系。实现时速200～250km/h 高速列车用轴承产业化和批量应用，制造出时速300～350km/h 高速列车用轴承并通过台架试验；研制出5MW 以上大功率风电机组用轴承和直径6m 以上盾构机用大型轴承，实现工程化应用。

3.超低铁损高硅电工钢开发

针对电力与制造业节能降耗、技术升级对超低铁损高硅电工钢的需求，开发高硅电工钢的高效低成本制造技术与全流程组织性能控制技术，形成完整的自主知识产权。建设示范生产线，实现工频 至中高频应用的多种规格优质高硅钢板带产品制造技术的产业化，推动我国尖端硅钢品种的跨越式发展。

4.核电装备用特殊钢开发

针对新一代压水堆核电站建设的高安全性、高可靠性需求与关键特殊钢材料不能自给的现状，研究开发核岛一回路主管道用控氮不锈钢锻件、主泵用奥氏体不锈钢铸件、核级焊材等核电用钢的冶炼、加工和质量控制工艺技术，提高产品性能稳定性与合格率，为实现核电机组关键钢铁材料的国产化提供技术支撑。

5.工程机械用耐磨钢开发

针对电力、建材、矿山等行业工程机械装备用耐磨钢的服役工况和构件特征，开发高性能低成本耐磨钢、陶瓷及硬质合金与钢可控复合的钢基耐磨材料等，突破资源节约型复合结构耐磨钢在大型高效节能辊磨机等工程机械装备上的应用技术。建设示范生产线，实现产业化和批量应用。

6.先进工模具钢开发

针对制造业技术升级对先进工模具钢的需求，创新材料设计，突破材料组织精细控制、多功能复合、大规格与复杂形状制造等关键技术，开发适于粉末冶金和喷射成形的大截面高速工具钢、离心浇铸和电渣液态复合浇铸的高速钢复合轧辊以及高性能低成本热作模具钢、冷作模具钢、塑料模具钢。建设示范生产线，实现产业化和批量应用。

7.高性能高温合金开发

针对航空和能源领域重大装备制造对高性能高温合金材料的迫 切需求，开发重型工业燃气轮机、高推重比航空发动机关键热端部件用变形高温合金、粉末高温合金、铸造高温合金材料与制造工艺，以及高温合金热端部件的高温防护涂层技术、服役损伤与寿命评估技术，为先进航空发动机、工业燃气轮机关键材料的国产化提供技术支撑。

（三）特殊钢先进生产技术开发及示范 1.高品质耐蚀钢技术开发与应用示范

针对油气开采、储运和输送对高品质耐蚀钢及耐蚀合金的迫切需求，开发低合金耐腐蚀钢、油船货油舱用耐腐蚀钢、X60－X80耐腐蚀用热轧管线钢板和钢带、高耐腐蚀80～110ksi（560～770MPa）级热轧钢带和高频直缝焊钢管等，满足强度、韧性和焊接性以及腐蚀防护方面的特殊要求。建设示范生产线，实现批量生产和应用。

2.资源节约型不锈钢技术开发与应用示范

针对我国镍资源严重短缺、铬资源对外依存度高的现状，开发高性能含氮双相不锈钢、超级奥氏体不锈钢、高氮不锈钢、节铬型不锈钢及其配套焊接材料等，制定节镍型、节铬型不锈钢的技术标准，改变我国不锈钢产品过度消耗合金资源的现状。建设示范生产线，实现批量生产和应用。

3.特殊钢冶炼和铸造技术开发与应用示范

针对电炉流程开发顶吹供氧和底吹搅拌、增加铁水比和供氧强度、少渣冶炼和高碳出钢等关键技术，基于转炉流程开发铁水“三脱”预处理、转炉少渣冶炼和低氧位终点控制等关键技术，突破以 非金属夹杂物控制为核心的洁净高效精炼技术以及铸造过程的凝固组织均质化控制技术。建设示范生产线，实现提高特殊钢生产效率、降低成本和提高钢的洁净度与组织均质度的目标。

4.特殊钢短流程工艺技术开发与应用示范

围绕特殊钢薄带铸轧短流程，系统研究凝固与成形工艺、组织演变原理、第二相析出行为及强韧化机理，突破铸辊和侧封板长寿命化、水口结构优化和薄带板形控制等核心技术，开发铸轧薄带全线控制系统。针对特厚板冶炼和连铸，研究改善偏析、控制铸造组织均匀性关键技术，形成特厚板连铸工艺路程。建设示范生产线，实现节省投资、降低能耗的目标。

5.特殊钢特种熔炼技术开发与应用示范

开发大型真空感应熔炼的原料超纯化、真空造渣、底吹氩、超高温熔炼、中间包冶金等超洁净冶金技术，大型电渣重熔的专用渣系、气氛保护、熔速精确控制和无偏析凝固组织控制等技术，大型真空自耗炉低偏析、高均质熔炼和熔滴控制等技术。建设示范生产线，实现特种熔炼流程生产高端特殊钢的超纯净熔炼、精准成分控制与凝固组织高均质化的目标。

6.特殊钢新一代控轧控冷技术开发与应用示范

开发基于超快速冷却的新一代控制轧制与控制冷却技术、工艺及装备，建立特殊钢晶粒组织、相组成及其比例的精确控制模型，通过冷却路径与工艺参数的合理选择，优化控制第二相粒子的数量、尺寸及其分布。建设示范生产线，实现降低生产能耗、节约合金资源和大幅度提高产品性能的目标。7.特殊钢特种成形技术开发与应用示范

突破纵向变断面、周期变断面板带材以及大尺寸环形件的形状、尺寸、金属流动、组织性能的高精度控制等关键技术，开发变断面板带材均匀退火、高精度矫直、精密剪切和环轧工件椭圆度、厚度偏差精确控制等配套工艺，形成具有自主知识产权的成套工业化技术，实现大幅度节能、节材的目标。

8.特殊钢精确热处理技术开发与应用示范

开发特殊钢精确热处理新工艺、新技术与新设备，解决大断面及复杂形状工件热处理的组织均匀化和尺寸稳定性难题；开发局部、分区、差异化热处理工艺与表面改性技术，满足工件不同部位的使用性能差异化要求；优化退火、回火、调质、碳配分等工艺，获得特定使用要求的组织和性能。

9.特殊钢生产新技术集成与应用示范

依托目前我国特殊钢企业正在和即将进行的先进特殊钢生产线建设，通过新技术的系统集成与工艺优化，建立高效率、低成本与稳定生产高品质棒线材、扁平材、锻材、无缝管材等不同类型特殊钢材的先进工艺流程，满足以高端装备制造业为主的市场发展需求，对行业起到引领示范作用。

四、保障措施

（一）加强政策引导

围绕钢铁工业结构调整、转型升级，促进财税、金融、贸易、土地、节能、环保、安全生产等各项政策与特殊钢产业政策的衔接，大力支持自主创新和技术改造，鼓励技术创新能力强、经营状况良 好的特殊钢企业向“专、精、特、高”方向发展，走品种、质量、效益之路，形成合理的产业结构与布局。

（二）加强平台建设

统筹人才团队、科研项目和平台基地，建设高温合金、特殊钢电冶金等若干国家级科技创新平台，对现有国家级平台和基地给予持续支持。加快特殊钢领域专业人才培养、聚集，组建以高品质不锈钢、电工钢、耐热钢等为主攻方向的国家级科技创新团队。重视基础研究、前沿技术开发和中试验证环境建设，积极拓展国际合作，加快自主创新，不断推出具有自主知识产权的核心技术，为我国特殊钢产业长期可持续发展提供保障。

（三）加强协同创新

围绕重点任务，组建轴承钢、耐磨钢、工模具钢等产业技术创新战略联盟，聚集创新要素和产业资源，推进实施有组织的协同创新，促进产业链与创新链的对接。发挥企业在标准化中的主体作用，加快建立特殊钢新材料技术标准和设计使用规范。积极发挥行业协会组织的桥梁和纽带作用。

（四）加强工程示范

篇3：特殊学生积极人格品质的调查研究

一、调查对象与方法

本次调查涉及了上海市的10所特殊学校 (盲校1所, 聋校3所, 辅读4所, 初职2所) 1~9年级的教师与学生。共发放教师问卷184张, 实际回收问卷160张, 回收率86.96%。学生的他评问卷228张, 实际回收问卷202张, 回收率88.60%。调查所涉及的特殊学生在残疾类型、年级、性别上均衡分布。

调查基本流程如下:首先对杨国枢、王登峰在1999年编制的《中文人格特质形容词表》, 根据教师座谈、专家访谈的结果修订而成由120个词组成的《特殊学生积极人格品质词表》。然后, 轮流至各校在对特教一线教师进行积极心理学和积极人格品质的讲座的基础上, 进行教师问卷调查。要求其根据词表中所列各积极人格品质对促进特殊学生的一生发展, 提高生命品质所起的重要性做5点评分。收回问卷间隔5分钟后, 再请教师自由提名10个他们觉得对特殊学生具有重大意义的积极人格品质。最后, 根据全校学生名单, 随机抽取性别、年级均衡的学生名单。请班主任教师分别对被抽到的本班学生, 就《特殊学生积极人格品质词表》所列各词的符合性进行五点评分。

二、调查结果与分析

1.本次编制的调查表具有较好的信、效度, 基本囊括了对特殊学生一生发展有重要影响的各类积极人格。

教师评定表和学生他评表的分半信度均达到0.9以上 (教师Spearman-Brown分半信度为0.95, 学生他评Spearman-Brown分半信度为0.97) 。根据教师卷平均分在4分以上 (即对特殊学生一生发展比较重要和非常重要) 的积极人格涵盖了绝大部分各类特殊学校教师自由提名的积极人格 (一致率为74.46%) , 且包括了全所有10名以上教师共同提名的词。

*打勾的词为教师评定4分以上和教师提名前47项共同出现的词。打星的词为10人以上共同提名的词。

2.根据特殊学生在对其有重要影响的各积极人格上的符合性, 抽取出五大类能推动他们一生的发展的积极人格品质:能够发展自我、乐于与人交往、易于被人接受、善于自我管理、懂得珍爱自我。

对教师卷平均分超过4分而学生卷平均分高于3分人格形容词 (即学生符合且对提高生命品质较重要和重要的词) , 根据学生的符合性评分进行因素分析, 得到五个因子, 它们能解释总方差变异的65.53%。

抽取出的五个因子与积极心理学中的积极力量 (peterson&Seligman, 2001) , 及中国人人格结构 (王登峰、崔红, 2005) 之间有较好的对应关系。

仔细分析能够发展自我、乐于与人交往、易于被人接受、善于自我管理和懂得珍爱自我这五类根据特殊学生的自身表现抽取的人格品质所包含的内涵, 发现一方面它们符合中国人本身的人格结构, 是一种人格品质;另一方面还与积极心理学里的积极心理的积极心理力量具有较好的对应性, 是能促进特殊学生一生发展、提高生命质量的积极的人格品质。

三、思考与讨论

1. 各类人格品质对特殊学生的影响

特殊学生在生活中常常被家长、老师等能够提供各种帮助的成人所包围。发展起乐学、勤奋等能够发展自我的人格品质能帮助他们充分利用日常生活舞台, 实现自我能力的增长。而由于特殊学生生理上的特殊性, 生活中会遇到更多的困难与挫折。建立耐心、坚强、能够控制情绪等善于自我管理的人格品质有利于他们克服前进道路上的障碍, 保障能力的增长、提升生命质量。

而特殊学生要充分发展自我, 特别是将来踏上社会以后要实现自身的价值、提升生命质量必然要和更多的社会上的人接触, 要得到更多来自社会的支持。拥有易于被人接受的人格品质能够促进别人对他们的接纳, 而乐于与人交往的人格品质又能够促进他们将自我对他人的开放。这两种人格品质能帮助他们更好地适应和融入主流社会, 从而有利于真正在社会上找到实现自身价值的途径与机会。

而对于特殊学生来说, 珍爱自我这种对自身最朴实的热爱应集中表现在对自我的接受、尊重、喜爱、珍惜上, 即能够透过显见的困难依然感受到自己作为一个独特生命体存在的意义, 对自己的人生充满期待和激情。这种源于对生命、生活热爱的自尊、自爱、自信是特殊学生不放弃自己, “残而不废”、不断追求自我超越的动力。

2. 五类人格品质对促进特殊学生发展的关联性

对特殊学生一生发展有重要影响的五大类积极人格品质之间相互关联, 彼此促进。懂得珍爱自我是基础性动力, 只有认识到自己残缺的生命也一样有价值, 才能有为了实现自身的价值而不断发展自我、完善自我的源源不断的动力, 它奠定了整个人生发展的大方向。而要到达到这一人生发展目标, 需要有自我和人际两方面的积极人格力量作保障。能够发展自我和善于自我管理是依靠自身力量不断完善自我完善的积极力量。乐于与人交往和易于被人接受是驾驭人际资源实现自我发展的积极力量。对于特殊学生来说, 依靠自我的积极力量与依靠人际的积极力量中缺一不可。一方面, 由于生理上的各种局限, 特殊学生无法完全依靠自我实现自身潜能的充分挖掘, 另一方面, 一味依赖外界提供的各种支持也容易滋生懒散、依赖等不良习性。而要均衡好这两方面人格的发展, 根本上还是需要树立起懂得珍爱自我的基本前提。因此, 五大类人格彼此关联, 只有系统性地全盘关注、统筹培养, 才能实现人格品质的良性发展和生命质量的有效提升。

四、小结

对特殊学生的一生发展有重要影响的积极人格品质可以分为能够发展自我、乐于与人交往、易于被人接受、善于自我管理、懂得珍爱自我五大类。而且这五类积极人格品质上相互联系、彼此促进。

因此, 各类特殊学校应有意识地将这五大积极人格品质的培养与平时的机能康复、知识学习和技能培养紧密结合起来, 系统性地培养, 从而实现人格品质发展中的良性循环、彼此促进。这些积极人格品质的发展会通过激发学生自我发展的意识和动力、拓宽学生自我发展的手段和途径等, 使日常的教育和训练事半功倍。

注释

1 任俊.积极心理学[M].上海教育出版社, 2006.

篇4：浅谈特殊学生道德品质培养

关键词：特殊学校；学生；道德品质；问题分析；培养策略

中图分类号：G622 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2016）17-271-01

特殊教育是基础教育重要的组成部分，特殊学生的道德品质培养也是提高全民族素质的基础教育，道德品质作为基础教育的一门重要学科，必须推行和实施素质教育。素质教育中，心理素质在人的整个素质结构中居核心地位，对人的道德品质的形成和发展起着直接的影响和制约作用。在教学中，明确心理素质培养的意义，把握心理素质培养的途径，是提高道德品质教育实效，实施素质教育的基本前提。本人从工作的实践中来谈一谈如何培养特殊学生的道德品质。

一、特殊学生道德品质的特征分析

1、特殊学生道德品质呈现普遍性特征

当社会日益前进、发展之时，针对特殊学生开展的教育，其意图已不再是单纯的为特殊学生培养独立生存的本领，更是意在使特殊学生如普通人一般，展现自身特征和能力。因而，针对特殊学生开展的教育工作需进行改革，将道德品质教育普遍性特征的几点呈现融入日常教学，使其为新的教育意图服务。针对特殊学生开展的道德品质教育的普遍性特征大都通过如下两点呈现：道德品质教育是一项广泛需要的工作；特殊教育逐步呈现出大范围的特征。

2、特殊学生道德品质呈现独特性特征

针对特殊学生开展的道德品质教育的独特性特征大都通过如下几点呈现：一方面，特殊学生的内心想法较为特殊，相当一部分特殊人群很难正视自身的特殊现状，进而造成内心世界的封闭、孤僻、脆弱、焦虑等。这一部分特殊人群一旦步入社会，上述内心活动会变得愈发严重。因而，要求教师以特殊学生的内心想法为基础，在日常教学中更多的关注学生的内心活动，并探究其成因，进而施以针对性的改善措施；另一方面，针对特殊学生开展的教育应采用科学的途径。若要达到教学途径的科学化，便要求教师掌握相应的心理分析技巧，通过针对性的分析，促进教学途径的创新。

二、特殊学生道德品质存在的问题分析

1、教学模式乏味，说教内容偏多

长久以来，在道德品质教育过程中，教师大都采用乏味的、强硬的道理轰炸方式，以枯燥的语言讲述着抽象的文字符号，学生则普遍处于被动的灌输状态。在针对个别学生进行单独谈话的过程中，也都呈现出教师从始至终的说教，学生从始至终的听。但是，对于特殊学生而言，因其身体条件的特殊性，更是因其内心活动的特殊性，此种乏味的道德品质教学模式并不受用，无法真正触动学生的内心感受，更无从谈及教学质量的优化。

2、社会、家长所引发的消极情绪严重

在长久的教育过程中，社会和家长却呈现出显著的消极情绪，严重影响教育活动的开展。一方面，家长将关注的重点过多的置于特殊学生的独立生存本领上，而未给予思想教育足够的关注；另一方面，家长的消极情绪较为严重。通常而言，每一位父母都希望自己的孩子是健康的，因而，一旦得知孩子存在身体障碍时，无法掩饰内心的失落和焦急。除此之外，特殊学生因身体的障碍，使得在理解社会方面存在匮乏，并且，一些正常人常常对于特殊人群持有偏见想法。

三、加强培养特殊学生道德品质的措施

1、强化特殊学生在道德品质教育方面的重视程度

尽管特殊学生在身体上存在障碍，然而，其自尊意识较为严重，有时出于保护自身不受伤害的考虑，会将其道德标准无限制降低。因特殊学生在听说方面存在限制，造成其活动区域的相对受限，因而，其在道德品质的培养过程中较普通人滞后。因特殊学生的身体限制所致，其对于物质具有本能性的占有欲望，以及严重的自我心理，因而，强化其考虑他人感受的教育同样十分重要。与此同时，还应强化特殊学生的合作精神、互助意识以及关爱情绪，从而强化特殊学生对于道德品质教育的重视程度，以便实现道德教育的推动。

2、提升社会、家长的参与程度

为了提升道德品质教育的质量，单纯的依赖校园教育根本无法实现，应有社会、家长的一同参与来完成。在某些情况下，学生通过校园教育得到了较好的培养，然而在回归家庭或者步入社会时，却遭遇消极因素的打击，使得道德品质教育遭受了严重的禁锢。由此引发诸多学生对校园教育心生不满，进而对特殊学生的道德品质教育造成了限制。社会、家长在特殊学生的教育过程中担当尤为重要的角色，在特殊学生的健康成长过程中和道德品质的培养过程中产生不可忽视的作用。需要特别指出一点：社会教育是整个教育过程当中不可或缺的一环，在人的成长进程中产生着独特影响。因而，学校需要在必要的时间同社会和家长进行沟通，加大同二者的沟通频率，并且利用多样性途径，将校园教育同社会教育、家庭教育进行有效融合，增强道德品质教育的效果。

总之，针对当前特殊教育学校学生在道德品质教育当中存在的问题进行了深入剖析：教学模式乏味，说教内容偏多，对于特殊学生心理健康的关注度不足，社会，家长所引发的消极情绪严重。并在此基础上，提出加强特殊学生道德品质的几项措施建议：强化特殊学生在道德品质教育方面的重视程度，提升社会、家长的参与程度，改革培养特殊学生道德品质教学模式。

参考文献：

[1] 王 静，加强特殊生道德品质教育之思考[J]，现代教育教学探索，2011（09）.

篇5：高品质球墨铸铁的熔炼技术

摘 要：在工业生产中，生产高品质的球墨铸铁非常重要。

为此，该文阐述了高品质球墨铸铁的熔炼工艺技术、原材料对球墨铸件性能产生的影响、对球墨铸铁一系列成分的有效控制，旨在给高品质的球墨铸铁熔炼技术带来参考根据。

篇6：高品质连铸坯生产工艺与装备技术

【摘要】 对生产这些高性能品种钢的铸坯母材质量及尺寸的要求也日益提高，集中体现为铸坯表面的微缺陷化、铸坯内部的高致密度与均质化以及断面的大型化等特点。

研究背景

近十年来，随着我国交通运输、能源石化、海洋工程、重型机械、核电、军工等国家重点行业与产业的快速发展，对高品质品种钢的需求量大幅增加。与此同时，受用途和使用环境特殊性的影响，对钢产品的质量、性能、尺寸规格等也提出了更高的要求。为此，对生产这些高性能品种钢的铸坯母材质量及尺寸的要求也日益提高，集中体现为铸坯表面的微缺陷化、铸坯内部的高致密度与均质化以及断面的大型化等特点。

我国钢铁工业经过数十年的快速发展，整体技术与装备水平均逐渐迈人世界先进行列。值得一提的是，经过近20年的引进、消化吸收与再创新，我国的连铸技术与装备水平更是获得了长足的进步，实现了超过98%的连铸比，是当前生产高品质品种钢铸坯母材最主要的工艺。受国家需求驱动，我国的品种钢微合金化技术和大断面连铸坯生产技术与装备更是得到了快速发展，合金体系涉及Nb、V、Ti、B、Ni等，已建成并投产的宽（特）厚板坯连铸机生产线超过30条、大方坯连铸机生产线20余条、Ø600mm以上大圆坯连铸生产线20多条，产能超过1.2亿吨，具备了生产高品质大规格品种钢的能力。正是由于品种钢微合金化技术进步以及上述宽／大断面连铸机的大规模投产及其技术进步，一定程度上缓解了我国长期以来依靠进口或使用铸锭来满足高品质品种钢轧制需求的局面。

但与此同时，品种钢连铸生产过程面临铸坯裂纹频发、内部质量不理想的困境，特别是随着连铸坯断面的大型化，铸坯缺陷所带来的负面效应尤显突出，已成为限制高品质品种钢连铸高效化生产的共性技术难题。

微合金品种钢连铸坯产生角部横裂纹具有普遍性，开发有效且稳定的裂纹控制技术一直是国内外冶金工作者研究的热点。目前，除了钢水成分控制外，主要是围绕连铸工艺与装备技术而展开，体现在以下几个方面：1）优化连铸坯二冷配水工艺，使连铸坯通过铸流矫直区时避开相应钢种的第三脆性温度区。该技术是目前控制微合金品种钢连铸板坯角部横裂纹缺陷最常用的措施。其包括“热行”和“冷行”两条途径，并以“热行”路线最为普遍采用。然而，这两条途径均以降低连铸机扇形段设备使用寿命为代价（“热行”路线须大幅减少连铸机矫直段前多个冷却区的冷却水量，常引发扇形段铸辊表面保护渣与氧化铁皮烧结物的黏结而降低铸辊的使用寿命；“冷行”路线则将大幅增加铸坯矫直应力，降低扇形段铸辊轴承及轴承套的使用寿命），且无法从根本上消除连铸坯角部横裂纹产生。

2)使用大倒角结晶器技术。使用该技术可大幅提高铸坯角部过矫直的温度，实现铸坯高塑性过矫直，从而有效控制微合金品种钢连铸坯角部裂纹产生。但该技术使用过程对连铸生产工艺稳定性要求较高，同时也面临倒角面附近区域易产生表面纵裂纹、结晶器铜板使用寿命低等问题。

3)实施铸坯二冷足辊段与立弯段垂直区强冷却控制技术，使连铸坯表层生成一层具有较强抗裂纹能力的组织。但该技术需要在很小的控制窗口（足辊段与立弯段垂直区）内对铸坯实施较大幅度的快速降温与升温控制。一方面，该控冷工艺实施复杂，且稳定性难以把握；另一方面，目前多数连铸机的高温区冷却能力无法满足铸坯角部的降温与升温幅度。目前仅日本新日铁住金与韩国浦项等国际先进钢铁企业成功应用该技术。

因此，结合微合金品种钢凝固特点与连铸坯铸流温度演工艺，使连铸坯通过铸流矫直区时避开相应钢种的第三脆性温度区。该技术是目前控制微合金品种钢连铸板坯角部横裂纹缺陷最常用的措施。其包括“热行”和“冷行”两条途径，并以“热行”路线最为普遍采用。然而，这两条途径均以降低连铸机扇形段设备使用寿命为代价（“热行”路线须大幅减少连铸机矫直段前多个冷却区的冷却水量，常引发扇形段铸辊表面保护渣与氧化铁皮烧结物的黏结而降低铸辊的使用寿命；“冷行”路线则将大幅增加铸坯矫直应力，降低扇形段铸辊轴承及轴承套的使用寿命），且无法从根本上消除连铸坯角部横裂纹产生。

2)使用大倒角结晶器技术。使用该技术可大幅提高铸坯角部过矫直的温度，实现铸坯高塑性过矫直，从而有效控制微合金品种钢连铸坯角部裂纹产生。但该技术使用过程对连铸生产工艺稳定性要求较高，同时也面临倒角面附近区域易产生表面纵裂纹、结晶器铜板使用寿命低等问题。

3)实施铸坯二冷足辊段与立弯段垂直区强冷却控制技术，使连铸坯表层生成一层具有较强抗裂纹能力的组织。但该技术需要在很小的控制窗口（足辊段与立弯段垂直区）内对铸坯实施较大幅度的快速降温与升温控制。一方面，该控冷工艺实施复杂，且稳定性难以把握；另一方面，目前多数连铸机的高温区冷却能力无法满足铸坯角部的降温与升温幅度。目前仅日本新日铁住金与韩国浦项等国际先进钢铁企业成功应用该技术。

因此，结合微合金品种钢凝固特点与连铸坯铸流温度演变规律，深入研究微合金品种钢连铸坯裂纹产生的本质原因，开发可实现铸坯表层组织强化、从根本上消除裂纹产生的微合金品种钢连铸坯角部横裂纹控制技术成为关键。

连铸坯中心偏析与疏松是由于铸坯凝固过程中钢液选分结晶特性和凝固收缩特性所导致的固有缺陷，严重影响最终钢产品的质量和使用寿命，制约着高端品种钢的生产。在现有技术条件下，主要依靠优化连铸坯二冷工艺并对连铸坯施加外场作用（凝固末端压下、末端电磁搅拌），以解决铸坯内部偏析与疏松问题。这些技术对于较小断面或常规断面连铸坯生产较为有效，而对于宽（特）厚板坯、大方（圆）坯等宽／大断面连铸坯而言，其浇铸速度较低、冷却强度较弱，铸坯凝固速率大大降低，同时随着断面的增宽加厚，其内部冷却条件明显恶化，凝固组织中柱状晶发达，枝晶间富含溶质偏析元素的残余钢液流动趋于平衡，导致铸坯偏析、疏松和缩孔缺陷愈加严重。使用常规技术手段，尚无法有效实现宽／大断面连铸坯的高致密、均质化生产，具体原因主要体现在以下几个方面。

1)由于铸坯加厚引起的变形抗力与变形量增大，铸坯增宽引起的溶质非均匀扩散与分布趋势加剧，传统的轻压下工艺已无法有效、稳定控制液芯变形，从而无法实现凝固末端挤压排除富集溶质的钢液和有效补偿凝固收缩的目的。

2)近年来研究者提出了以日本住友金属CPSS等为代表的大压下技术，即通过增大凝固终点的压下量达到消除中心偏析与疏松、提高铸坯致密度的目的。然而，在大压下量实施过程中，两相区坯壳变形、凝固传热、溶质微观偏析、溶质宏观扩散、裂纹扩展等行为更加复杂多变，各行为之间的相互影响作用愈加突显，目前现有研究方法与传统轻压下工艺理论已难以指导压下参数设计，只能依靠反复的工业试验进行不断的优化和调试，从而严重制约压下工艺的实施效果和稳定性。

3)连铸坯凝固末端电磁搅拌技术。该技术实施需依靠准确的搅拌工艺为基础。目前由于对大断面连铸坯凝固行为认识不充分，无法准确描述非稳定凝固条件下的铸坯两相区凝固、流动和溶质传输行为。与此同时，随着坯壳厚度的增加，目前电磁搅拌能力与搅拌模式不足以驱动钢液的流动，从而严重影响连铸坯偏析和疏松的控制效果与稳定性。

为此，针对当前钢产品结构不断升级、产品质量要求不断提高的形势，开发高致密度、均质化的宽（特）厚板坯、大断面方（圆）坯连铸生产新工艺与装备技术显得十分重要而迫切。

东北大学朱苗勇教授及其研究团队长期围绕高品质连铸坯生产工艺与装备技术开展研究，先后承担和完成了国家杰出青年科学基金、国家科技支撑计划、国家技术创新计划以及企业重大合作开发等数十项课题，授权国家发明专利30余项，获省部级科技奖励7项。在连铸坯裂纹控制方面，研究团队通过近年的研究，揭示了产生微合金品种钢连铸坯表面裂纹的本质机理，开发形成了有效消除微合金品种钢连铸坯角部裂纹的全曲面锥度结晶器与铸坯二冷高温区表层组织控冷相结合的裂纹控制装备与工艺技术。在连铸坯偏析与疏松控制方面，研究团队自2003年起就从事铸坯凝固末端压下工艺与装备技术研发工作，提出了确定压下工艺关键参数的理论模型，开发了核心工艺控制模型与系统，并率先实现了板坯、大方坯凝固末端工艺控制技术的国产化研发与应用，并在宝钢梅山、攀钢、天钢、湘钢、涟钢、首钢、邢钢等十余家企业推广应用。目前，针对高品质大断面连铸坯生产，研究团队进行了铸坯凝固末端重压下技术研究与开发，并率先在大方坯连铸机实施了应用，取得了良好的应用效果。关键共性技术内容

2.1 微合金钢连铸坯表面质量控制工艺与装备技术

微合金品种钢连铸坯凝固过程中，钢中的Nb、V、Ti以及B等微合金元素极易与钢中的C、N等元素结合，生成碳化物、氮化物以及碳氮化物。受传统连铸生产过程铸坯初凝行为及控冷工艺的限制，这些微合金碳氮化物主要以链状形式于铸坯角部表层组织晶界大量析出，从而极大弱化了其晶界的强度；与此同时，铸坯在后续凝固过程中，同样受不合理冷却模式的影响，膜状或网状先共析铁素体优先在铸坯角部奥氏体晶界生成。受奥氏体与铁素体软硬相间应力分配作用（铁素体强度仅约为奥氏体强度1/4），铸坯在弯曲和矫直过程的应力极易在晶界铁素体组织内集中。受这些因素共同作用，微合金品种钢的连铸坯角部频繁发生微横裂纹缺陷。基于该本质机理，要控制裂纹的产生，关键是要消除微合金碳氮化物以及先共析铁素体膜在奥氏体晶界的形成。为此，需进行如下关键技术研究。

1)不同微合金种类及成分下碳氮化物析出行为研究。不同种类微合金元素与钢中C、N元素的结合能力不同，且析出物的晶界与晶内析出温度、析出种类均不尽相同。需根据钢中微合金元素的种类、钢的成分，建立不同成分体系及含量下微合金碳氮化物在不同钢组织相（奥氏体与铁素体）及位置（晶内、晶界）的析出热力学与动力学模型，明确与成分体系相对应的微合金元素碳氮化物在不同钢组织相及其不同位置的析出温度区及析出控制动力学条件。

2)初凝坯壳角部快冷却细晶化控制技术开发。研究结晶器内初凝坯壳凝固热／力学行为，设计最佳的全曲面锥度结晶器铜板补偿量与冷却结构，并揭示不同锥度补偿量和冷却结构下坯壳角部热历程与晶粒生长规律，为开发有效实施结晶器内铸坯角部超快冷却、细化晶粒的全曲面锥度结晶器技术与工艺提供设计参数指导，确保铸坯角部一次凝固形成细小的奥氏体晶粒，并大幅降低铸坯角部温度，也减轻了连铸二冷高温区为强化铸坯表层的组织而进行控冷的负担。同时，通过铸坯角部在初凝期的快速冷却，抑制微合金碳氮化物在其奥氏体晶界生成。

3)铸坯二冷高温区表层组织强化控冷装备与工艺技术开发。基于全曲面锥度结晶器技术，揭示铸坯二冷足辊段与立弯段温度演变规律，开发确保铸坯角部局部快速冷却、大回温强化铸坯二冷高温区表层组织的智能控冷喷淋装置与配水工艺，实现铸坯表层组织的进一步细化。与此同时，通过铸坯高温区角部局部快速冷却，进一步抑制铸坯晶界碳氮化物与先共析铁素体膜生成，有效实现铸坯角部表层组织自身强化。

4)微合金品种钢铸坯表面裂纹控制技术的工业实施。结合企业微合金品种钢成分体系、连铸机装备特点、铸坯在铸流内的温度演变规律，开发长寿命、可在线调宽、稳定化的全曲面锥度结晶器及其角部快速冷却工艺、铸坯铸流高温区角部表层组织强化的智能控冷装备与工艺，实现高品质微合金品种钢的高效化、稳定化生产。2.2 高致密度、均质化宽／大断面连铸坯生产工艺与装备

针对宽／大断面连铸坯生产，采用传统动态二冷配水优化工艺、铸坯凝固末端动态轻压下技术，较难实现其高致密度、均质化生产。而解决该技术难题最为行之有效的方法是协同采用铸坯凝固末端重压下技术与铸坯凝固末端电磁搅拌技术。然而，由于难以准确描述大压下量实施过程中辊压力、热应力、矫直力、拉坯阻力等内外力共同作用下的凝固坯壳与两相区的动态变形行为，及其与溶质宏微观偏析、溶质宏观扩散、裂纹扩展之间的相互作用关系，严重制约了凝固末端重压下工艺的实施可靠性与稳定性。同时，由于暂无法准确描述非稳定凝固条件下的铸坯两相区凝固、流动和溶质传输行为，无法实现大断面连铸坯凝固末端电磁搅拌工艺的稳定投用。因此，需要从理论研究、工艺开发、装备控制技术开发等几方面开展研究工作，真正解决凝固末端重压下工艺的关键技术难点，实现该工艺的稳定、有效投用。1)工艺理论研究方面：建立两相区变形与溶质偏析宏微观多尺度多场耦合计算模拟，实现坯壳变形、凝固传热、溶质宏观传输、溶质微观偏析与相变的顺序耦合计算。全面考虑宽／大断面连铸坯生产过程传热、流动和凝固现象，进而研究连铸工艺参数和外场（重压下、电磁搅拌、鼓肚力等）作用下宽／大断面连铸坯坯壳与两相区变形行为。与此同时，建立考虑固相演变移动、夹杂物析出与多元合金交互作用的微观组织模型，揭示宽／大断面连铸坯凝固组织演变机理，全面解释重压下工艺与电磁搅拌工艺对宽／大断面连铸坯中心偏析与疏松的改善效果，以及凝固组织的均质化控制效果。

2)工艺控制技术开发方面：合理、有效的工艺控制技术是实施重压下工艺的关键。在理论研究酌基础上，针对宽（特）厚板坯／，大断面方（圆）坯连铸机的具体特点，系统研究并开发形成一系列适用于宽／大断面连铸坯的凝固末端压下工艺控制技术模型，如基于扇形段／拉矫机压力实时反馈的凝固末端检测技术；消除宽／特厚板连铸坯非均匀凝固导致横截面距窄面1/8-1/4区域中心偏析与疏松的宽／特厚板压下区间控制技术；基于凝固补缩原理与坯壳变形量在线检测的压下率／压下量参数在线控制技术；确保铸坯在拉坯方向与宽向上温度的平滑、合理过渡的多维动态冷却控制技术；用于有效混匀两相区溶质偏析钢液、提高等轴晶率的凝固末端电磁搅拌技术；为避免压下工艺调整过程中铸坯宽展不均而导致“楔型坯”的铸坯宽度的均匀调控工艺等。

3)装备控制技术开发方面：稳定、准确的装备控制技术是实现凝固末端重压下工艺的保障。针对宽（特）厚板、大断面方（圆）坯连铸机的具体特点，开发以热坯作为量尺的辊缝在线标定技术，消除高温与扇形段／拉矫机结构变形所引起的辊缝误差，同时实现生产过程中辊缝的在线标定；开发有效控制铸坯延展变形，提高表面压下量向固液界面传递效率的“堆钢”压下控制技术，显著提高工艺实施效果；开发渐变曲率凸型辊压下技术，实现对铸坯液芯的有效挤压，在提高压下效率的同时降低铸坯表面裂纹发生率；基于全曲面锥度结晶器／全曲面斜倒角结晶器，降低压下过程已凝固坯壳的变形抗力，保证液芯的有效压下。研究技术路线与实施方案

3.1 微合金钢连铸坯表面裂纹控制研究

1)利用数值模拟计算与在线测温相结合技术，研究铸坯在结晶器内与二冷铸流内的凝固热／力学行为，为全曲面锥度结晶器技术开发与铸坯二冷高温区表层组织强化控冷装备与工艺开发提供理论基础。

2)建立不同类型析出物在不同钢组织相及其位置的析出热力学与动力学理论模型，并结合重熔凝固技术、透射电镜等检测手段，揭示铸坯不同冷却热历程下、不同钢组织相及位置微合金碳氮化物析出行为规律，确定具体成分微合金品种钢连铸坯晶界析出控制的关键参数；基于铸坯二冷温度场演变规律，揭示连铸坯角部不同热历程与微合金碳氮化物析出行为下组织晶内与晶界的相变行为及演变规律，综合开发有效抑制晶界膜状或网状先共析铁素体生成的连铸二冷配水工艺提供依据。3)基于上述研究，结合现场实际工况，研究开发连铸坯表层组织控制的微合金品种钢角部横裂纹控制的全曲面锥度结晶器工艺与装备技术、铸坯二冷高温区表层组织强化控冷工艺与装备技术，集成开发从根本上强化铸坯表层组织的微合金品种钢连铸坯角部横裂纹控制技术。

3.2 宽／大断面连铸坯偏析疏松控制研究

受连铸坯生产过程高温特点以及凝固复杂性限制，目前尚无法定量描述铸坯凝固末端压下过程中坯壳变形对溶质偏析元素再分配行为的影响规律，限制了工艺的应用效果。对于宽（特）厚板连铸坯、大断面方（圆）坯而言，受其断面增加影响，铸坯凝固末端施加较大压下量（率）所引起的两相区的坯壳变形、钢液流动、溶质偏析和裂纹扩展等现象更为复杂，涉及现代冶金学、冶金反应工程学、材料力学、控制工程等多学科理论与研究方法，需要理论研究与模拟计算、高温物理模拟研究与现场试验研究紧密结合。

凝固末端重压下工艺开发方面，以数值仿真为主要研究手段，并采用试验研究和物理模拟方法对仿真结果进行校验，准确描述超大规格连铸坯凝固末端压下过程铸坯变形行为、溶质偏析行为以及内裂纹。产生与扩展规律，最终开发形成宽／大断面连铸坯凝固末端压下工艺。物理模拟研究主要涉及铸坯高温物性参数测定，同时模拟具体条件下铸坯凝固前沿冷速、温度和受力条件，为数值仿真计算提供必要的建模数据和校验数据。最终，结合现场试验，全面验证凝固末端重压下工艺的合理性。

阶段研究进展

在微合金品种钢连铸坯表面裂纹控制方面，现已成功开发出全曲面锥度结晶器技术、铸坯二冷高温区表层组织强化控冷装备与工艺技术。部分技术先后在天钢、宝钢梅钢、建龙钢铁等企业投入应用，稳定实现了含Nb与含B微合金品种钢板坯表面无缺陷率达99%以上，效果显著。在高致密度、均质化宽／大断面连铸坯生产技术方面，已开发形成宽厚板坯凝固末端非均匀压下技术，并在铸坯凝固末端重压下工艺的核心工艺与装备控制技术方面取得重要突破，顺利开发出扇形段辊缝在线标定技术、基于拉矫机压力实时反馈的凝固末端检测技术、辊缝在线标定技术、“堆钢”压下控制技术、压下率／压下量参数在线控制技术、非均匀凝固末端压下控制技术等重压下关键技术。目前上述技术已经天钢宽厚板连铸机、大连特钢大方坯连铸机投用。所开发的宽厚板坯非均匀凝固末端压下技术在天钢投用后，有效解决了宽厚板连铸坯横向1/4区域偏析严重’的技术难题，生产高强船板钢、合金结构钢宽厚板连铸坯中心偏析≤C级1.O比例达到96%以上，中心疏松≤1.0级比例达到100%。所开发的重压下技术确保了大连特钢轴承钢GCr15、矿山钢572C、矿山钢LTB-6等高碳合金钢连铸坯及轧材质量改善明显，其中轧制棒材中心疏松从2.0-2.5级降至1.5级以内。使用重压下技术前后轧材低倍质量对比照片如图1所示。

研究计划

在上述原有相关技术研究与开发基础上，计划使用4年时间完成高品质连铸坯生产工艺与装备技术开发。

◆2014年，完成全曲面锥度结晶器现场检验并开发出铸坯二冷高温区表层组织强化控冷装备与工艺技术，初步集成开发出有效控制微合金品种钢板坯角部裂纹新技术；获得重工艺、设备参数对铸坯变形行为的影响，开发大断面连铸方坯凝固末端重压下工艺方案并进行初步现场试验研究。

◆2015年，微合金品种钢铸坯表面裂纹控制装备与工艺集成技术在2家以上企业得到应用，解决全曲面锥度结晶器技术实际应用所面临的多钢种和在线调宽等问题，实现企业含Nb、B等宽厚板坯微合金钢的角部横裂纹率≤1.0%，表面无清理率≥99.5%；进一步完善大断面方坯连铸坯末端重压下关键工艺与装备控制技术，研究形成避免宽（特）厚板、大断面方（圆）坯凝固末端压下实施过程中内裂纹形成及扩展的重压下限定准则，并在2家企业得到应用。

◆2016年，全面推广微合金品种钢表面质量控制技术；在宽／特厚板生产企业应用实施宽／特厚板连铸坯凝固末端重压下工艺方案，实现典型品种钢连铸坯偏析和疏松的有效控制。

◆2017年，进一步完善理论、工艺与控制技术研究体系，在国内3家以上企业推广大断面方坯、宽／特厚板坯凝固末端重压下工艺与控制技术，全面提高铸坯致密度与均质化。预期效果