在“科技賦能·新質未來”的時代主題下，鋼鐵工業(yè)正加速向智能制造、綠色低碳方向轉型升級，以創(chuàng)新激發(fā)高質量發(fā)展內生動力，培育壯大新質生產力。聚焦綠色低碳發(fā)展核心議題，中冶京誠聯(lián)合產學研用力量，通過原始創(chuàng)新突破，成功開發(fā)“超厚規(guī)格直弧型板坯連鑄機成套技術”，不僅破解了特厚板高效高質生產的世界難題，更以革命性的節(jié)能減排成效和全流程綠色制造模式，為行業(yè)提供了培育新質生產力、構建現(xiàn)代化產業(yè)體系的生動實踐與標桿方案。該技術榮膺冶金科技最高獎，彰顯了科技創(chuàng)新驅動鋼鐵工業(yè)綠色低碳高質量發(fā)展的強大動能。
突破瓶頸 摘取綠色創(chuàng)新冶金桂冠
高性能特厚板是國家發(fā)展與安全的核心基礎材料，年需求量近300萬噸，廣泛應用于海洋工程、能源電力、超大型基建等關鍵領域。然而，長期以來，特厚板坯生產一直面臨著效率低下、高能耗高排放與技術瓶頸的雙重制約。傳統(tǒng)模鑄生產方式凝固時間長、生產不連續(xù)，而且內部偏析、疏松十分嚴重，成材率不足70%，屬于典型的高能耗、高排放、高成本、低效率的生產模式。
國外雖嘗試立式連鑄工藝路線，但建設需挖掘30米深坑，投資巨大、能耗高且墜坯風險高，作業(yè)率不足30%，難以適應我國綠色低碳高質量發(fā)展需求。此前，直弧型連鑄機最大生產厚度僅400毫米，提升至450毫米面臨矯直應力劇增60%、裂紋風險飆升3倍等技術壁壘，且缺乏設計先例與規(guī)范標準，技術攻關難度極大。
突破特厚板生產瓶頸，中國創(chuàng)新以綠色低碳摘得冶金科技最高榮譽！由中冶京誠聯(lián)合東北大學、興澄特鋼、湘鋼、南鋼和鋼鐵研究總院五家單位共同研發(fā)的“超厚規(guī)格直弧型板坯連鑄機成套技術開發(fā)與應用”項目，通過顛覆性創(chuàng)新，破解了≥100毫米高性能特厚規(guī)格板材生產效率低、能耗高、質量穩(wěn)定性差的世界性難題，榮膺2025年度中國冶金行業(yè)最高獎——冶金科學技術特等獎，為中國乃至全球冶金工業(yè)綠色低碳、高質量發(fā)展注入強勁動力。
項目開創(chuàng)性地提出并實現(xiàn)了直弧型連鑄連續(xù)生產≥450毫米超厚板坯的新思路，為生產高性能特厚板提供了高效、綠色、低碳、穩(wěn)定的生產方案。鑄機高度降至15米，顯著降低土建能耗與投資。產量較立式連鑄提升2.5倍，大幅提升資源利用效率。投資運營成本降至1/12，顯著降低全生命周期成本與隱含碳排放。
核心攻關 驅動綠色制造關鍵技術
歷經(jīng)十余年攻關，中冶京誠項目團隊最終形成四大核心綠色低碳創(chuàng)新突破。
在理論與工藝創(chuàng)新方面，降低了廢品與返工能耗。闡明了組織特征與外場變形共同作用下超厚板坯的裂紋演變機制，揭示了“M”形非均勻凝固是加劇中心偏析、致使心部質量惡化的機理，創(chuàng)新提出超厚板坯“低應變輥列+低溫矯直”的低裂紋風險裝備設計與工藝控制新方法，確立了矯直角部溫度≤750℃、拉應變≤1.5%的裂紋風險約束準則。該工藝顯著降低了因裂紋導致的廢品率和返工能耗。
在關鍵工藝技術方面，實現(xiàn)了精準控溫與資源高效利用。首創(chuàng)小半徑、低應變矯直密排輥列技術，45回路二冷精細分區(qū)等精準控溫與高效冷卻技術，提升冷卻效率，降低水耗能耗，確保超厚板坯角部矯直應變＜0.79%，裂紋敏感鋼超低裂紋率≤0.4%；首創(chuàng)非等傾角四孔水口+二冷交替電攪+連續(xù)輥縫收縮+凝固末端大變形壓下的超厚板坯高均質凝固全程調控技術，中心偏析C級率≥91%，大幅提升成材率，減少資源浪費；突破鑄機基本弧半徑R應大于鑄坯厚度30倍的常規(guī)理論，首次實現(xiàn)R11m生產450毫米板坯，緊湊設計降低設備重量和制造能耗，被公認為行業(yè)最佳方案。
在核心裝備研制方面，實現(xiàn)高效、精準、長壽命降耗。銅板寬面橫向溫差≤10℃、振動橫向偏差≤±0.08毫米、通鋼量≥15萬噸的高效傳熱結晶器，提升熱效率；單段矯直力13000千牛、輥縫誤差≤±0.1毫米的高剛度、高精度、高集約化3H彎曲/矯直段，高精度、高可靠性減少停機維護與能源損失；全球最大2400噸壓坯力的SLR大壓下扇形段，提升壓下量65%的低抗力、高壽命漸變曲率凸型輥，通過長壽命、低阻力設計降低運行能耗、維護資源消耗。
在智能控制技術方面，保障高效穩(wěn)定運行、減少浪費。研發(fā)應用了基于數(shù)字孿生的超厚板坯連鑄過程實時感知及控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了關鍵裝備異常檢出、結晶器液位準確控制、漏鋼精準預報等，輥縫偏差、噴嘴堵塞等關鍵故障檢出率≥93%，結晶器液面波動≤±2毫米、千爐漏鋼誤報率≤1%，確保了關鍵工藝、裝備可靠投用率≥99%，保障了大載荷沖擊下裝備與工藝的高效穩(wěn)定運行與投用，最大程度減少非計劃停機和能源物料浪費。
成效顯著 打造綠色低碳中國方案
相關技術在興澄特鋼建成全球首條450毫米厚直弧型超厚板坯連鑄生產線，并在湘鋼、南鋼等5家企業(yè)成功推廣，全球市場占有率高達83.3%。成功替代高能耗、高排放的模鑄工藝，實現(xiàn)了海洋工程、綠色能源、重型機械等全品類高端特厚板產品全覆蓋。
產品已應用于單機容量世界最大的白鶴灘水電站、亞洲最深海洋平臺海基二號、全球最大N966風電安裝船等近百項國家綠色工程建設與高端裝備制造。供貨世界最大天然氣工程俄羅斯AGPP、世界最高沙特國王塔等20余項“一帶一路”重點項目，開辟了高端特厚板高效、高質、低碳生產新流程。
項目獲授權國內外發(fā)明專利76件，登記軟件著作權17件，制定國家、團體標準13項，入選科創(chuàng)中國先導技術榜、工信部制造業(yè)單項冠軍等。近三年累計生產特厚板500余萬噸，新增產值約400億，累計降低二氧化碳排放超200萬噸，斬獲綠色低碳核心成效。
這一國際首創(chuàng)技術，正以革命性的綠色低碳優(yōu)勢顯著提升了我國關鍵金屬材料與高端裝備制造保障能力。已獲2025年度國家科學技術進步獎提名，團隊獲得全國工人先鋒號、全國先進工作者等榮譽。相關成果標志著中國在冶金裝備技術領域實現(xiàn)了從“跟跑”到“領跑”的跨越。為全球特厚板產業(yè)提供了高效、綠色、低碳、可靠的“中國方案”。有力推動了鋼鐵行業(yè)新質生產力的培育與發(fā)展，為行業(yè)綠色低碳轉型和現(xiàn)代化產業(yè)體系建設樹立了標桿。
“超厚規(guī)格直弧型板坯連鑄機成套技術”的成功實踐，是“科技賦能·新質未來”理念在鋼鐵工業(yè)的生動詮釋。以自主創(chuàng)新為引擎，驅動特厚板制造邁入高效、高質、低碳的新紀元；以綠色低碳為核心，顯著降低資源消耗與碳排放，重塑生產模式；以智能化控制為保障，確保流程穩(wěn)定可靠，提升本質效率。該成果不僅有力保障了國家重大工程與高端裝備對核心材料的迫切需求，更為全球鋼鐵行業(yè)培育新質生產力、實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展提供了可復制、可推廣的“中國方案”。中冶京誠將以科技創(chuàng)新為引領，持續(xù)深化智能制造與綠色低碳雙輪驅動，助力中國鋼鐵工業(yè)加速邁向高端化、智能化、綠色化的高質量發(fā)展新征程，為構建競爭力強、安全可靠的現(xiàn)代化產業(yè)體系，實現(xiàn)制造強國目標貢獻更磅礴的鋼鐵力量。
中冶京誠超厚規(guī)格直弧型板坯連鑄機成套技術示意圖
