駱楊 劉軍捷
近日，在中國寶武馬鋼技術(shù)中心實驗室，馬鋼能源用特鋼領(lǐng)域技術(shù)團長、特鋼研究高級主任研究員楊志強和他的同事們正圍繞著一小塊材料樣品忙碌著。這是他成功研發(fā)并應用于風電機組主軸軸承的新材料。這一小塊材料的研發(fā)成功標志著馬鋼在風電主軸軸承用鋼國產(chǎn)化的道路上邁出了堅實的一大步。
主軸軸承，這個風電機組的核心部件，一直以來都面臨著復雜多變的載荷環(huán)境，其用鋼可靠性和精度要求極高，設計壽命更是長達25年之久。然而，由于其生產(chǎn)技術(shù)難度大，國外品牌長期占據(jù)著國內(nèi)的主要市場份額。隨著風電機組向大型化快速發(fā)展，主軸軸承用鋼的國產(chǎn)化之路更是充滿了挑戰(zhàn)。主軸軸承所用的高端特殊鋼材成為國內(nèi)特鋼企業(yè)重要的攻關(guān)方向。
辟新徑 打通連鑄工藝
“以前，我們主要生產(chǎn)的是風電偏航軸承、變槳軸承用鋼，是國內(nèi)主要的供應商。”楊志強回憶道，“但近年來，市場對我們的要求越來越高，主軸軸承用鋼需求也越來越大。當時這種軸承用鋼壁厚、強度要求高、韌性高且耐疲勞，我國大部分依賴進口。馬鋼沒有退縮，堅定要做出自己的品牌！我們要制造精品主軸軸承用鋼，成功替代進口！”
2023年，馬鋼組成技術(shù)、生產(chǎn)、制造、營銷等聯(lián)合攻關(guān)組，開始了艱難的研發(fā)之旅。該聯(lián)合攻關(guān)小組決定嘗試全新的工藝——使用連鑄圓坯作為原材料，這是一個非常大膽的決定，當時市面上包括國外大多數(shù)廠商風電主軸軸承都在使用鋼錠等作為原料。“連鑄圓坯材料利用率高，圓坯大，材料的質(zhì)量一致性、穩(wěn)定性、均勻性都好。”楊志強介紹，“我們已經(jīng)率先在世界范圍內(nèi)采用了這種材料工藝，這對我們來說是一個巨大的挑戰(zhàn)，同時也是一個巨大的機遇。”
然而，研發(fā)之路并不平坦。在實驗室里，他們開展材料性能模擬計算、迭代驗證優(yōu)化成分配比、模擬客戶鍛造及熱處理工藝，不斷摸索最佳成分和工藝參數(shù)。那段時間，他們幾乎天天泡在實驗室里，為產(chǎn)品生產(chǎn)及客戶應用積累了大量數(shù)據(jù)。為了保障高質(zhì)量鑄坯生產(chǎn)，他們開展了過熱度、拉速等工藝優(yōu)化，為連鑄工藝調(diào)整提供實時數(shù)據(jù)。2023年7月份，馬鋼首批連鑄圓坯生產(chǎn)的高品質(zhì)主軸軸承用鋼，率先通過國內(nèi)頭部風電制造企業(yè)認證。
解難題 滿足高端需要
創(chuàng)新無止境。就在馬鋼取得階段性勝利之時，客戶對其提出了新的要求——風電機組在海上等低溫環(huán)境下使用時，需要極高的低溫韌性，要達到零下40攝氏度的耐低溫標準。
聯(lián)合攻關(guān)組與特鋼生產(chǎn)團隊緊密合作，不斷試驗，優(yōu)化夾雜物、提高純凈度、優(yōu)化生產(chǎn)工藝。經(jīng)過無數(shù)次的嘗試和失敗，他們終于找到了解決方案，使最終產(chǎn)品的耐低溫性能又得到了優(yōu)化。
然而，這只是一個開始。后續(xù)，客戶又提出了新要求——軸承需要與風電機組同壽命，達到20年~30年。因此，即使已經(jīng)拿到客戶認證并實現(xiàn)穩(wěn)定供貨，該聯(lián)合攻關(guān)小組仍然不斷優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)。歷時數(shù)輪艱苦攻關(guān)，該小組破解了主軸軸承用鋼高韌性和強度衰減難題，以及大直徑連鑄坯均質(zhì)化難題，掌握了關(guān)鍵技術(shù)，申報發(fā)明專利4項、技術(shù)秘密3項。
目前，馬鋼已躋身國內(nèi)風電主軸軸承用鋼重要供應商。楊志強自豪地說：“由于風電設備是關(guān)鍵零部件，對質(zhì)量要求嚴苛。每一次供貨，我們都會提供大量的質(zhì)量數(shù)據(jù)給客戶。未來，我們將繼續(xù)加大研發(fā)力度，為公司效益和材料國產(chǎn)化持續(xù)攀升貢獻更大力量！”
《中國冶金報》（2024年12月12日 04版四版）
