近年來(lái)，由于技術(shù)的缺乏，國(guó)內(nèi)LNG（液化天然氣）儲(chǔ)罐用耐-165℃低溫鋼筋產(chǎn)品始終處于空白，被迫大量從國(guó)外進(jìn)口，其售價(jià)昂貴（超過(guò)1.5萬(wàn)元/噸）。而國(guó)外鋼鐵巨頭對(duì)產(chǎn)品合金體系、關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)、低溫拉伸檢驗(yàn)技術(shù)等實(shí)行嚴(yán)格保密和封鎖，低溫鋼筋產(chǎn)品一直處于被其壟斷的狀態(tài)。
為了打破壟斷、突破封鎖，近兩年來(lái)，馬鋼研發(fā)團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)國(guó)際尖端技術(shù)，終于攻克了一系列技術(shù)難題，開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的低溫鋼筋產(chǎn)品，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。該產(chǎn)品自去年7月份成功應(yīng)用于中石化天津LNG項(xiàng)目后，又打進(jìn)俄羅斯北極天然氣項(xiàng)目，在國(guó)內(nèi)國(guó)際舞臺(tái)展示了馬鋼低溫鋼筋的魅力。
大膽探索尖端生產(chǎn)技術(shù)工藝
由于低溫鋼筋對(duì)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求非常嚴(yán)格，該產(chǎn)品的合金體系、軋制工藝十分講究，尤其是低溫韌性和缺口敏感性不能有絲毫偏差，只有全部符合工藝技術(shù)尖端要求，才能保證產(chǎn)品優(yōu)良的低溫性能。
2012年，馬鋼成立的項(xiàng)目組開(kāi)始了艱苦的探索。由于國(guó)外技術(shù)封鎖，項(xiàng)目組沒(méi)有任何資料可借鑒。通過(guò)摸索和調(diào)研，項(xiàng)目組發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外有關(guān)低溫鋼板材的研究相當(dāng)多，產(chǎn)品也相對(duì)成熟、穩(wěn)定，關(guān)于低溫鋼筋的研究卻少之又少。但是，低溫鋼筋與低溫板材的使用環(huán)境、使用性能不同，如何借鑒低溫板材的合金體系，篩選出適用于低溫鋼筋的經(jīng)濟(jì)型合金體系是必須攻克的難題之一。
為此，項(xiàng)目組設(shè)計(jì)了4種合金體系、3種組織的試驗(yàn)方案。為縮短研發(fā)周期、節(jié)約研發(fā)成本、降低工業(yè)試制風(fēng)險(xiǎn)，該項(xiàng)目組采用技術(shù)中心中試基地2噸中頻爐冶煉，在馬鞍山周邊某軋鋼廠(chǎng)300軋機(jī)上試軋，對(duì)不同方案進(jìn)行了大量的、系統(tǒng)的研究，篩選出經(jīng)濟(jì)型合金體系和組織結(jié)構(gòu)，并開(kāi)展了特鋼———第三鋼軋總廠(chǎng)工藝流程關(guān)鍵技術(shù)的研究，尤其是純凈鋼冶煉技術(shù)、無(wú)缺陷鑄坯連鑄、開(kāi)坯工藝、淬火自回火軋制工藝關(guān)鍵參數(shù)的攻關(guān)研究，終于完成了ф16毫米~ф32毫米全規(guī)格低溫鋼筋的工業(yè)性試制。
突破-170℃拉伸試驗(yàn)的瓶頸
LNG儲(chǔ)罐用低溫鋼筋最關(guān)鍵的性能要求是在-170℃條件下的力學(xué)性能。國(guó)內(nèi)許多研究機(jī)構(gòu)、高等院校都能做板材等產(chǎn)品的低溫拉伸試驗(yàn)，但對(duì)于低溫鋼筋試樣，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有一家實(shí)驗(yàn)室能做到。這項(xiàng)技術(shù)也是制約我國(guó)低溫鋼筋國(guó)產(chǎn)化的瓶頸之一。
可不，剛進(jìn)行試樣加工時(shí)，項(xiàng)目組就碰到了一系列技術(shù)難點(diǎn)。在做低溫試驗(yàn)時(shí)，試樣總是在低溫箱外斷裂。這意味著得到的數(shù)據(jù)是常溫性能，并非低溫性能。項(xiàng)目組毫不氣餒，立即組織專(zhuān)家對(duì)斷裂位置進(jìn)行“會(huì)診”，終于解決了該問(wèn)題，不僅保證試樣斷裂位置百分之百有效，還申報(bào)了3項(xiàng)低溫拉伸鋼筋試樣夾具的發(fā)明專(zhuān)利。
缺口加工同樣是一個(gè)棘手的技術(shù)難點(diǎn)。缺口加工的要求是：V型缺口，其內(nèi)部角度為45°。加工缺口一般采用拉床，但精度很難達(dá)到要求。檢驗(yàn)人員提議采用線(xiàn)切割加工。但在進(jìn)行實(shí)際試驗(yàn)時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)試樣有時(shí)斷在缺口，有時(shí)未斷在缺口，造成數(shù)據(jù)波動(dòng)較大，嚴(yán)重影響試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定。最終，項(xiàng)目組找到原因，完善了缺口加工程序的設(shè)計(jì)，保證缺口試樣百分之百有效。
3℃范圍控溫技術(shù)也是難點(diǎn)重重。3℃范圍控溫技術(shù)是指為了準(zhǔn)確評(píng)價(jià)低溫拉伸性能，要求試驗(yàn)過(guò)程中，試樣上、中、下3點(diǎn)的溫度與設(shè)計(jì)溫度（-170℃）的差值在3℃范圍內(nèi)，還要求試樣上、中、下3點(diǎn)之間的溫差在3℃范圍內(nèi)。為準(zhǔn)確測(cè)量均勻延伸率指標(biāo)，低溫箱內(nèi)試樣長(zhǎng)度不得小于500毫米，這意味著低溫箱內(nèi)腔高度至少為600毫米———這么大的空間，實(shí)現(xiàn)如此精確的溫度控制是非常困難的，這也正是國(guó)外企業(yè)制約低溫鋼筋國(guó)產(chǎn)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為此，項(xiàng)目組并未采用貼片測(cè)溫，而是通過(guò)改進(jìn)箱體內(nèi)腔形狀（促進(jìn)液氮蒸汽在箱體內(nèi)的循環(huán)）、多點(diǎn)控溫（使箱體內(nèi)上下溫度更加均勻）、箱體上下兩端溫度補(bǔ)償（減少試樣上下兩端與外界熱傳導(dǎo)的溫度損失）等方法，最終實(shí)現(xiàn)了精確控溫。
在檢驗(yàn)技術(shù)研究所、技術(shù)管理部、檢驗(yàn)管理部、條件保障部等支持下，項(xiàng)目組進(jìn)一步完善了低溫箱系統(tǒng)的功能和精度，取得了中國(guó)計(jì)量認(rèn)證（CMA）證書(shū)。這標(biāo)志著馬鋼出具的低溫拉伸檢驗(yàn)報(bào)告具有法律效應(yīng)，意味著-170℃低溫拉伸檢驗(yàn)突破了國(guó)外技術(shù)封鎖，將加快低溫鋼筋國(guó)產(chǎn)化的步伐。
不輕易放過(guò)每一個(gè)市場(chǎng)機(jī)遇
一個(gè)產(chǎn)品再好，如果無(wú)法進(jìn)入市場(chǎng)，得不到客戶(hù)認(rèn)同，就不可能發(fā)揮作用。因此，在開(kāi)發(fā)初期，項(xiàng)目組就精心策劃，積極推介馬鋼低溫鋼筋，但客戶(hù)要求生產(chǎn)廠(chǎng)必須具有至少3年的應(yīng)用實(shí)績(jī)。
2013年12月份，項(xiàng)目組了解到：因國(guó)外供貨商發(fā)錯(cuò)貨導(dǎo)致中石化采購(gòu)的ф16毫米低溫鋼筋耽誤了工期。他們一面積極與中石化溝通，一面為低溫鋼筋的供貨做好準(zhǔn)備。在各部門(mén)的協(xié)作下，ф16毫米低溫鋼筋試制成功。
2014年7月份，馬鋼再次與中石化合作，簽訂了ф12毫米、ф16毫米、ф20毫米、ф25毫米4種規(guī)格低溫鋼筋的供貨協(xié)議。面對(duì)低溫檢驗(yàn)周期長(zhǎng)的困難，馬鋼相關(guān)部門(mén)經(jīng)過(guò)近40天的工作，終于順利通過(guò)了中石化業(yè)主、第二方監(jiān)造、第三方檢驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證。
低溫鋼筋國(guó)產(chǎn)化和取得的成功并沒(méi)有讓項(xiàng)目組沾沾自喜，他們立刻投入到新一輪產(chǎn)品研發(fā)之中。一次，中石化專(zhuān)家在現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證期間透露，目前，LNG現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，鋼筋采用低溫套筒連接，低溫套筒一直依賴(lài)進(jìn)口，價(jià)格昂貴。說(shuō)者無(wú)心，聽(tīng)者有意，經(jīng)過(guò)與專(zhuān)家就套筒供貨的交流，項(xiàng)目組立刻投入到研發(fā)進(jìn)程，并已成功，為今后的套筒產(chǎn)業(yè)化提供技術(shù)儲(chǔ)備。
為了打破壟斷、突破封鎖，近兩年來(lái)，馬鋼研發(fā)團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)國(guó)際尖端技術(shù)，終于攻克了一系列技術(shù)難題，開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的低溫鋼筋產(chǎn)品，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。該產(chǎn)品自去年7月份成功應(yīng)用于中石化天津LNG項(xiàng)目后，又打進(jìn)俄羅斯北極天然氣項(xiàng)目，在國(guó)內(nèi)國(guó)際舞臺(tái)展示了馬鋼低溫鋼筋的魅力。
大膽探索尖端生產(chǎn)技術(shù)工藝
由于低溫鋼筋對(duì)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求非常嚴(yán)格，該產(chǎn)品的合金體系、軋制工藝十分講究，尤其是低溫韌性和缺口敏感性不能有絲毫偏差，只有全部符合工藝技術(shù)尖端要求，才能保證產(chǎn)品優(yōu)良的低溫性能。
2012年，馬鋼成立的項(xiàng)目組開(kāi)始了艱苦的探索。由于國(guó)外技術(shù)封鎖，項(xiàng)目組沒(méi)有任何資料可借鑒。通過(guò)摸索和調(diào)研，項(xiàng)目組發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外有關(guān)低溫鋼板材的研究相當(dāng)多，產(chǎn)品也相對(duì)成熟、穩(wěn)定，關(guān)于低溫鋼筋的研究卻少之又少。但是，低溫鋼筋與低溫板材的使用環(huán)境、使用性能不同，如何借鑒低溫板材的合金體系，篩選出適用于低溫鋼筋的經(jīng)濟(jì)型合金體系是必須攻克的難題之一。
為此，項(xiàng)目組設(shè)計(jì)了4種合金體系、3種組織的試驗(yàn)方案。為縮短研發(fā)周期、節(jié)約研發(fā)成本、降低工業(yè)試制風(fēng)險(xiǎn)，該項(xiàng)目組采用技術(shù)中心中試基地2噸中頻爐冶煉，在馬鞍山周邊某軋鋼廠(chǎng)300軋機(jī)上試軋，對(duì)不同方案進(jìn)行了大量的、系統(tǒng)的研究，篩選出經(jīng)濟(jì)型合金體系和組織結(jié)構(gòu)，并開(kāi)展了特鋼———第三鋼軋總廠(chǎng)工藝流程關(guān)鍵技術(shù)的研究，尤其是純凈鋼冶煉技術(shù)、無(wú)缺陷鑄坯連鑄、開(kāi)坯工藝、淬火自回火軋制工藝關(guān)鍵參數(shù)的攻關(guān)研究，終于完成了ф16毫米~ф32毫米全規(guī)格低溫鋼筋的工業(yè)性試制。
突破-170℃拉伸試驗(yàn)的瓶頸
LNG儲(chǔ)罐用低溫鋼筋最關(guān)鍵的性能要求是在-170℃條件下的力學(xué)性能。國(guó)內(nèi)許多研究機(jī)構(gòu)、高等院校都能做板材等產(chǎn)品的低溫拉伸試驗(yàn)，但對(duì)于低溫鋼筋試樣，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有一家實(shí)驗(yàn)室能做到。這項(xiàng)技術(shù)也是制約我國(guó)低溫鋼筋國(guó)產(chǎn)化的瓶頸之一。
可不，剛進(jìn)行試樣加工時(shí)，項(xiàng)目組就碰到了一系列技術(shù)難點(diǎn)。在做低溫試驗(yàn)時(shí)，試樣總是在低溫箱外斷裂。這意味著得到的數(shù)據(jù)是常溫性能，并非低溫性能。項(xiàng)目組毫不氣餒，立即組織專(zhuān)家對(duì)斷裂位置進(jìn)行“會(huì)診”，終于解決了該問(wèn)題，不僅保證試樣斷裂位置百分之百有效，還申報(bào)了3項(xiàng)低溫拉伸鋼筋試樣夾具的發(fā)明專(zhuān)利。
缺口加工同樣是一個(gè)棘手的技術(shù)難點(diǎn)。缺口加工的要求是：V型缺口，其內(nèi)部角度為45°。加工缺口一般采用拉床，但精度很難達(dá)到要求。檢驗(yàn)人員提議采用線(xiàn)切割加工。但在進(jìn)行實(shí)際試驗(yàn)時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)試樣有時(shí)斷在缺口，有時(shí)未斷在缺口，造成數(shù)據(jù)波動(dòng)較大，嚴(yán)重影響試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定。最終，項(xiàng)目組找到原因，完善了缺口加工程序的設(shè)計(jì)，保證缺口試樣百分之百有效。
3℃范圍控溫技術(shù)也是難點(diǎn)重重。3℃范圍控溫技術(shù)是指為了準(zhǔn)確評(píng)價(jià)低溫拉伸性能，要求試驗(yàn)過(guò)程中，試樣上、中、下3點(diǎn)的溫度與設(shè)計(jì)溫度（-170℃）的差值在3℃范圍內(nèi)，還要求試樣上、中、下3點(diǎn)之間的溫差在3℃范圍內(nèi)。為準(zhǔn)確測(cè)量均勻延伸率指標(biāo)，低溫箱內(nèi)試樣長(zhǎng)度不得小于500毫米，這意味著低溫箱內(nèi)腔高度至少為600毫米———這么大的空間，實(shí)現(xiàn)如此精確的溫度控制是非常困難的，這也正是國(guó)外企業(yè)制約低溫鋼筋國(guó)產(chǎn)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為此，項(xiàng)目組并未采用貼片測(cè)溫，而是通過(guò)改進(jìn)箱體內(nèi)腔形狀（促進(jìn)液氮蒸汽在箱體內(nèi)的循環(huán)）、多點(diǎn)控溫（使箱體內(nèi)上下溫度更加均勻）、箱體上下兩端溫度補(bǔ)償（減少試樣上下兩端與外界熱傳導(dǎo)的溫度損失）等方法，最終實(shí)現(xiàn)了精確控溫。
在檢驗(yàn)技術(shù)研究所、技術(shù)管理部、檢驗(yàn)管理部、條件保障部等支持下，項(xiàng)目組進(jìn)一步完善了低溫箱系統(tǒng)的功能和精度，取得了中國(guó)計(jì)量認(rèn)證（CMA）證書(shū)。這標(biāo)志著馬鋼出具的低溫拉伸檢驗(yàn)報(bào)告具有法律效應(yīng)，意味著-170℃低溫拉伸檢驗(yàn)突破了國(guó)外技術(shù)封鎖，將加快低溫鋼筋國(guó)產(chǎn)化的步伐。
不輕易放過(guò)每一個(gè)市場(chǎng)機(jī)遇
一個(gè)產(chǎn)品再好，如果無(wú)法進(jìn)入市場(chǎng)，得不到客戶(hù)認(rèn)同，就不可能發(fā)揮作用。因此，在開(kāi)發(fā)初期，項(xiàng)目組就精心策劃，積極推介馬鋼低溫鋼筋，但客戶(hù)要求生產(chǎn)廠(chǎng)必須具有至少3年的應(yīng)用實(shí)績(jī)。
2013年12月份，項(xiàng)目組了解到：因國(guó)外供貨商發(fā)錯(cuò)貨導(dǎo)致中石化采購(gòu)的ф16毫米低溫鋼筋耽誤了工期。他們一面積極與中石化溝通，一面為低溫鋼筋的供貨做好準(zhǔn)備。在各部門(mén)的協(xié)作下，ф16毫米低溫鋼筋試制成功。
2014年7月份，馬鋼再次與中石化合作，簽訂了ф12毫米、ф16毫米、ф20毫米、ф25毫米4種規(guī)格低溫鋼筋的供貨協(xié)議。面對(duì)低溫檢驗(yàn)周期長(zhǎng)的困難，馬鋼相關(guān)部門(mén)經(jīng)過(guò)近40天的工作，終于順利通過(guò)了中石化業(yè)主、第二方監(jiān)造、第三方檢驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證。
低溫鋼筋國(guó)產(chǎn)化和取得的成功并沒(méi)有讓項(xiàng)目組沾沾自喜，他們立刻投入到新一輪產(chǎn)品研發(fā)之中。一次，中石化專(zhuān)家在現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證期間透露，目前，LNG現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，鋼筋采用低溫套筒連接，低溫套筒一直依賴(lài)進(jìn)口，價(jià)格昂貴。說(shuō)者無(wú)心，聽(tīng)者有意，經(jīng)過(guò)與專(zhuān)家就套筒供貨的交流，項(xiàng)目組立刻投入到研發(fā)進(jìn)程，并已成功，為今后的套筒產(chǎn)業(yè)化提供技術(shù)儲(chǔ)備。