海上風(fēng)電作為可再生能源開發(fā)的重要方向之一，已成為全球新能源開發(fā)的熱點(diǎn)，我國(guó)海岸線總長(zhǎng)超過(guò)3.2萬(wàn)公里，開發(fā)海上風(fēng)電具備得天獨(dú)厚的條件。但海上風(fēng)電裝備服役環(huán)境惡劣，承受的載荷復(fù)雜多變，同時(shí)隨著海上風(fēng)電向大型化、遠(yuǎn)海化及高效制造的方向發(fā)展，要求海上風(fēng)電用鋼需具備大單重特厚、高韌性及良好焊接適應(yīng)性等綜合性能。為使首鋼產(chǎn)品滿足上述品質(zhì)要求，技術(shù)研究院聯(lián)合京唐公司制造部、技術(shù)中心、中厚板事業(yè)部、鋼軋部以及股份營(yíng)銷中心成立了“產(chǎn)、銷、研”聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，開展海上風(fēng)電用鋼的生產(chǎn)工藝及用戶服務(wù)技術(shù)研究。
傳統(tǒng)海上風(fēng)電用鋼采用正火狀態(tài)交貨，存在交貨周期長(zhǎng)、生產(chǎn)成本高、鋼板焊接性差等問(wèn)題。為了解決這些不足，研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出了采用TMCP工藝替換正火工藝生產(chǎn)海上風(fēng)電用鋼的解決思路。通過(guò)采用分厚度梯度的成分及工藝設(shè)計(jì)原理，團(tuán)隊(duì)成功解決了TMCP態(tài)大厚度鋼板心部組織粗大的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了-40℃最大厚度100毫米鋼板心部低溫韌性的穩(wěn)定控制，與傳統(tǒng)工藝相比，生產(chǎn)周期縮短15天，碳當(dāng)量降低22%，實(shí)現(xiàn)了海上風(fēng)電用鋼的高效生產(chǎn)與制造。相關(guān)產(chǎn)品通過(guò)了CCS、LR、DNVGL等八國(guó)船級(jí)社認(rèn)證，為首鋼海上風(fēng)電用鋼的推廣提供了權(quán)威認(rèn)證支撐，極大提升了首鋼產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
海上風(fēng)塔基礎(chǔ)部分在服役過(guò)程中容易在缺陷處萌生疲勞裂紋，對(duì)海上風(fēng)電裝備的安全性構(gòu)成極大威脅，因此保證大厚度鋼板的內(nèi)部質(zhì)量對(duì)海上風(fēng)塔服役安全至關(guān)重要。研發(fā)團(tuán)隊(duì)采用超聲檢測(cè)技術(shù)表征了鋼板內(nèi)缺陷的形貌，并對(duì)缺陷形成機(jī)理進(jìn)行分析，在充分研究各項(xiàng)生產(chǎn)工藝對(duì)鋼板內(nèi)部缺陷的影響規(guī)律后，制定了十余項(xiàng)涉及煉鋼、連鑄、軋制及熱處理的全流程優(yōu)化措施，實(shí)現(xiàn)了最大單重28噸、最大厚度150毫米海上風(fēng)電用鋼的開發(fā)，產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量批量穩(wěn)定滿足國(guó)標(biāo)I級(jí)探傷要求，打造并鞏固了首鋼海上風(fēng)電用鋼特厚、大單重的品牌優(yōu)勢(shì)。
海上風(fēng)電導(dǎo)管架式塔筒合攏時(shí)，由于焊前預(yù)熱條件較差，在傳統(tǒng)成分體系及焊接工藝下，焊縫容易出現(xiàn)裂紋，將嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量及工期進(jìn)度，因此海上風(fēng)電用鋼的焊接加工適應(yīng)性一直備受用戶關(guān)注。產(chǎn)品研發(fā)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合用戶技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)，依托劉宏技能大師工作室，通過(guò)低冷裂紋敏感指數(shù)的母材成分設(shè)計(jì)手段和配套焊接技術(shù)，消除了特厚海上風(fēng)電用鋼焊接熱影響區(qū)裂紋困擾難題，保障了難以充分預(yù)熱區(qū)域焊接接頭的質(zhì)量。相關(guān)產(chǎn)品通過(guò)國(guó)內(nèi)知名風(fēng)電制造企業(yè)的無(wú)預(yù)熱焊接評(píng)定，產(chǎn)品及配套焊接技術(shù)得到了用戶的高度認(rèn)可。
目前，首鋼京唐海上風(fēng)電用鋼產(chǎn)品累計(jì)供貨國(guó)內(nèi)外大型海上風(fēng)電項(xiàng)目20余項(xiàng)，包括亞洲最大濱海海上風(fēng)電場(chǎng)及國(guó)內(nèi)單體容量最大的汕尾后湖海上風(fēng)電場(chǎng)。2020年，首鋼累計(jì)生產(chǎn)海上風(fēng)電用鋼40余萬(wàn)噸，參建的海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量超過(guò)1000兆瓦，提供的清潔電能可滿足150萬(wàn)戶家庭年用電量需求，在實(shí)現(xiàn)良好經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也為國(guó)家的綠色能源發(fā)展作出了積極貢獻(xiàn)。