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鞍钢集装箱船用钢在中国市场的占有率超70%
发布者:西安博昊恒鑫钢材有限公司   阅读:1119
 

随着船舶向大型化、轻量化趋势发展,8000箱以上的超大型集装箱船发展迅猛,近3年更是由10000箱船发展到22000箱船的水平。大型集装箱船的舱口围板和甲板等部位承受重载、撞击等复杂交变应力,需要采用高强度、大厚度、高韧性钢板,避免因钢板脆性断裂造成船舶倾覆的重大灾难。

  为确保结构安全性和可靠性,业内要求在预计会产生裂纹的部位和有可能发生大规模断裂的重要部位,都采用E级钢这类韧性优良的钢材并有脆性裂纹止裂的能力,具有某种级别以上的断裂韧性值以预防脆性裂纹的产生与扩展。另外,在船舶结构设计中,还要考虑一旦发生脆性裂纹时,要具有制止裂纹扩展机能的结构设计,舱口围和上甲板的接合部通过错位焊接或采取止裂孔等适当处置来阻止脆性裂纹扩展。由于舱口围区域焊接残留应力的作用,从焊接区产生的疲劳裂纹会向上甲板和舷侧列板一侧扩展,而舱口围、上甲板和舷侧列板具有止裂能力,使裂纹的传播停止,保证了船舶的运行安全。

  综合考虑上述因素,开发大型集装箱用钢的挑战一方面体现在要满足IACS(URS33文件)要求,另一方面还要克服特厚钢板强度波动大,厚度截面强度不均匀、韧性不稳定等问题。然而,无论满足IACS要求的止裂性能,还是减少性能波动和不稳定,都应在充分认识、掌握提高止裂韧性机理,建立止裂韧性、性能波动、不稳定与组织和工艺的关系的基础上,通过逆向设计材料的组织,针对性设计材料的工艺技术和控制整个冶金流程的关键工艺要点来实现。因此,为了开发高性能稳定性大型集装箱船用钢板、高止裂性特厚钢板,须开展原创性、机理性材料设计研究,开发特厚钢板质量稳定控制的全流程关键技术研究。

  2010年,鞍钢设立集团重大科研项目,开展了集装箱船用钢的研发工作,并获得中国首条万箱集装箱船用钢的整船国产化供货业绩。自2012年起,鞍钢参与了中国船级社《船用高强度钢板超厚板检验指南》编写工作,同时为其他船级社规范的制、修订提供技术支持。2013年,鞍钢结合国际船级社联合会(IACS)发布的集装箱船用止裂钢规范,系统开展了强韧化机理、全流程冶炼轧制关键工艺技术、止裂性能评价等相关研究工作。2015年11月,鞍钢成为80mm止裂钢国内首家通过8国船级社认证的企业;2016年2月,90mm止裂钢板再次通过船级社扩大认证。鞍钢在集装箱船用高性能钢的研制开发、工业化生产、船级社认证、应用性评价、止裂韧性替代评价方案等方面实现了自主创新。

  自2010年以来,鞍钢针对提高低合金钢的安全性开展了精细控制低合金钢组织的原理性基础研究,发展了提高强度、韧性特别是塑性的材料设计及工艺原理,开展了相应的工艺技术研究,奠定了针对特厚钢板进行组织调控的基础。鞍钢的软硬件设施也为生产超宽特厚集装箱船用高性能钢提供了设备和技术保障:鞍钢5500mm+5000mm双机架四辊可逆式宽厚板轧机,是世界最先进、国内唯一的轧机,轧制力达到1万吨,采用CVCplus等13项最新的先进技术;2015年,科技部批准的“海洋装备用金属材料及其应用”国家重点实验室落户鞍钢。在研发过程中,为解决降低韧脆转变温度、提高断裂韧性的难题,鞍钢开发了精准TMCP工艺,构建了超大型集装箱船用钢智慧制造理念,针对高强塑性、高止裂韧性、大厚度、宽板幅、易焊接等关键特性,形成并全面掌握了全流程关键控制技术,具备了超大型集装箱船用钢研发和生产实力。

  目前,鞍钢已经实现了牌号A-EH47BCACOD、厚度5mm~100mm、宽度最大5200mm的集装箱船用钢全品种、全规格覆盖,形成了11个系列、111个牌号具有国际竞争力的集装箱船用钢产品,极大地满足了用户差异化需求和产品个性化需要。与其他企业生产技术比较,项目技术具有国际领先性。鞍钢用连铸坯生产100mm高强船板及90mm止裂钢的压缩比是世界上最小的,突破船规4∶1压缩比限制,也是产品最厚的,非止裂钢达到100mm,止裂钢达到90mm,质量等级达到F级。

  鞍钢供货的集装箱船用钢应用于44条8800箱~22000箱集装箱船的建造上,累计供货92万吨,近3年供货51万吨,2018年中国市场占有率达到70%以上。其中,止裂钢供货近2万吨。尤其在2016年5月,鞍钢在与日本JFE及韩国POSCO的竞争中,凭借品种规格全覆盖、实物质量稳定、止裂与焊接性能卓越等优势,独家中标我国首次自主设计制造的两艘20000箱超大型集装箱船全部合同,并完成包括止裂钢在内的10.5万吨整船订单的供货,其中止裂钢近4000吨,EH40BCACOD和EH47BCACOD高止裂韧性钢板厚度范围50mm~85mm,部分规格极厚、极宽、极长,包括特殊极限成品规格,如85mm×4150mm×4600mm、80mm×1670mm×17950mm,完成止裂钢国内首发。2017年,鞍钢实现90mm止裂钢国际首发,为2个项目供货2200吨。2018年,鞍钢再次独家获得9条22000箱集装箱船用止裂钢供货合同13500吨。船级社验船师见证评价,认为鞍钢生产的集装箱船用钢板力学性能稳定,完全符合船规要求。产品在使用过程中,经过检验考核,使用情况良好,具有良好的焊接性能和加工成型性,尤其止裂钢入厂复检合格率达到100%。鞍钢通过采用最经济的生产工艺路线生产,为用户节省了产品的采购成本,受到了用户的好评。

  鞍钢的集装箱船用高性能、高质量钢材的大批量生产,有力地支持了中国造船业的发展,对国民经济的发展起到了促进作用。与此同时,鞍钢与中船重工、中船工业等国内造船企业建立了长期稳定合作关系,形成了战略联盟,为船厂提升国际竞争力提供了保障。鞍钢在海洋装备用高端金属材料领域的新突破,为实现国家建设海洋强国、发展蓝海经济战略目标做出了贡献。


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