隋萌

龍城初夏時節(jié)，萬木芳華漸茂。5月17日，《科學導報》記者來到太鋼集團型材廠，見到了從事高端鎳基合金、高等級不銹鋼真空冶煉的特種冶煉攻關(guān)青年團隊。

高端材料發(fā)展水平是國家綜合實力的重要衡量標準，關(guān)系著國家安全、國計民生。以鎳基合金為代表的高端金屬材料廣泛應(yīng)用在航空航天、軍工核電、石油化工等特殊領(lǐng)域，是高端材料的重要分支。一直以來，鎳基合金材料受限于國內(nèi)制造能力及發(fā)達國家技術(shù)封鎖，價格高、供應(yīng)不穩(wěn)定，嚴重制約著我國特殊領(lǐng)域的發(fā)展。真空感應(yīng)爐、真空自耗爐是冶煉鎳基合金高端材料必不可少的關(guān)鍵設(shè)備，由于國產(chǎn)大型真空冶煉設(shè)備技術(shù)應(yīng)用不成熟，國內(nèi)市場長期依賴進口。太鋼型材廠新建成的6t真空感應(yīng)爐、6t真空自耗爐是山西省唯一的大型真空冶煉設(shè)備，也是全國首套國產(chǎn)大型雙真空冶煉裝備，是大型真空冶煉裝備國產(chǎn)化的重要實踐。解決國家材料領(lǐng)域、裝備領(lǐng)域“卡脖子”難題，是太鋼型材廠特種冶煉攻關(guān)青年團隊的重要使命。

2022年3月19日是太鋼型材廠特種冶煉攻關(guān)青年團隊成員都不會忘記的日子，為了成功制作改善VIM鑄錠底部質(zhì)量的一個關(guān)鍵部件，團隊耗費了3個月時間、試驗19次，終于成功。VIM澆注使用超高高徑比雙開型錠模，澆注時錠模底部保護是難題，保護部件的材質(zhì)顯著影響著產(chǎn)品的成分、尺寸，直接影響著產(chǎn)品的塑形質(zhì)量、熱處理工藝，又影響著部件的體密、熱強性等理化性能，在多個因素錯綜復雜的影響下，團隊經(jīng)歷了鋼液污染、尺寸失控、熱處理開裂等等失敗，終于確定了最佳的材質(zhì)、工藝以及作業(yè)方法，解決了鑄錠高質(zhì)量成型的難題，成功將產(chǎn)品全線成材率提升了兩個百分點。

“在N06690等耐蝕合金生產(chǎn)中，兩個百分點的成材率提升意味著每生產(chǎn)一噸能夠降本萬元以上，大幅提升了產(chǎn)品市場化競爭力?！眻F隊負責人崔瑞星對記者說。

氫、氧、氮是金屬材料中的有害元素，要千方百計地去除，尤其在高端材料標準中，往往要求含量達到PPM級別，難度非常大。團隊深入分析冶煉機理，持續(xù)優(yōu)化配碳工藝改善碳氧反應(yīng)動力學條件，動態(tài)調(diào)整冶煉過程真空度，在熔化期以電制度為關(guān)鍵控制點進行調(diào)控，不斷優(yōu)化精煉期溫度、時間等參數(shù)，開發(fā)了“弱增氧、強脫氮”工藝，成功完成攻關(guān)。在1J50、BYP12等精密合金高端材料的冶煉中，氣體成功脫除到10個PPM以下，產(chǎn)品性能得到了保證，用戶非常滿意。

D406A是制作軍工用鋼的關(guān)鍵材料，質(zhì)量要求非常高，特別是批次質(zhì)量波動要求很小，因此用戶對鑄錠單重提出了極為苛刻的要求。用戶原料需求急切，甚至表示產(chǎn)多少要多少。由于用戶提出的單重指標基本接近了裝備性能上限，再加上真空冶煉安全風險高、過程干預手段少等原因，生產(chǎn)難度很大?，F(xiàn)場的生產(chǎn)控制能力面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。困難面前大家紛紛想到能夠用自己的智慧和汗水參與到保家衛(wèi)國的實際行動中來，于是，團隊成員凝聚共識主動迎難而上，并表示一定解決問題。

一顆顆年輕的心在跳動，一個個活躍的大腦在飛馳，終于有人想到使用“拼爐”技術(shù)對鑄錠重量進行靈活控制，既能保證安全，又能最大限度激發(fā)設(shè)備潛能。思路確定后，接下來就是“拼爐”技術(shù)攻關(guān)。試驗方案的一次次修改，現(xiàn)場的一次次模擬，錠模旋轉(zhuǎn)的角度、澆注落點的位置，一個個的細節(jié)參數(shù)被確定，一個個難題被攻克。團隊經(jīng)過一個多月的加班攻關(guān)，試冶煉一次成功，首支D406A的質(zhì)量、單重均很好地滿足了用戶要求，型材廠特種冶煉攻關(guān)青年團隊的小伙子們再一次攻克了“卡脖子”難題。

技術(shù)探索永無止境，型材廠特種冶煉攻關(guān)青年團隊向行業(yè)標桿看齊，不斷探索提升真空冶煉技術(shù)，接連攻克了“一澆多”“并錠”等VIM冶煉關(guān)鍵技術(shù)，用實際行動詮釋了爭當科研技術(shù)先行者的錚錚誓言，打造了一支專業(yè)技術(shù)高超、實踐經(jīng)驗豐富、戰(zhàn)斗力過硬的青年團隊，成為該行業(yè)的一柄“利劍”。