電渣重熔：大國重器背后的材料基石
水冷銅結(jié)晶器內(nèi)，熾熱的鋼水在熔渣覆蓋下靜靜凝固，這根看似普通的鋼錠，卻是C919大飛機(jī)和長征火箭的脊梁。
在高端裝備制造的領(lǐng)域，材料的優(yōu)劣直接決定著一個國家制造業(yè)的命脈。而電渣重熔技術(shù)，作為一種特種冶金手段，正是生產(chǎn)高端特殊鋼和合金材料的關(guān)鍵途徑。
通過這項技術(shù)，普通鋼材得以蛻變?yōu)樾阅茏吭降母咂焚|(zhì)特種鋼，為我國的航空航天、能源裝備和國防建設(shè)提供了堅實的材料保障。沒有電渣重熔，就沒有今天中國眾多“國之重器”的屹立。
01 技術(shù)精髓：電渣重熔的原理與優(yōu)勢
電渣重熔的基本原理是利用電流通過液態(tài)熔渣產(chǎn)生電阻熱，從而精煉金屬。這一過程看似簡單，卻蘊(yùn)含了材料蛻變的奧秘。
與普通模鑄相比，電渣重熔生產(chǎn)的鋼錠具有純凈度高、組織致密、成分均勻的特點。
普通模鑄大型鋼錠常見白點、發(fā)紋、大型夾雜和成分偏析等缺陷，而電渣重熔能有效解決這些問題。
電渣重熔過程中，在電渣作用下可以有效去除鋼中大型非金屬夾雜物，實現(xiàn)極好的脫硫脫氧效果。硫含量可脫至0.0030%～0.0010%，氧可達(dá)0.0025%以下，鋼的純潔度顯著提高。
鋼液在水冷結(jié)晶器內(nèi)由下而上逐次凝固，冷卻速度快，組織均勻，沒有疏松和縮孔。
電渣重熔鋼錠的利用率高達(dá)85%～90%，而普通鋼錠的利用率僅為50%-60%。這意味著鍛造同樣重的鍛件，所需電渣鋼錠比一般模鑄鋼錠的質(zhì)量可小約三分之一。
電渣冶金產(chǎn)品性能優(yōu)異，如GCr15電渣重熔軸承鋼的使用壽命是電爐鋼的3.35倍。
02 技術(shù)革新：從跟跑到領(lǐng)跑的歷史性跨越
我國電渣重熔技術(shù)經(jīng)歷了從無到有、從弱到強(qiáng)的歷程。1964年，上海重型機(jī)器廠建成生產(chǎn)直徑2100mm、重100t鋼錠的三相電渣爐。1980年，上海重型機(jī)器廠建成投產(chǎn)一臺200噸級電渣爐，可生產(chǎn)直徑2800mm、重240噸的特大鋼錠。
長期以來，我國電渣重熔技術(shù)面臨能耗高、氟污染嚴(yán)重、效率低等問題。針對這些痛點，我國科研人員開展了持續(xù)攻關(guān)。
2019年，以東北大學(xué)為第一完成單位、姜周華教授為第一完成人的“高品質(zhì)特殊鋼綠色高效電渣重熔關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用”項目榮獲國家科技進(jìn)步一等獎。
該項目研發(fā)了基于機(jī)理和數(shù)據(jù)驅(qū)動的電渣過程智能模型，智能優(yōu)化工藝參數(shù)，為電渣鋼質(zhì)量提升提供重要保障。
針對環(huán)保問題，安徽工業(yè)大學(xué)開發(fā)了節(jié)能環(huán)保型新渣系，使噸鋼電耗降低200-300kWh，同時減少氟化物揮發(fā)污染。
上海大學(xué)開發(fā)了特殊鋼磁控電渣重熔裝備，使共晶碳化物評級提升1級，夾雜物指數(shù)降低48%。
這些創(chuàng)新使我國電渣技術(shù)實現(xiàn)了從“跟跑”“并跑”到“領(lǐng)跑”的歷史性跨越。
03 應(yīng)用場景：支撐大國重器的材料基石
電渣重熔技術(shù)為多項國家重大工程和高端裝備提供了關(guān)鍵材料支持。
在航空航天領(lǐng)域，大冶特鋼生產(chǎn)的“兩高一特”（高溫合金、超高強(qiáng)度鋼、特種不銹鋼）產(chǎn)品，應(yīng)用于航空起落架、發(fā)動機(jī)葉片、航空軸承等關(guān)鍵部件。今年6月，我國重復(fù)使用運(yùn)載火箭首次10公里級垂直起降飛行試驗任務(wù)成功，其回收著陸緩沖系統(tǒng)核心部件采用了大冶特鋼生產(chǎn)的中厚壁無縫鋼管和鍛材。
在能源裝備領(lǐng)域，電渣重熔技術(shù)為百萬千瓦水電站和第四代核電等國家重大工程提供了關(guān)鍵材料。單機(jī)容量世界最大的烏東德、白鶴灘水電站都受益于這項技術(shù)。
在國防建設(shè)中，電渣重熔產(chǎn)品滿足了國防軍工領(lǐng)域?qū)Ω叨瞬牧系男枨蟆臒o人到載人，從單人到多人，從艙內(nèi)到艙外，從地球到月球，50多年來，大冶特鋼始終在我國航天事業(yè)中扮演著不可或缺的角色。
04 未來展望：綠色智能與國際化
隨著“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)，電渣重熔技術(shù)正朝著更綠色、更智能的方向發(fā)展。低氟無氟渣系、節(jié)能技術(shù)、智能制造將成為未來研發(fā)的重點。
電渣重熔技術(shù)不僅能滿足國內(nèi)需求，還實現(xiàn)了技術(shù)出口。相關(guān)產(chǎn)品已出口到50多個國家和地區(qū)，打破了歐美和日本在此領(lǐng)域30余年的技術(shù)封鎖和市場壟斷。
我國專家還被推舉為電渣爐國際標(biāo)準(zhǔn)工作組組長，成為目前僅有的兩項國際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定者。這標(biāo)志著我國在這一領(lǐng)域的話語權(quán)和國際地位的提升。
如今，電渣重熔技術(shù)已經(jīng)在全國60多家單位推廣應(yīng)用。從西北沙漠深處的能源裝備，到東海之濱的核電基地，從翱翔藍(lán)天的C919大飛機(jī)，到探索太空的長征火箭，電渣重熔鋼材承載著中國制造的質(zhì)量與尊嚴(yán)。
隨著新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，電渣重熔這一傳統(tǒng)技術(shù)正煥發(fā)新生。綠色高效已成為行業(yè)共識，智能控制讓過程更加精準(zhǔn)。未來，這項技術(shù)還將在更多關(guān)鍵領(lǐng)域發(fā)揮不可替代的作用。
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