隨著船舶向大型化、輕量化趨勢發(fā)展，8000箱以上的超大型集裝箱船發(fā)展迅猛，近3年更是由10000箱船發(fā)展到22000箱船的水平。大型集裝箱船的艙口圍板和甲板等部位承受重載、撞擊等復(fù)雜交變應(yīng)力，需要采用高強度、大厚度、高韌性鋼板，避免因鋼板脆性斷裂造成船舶傾覆的重大災(zāi)難。
為確保結(jié)構(gòu)安全性和可靠性，業(yè)內(nèi)要求在預(yù)計會產(chǎn)生裂紋的部位和有可能發(fā)生大規(guī)模斷裂的重要部位，都采用E級鋼這類韌性優(yōu)良的鋼材并有脆性裂紋止裂的能力，具有某種級別以上的斷裂韌性值以預(yù)防脆性裂紋的產(chǎn)生與擴展。另外，在船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計中，還要考慮一旦發(fā)生脆性裂紋時，要具有制止裂紋擴展機能的結(jié)構(gòu)設(shè)計，艙口圍和上甲板的接合部通過錯位焊接或采取止裂孔等適當(dāng)處置來阻止脆性裂紋擴展。由于艙口圍區(qū)域焊接殘留應(yīng)力的作用，從焊接區(qū)產(chǎn)生的疲勞裂紋會向上甲板和舷側(cè)列板一側(cè)擴展，而艙口圍、上甲板和舷側(cè)列板具有止裂能力，使裂紋的傳播停止，保證了船舶的運行安全。
綜合考慮上述因素，開發(fā)大型集裝箱用鋼的挑戰(zhàn)一方面體現(xiàn)在要滿足IACS(URS33文件)要求，另一方面還要克服特厚鋼板強度波動大，厚度截面強度不均勻、韌性不穩(wěn)定等問題。然而，無論滿足IACS要求的止裂性能，還是減少性能波動和不穩(wěn)定，都應(yīng)在充分認(rèn)識、掌握提高止裂韌性機理，建立止裂韌性、性能波動、不穩(wěn)定與組織和工藝的關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過逆向設(shè)計材料的組織，針對性設(shè)計材料的工藝技術(shù)和控制整個冶金流程的關(guān)鍵工藝要點來實現(xiàn)。因此，為了開發(fā)高性能穩(wěn)定性大型集裝箱船用鋼板、高止裂性特厚鋼板，須開展原創(chuàng)性、機理性材料設(shè)計研究，開發(fā)特厚鋼板質(zhì)量穩(wěn)定控制的全流程關(guān)鍵技術(shù)研究。
2010年，鞍鋼設(shè)立集團重大科研項目，開展了集裝箱船用鋼的研發(fā)工作，并獲得中國首條萬箱集裝箱船用鋼的整船國產(chǎn)化供貨業(yè)績。自2012年起，鞍鋼參與了中國船級社《船用高強度鋼板超厚板檢驗指南》編寫工作，同時為其他船級社規(guī)范的制、修訂提供技術(shù)支持。2013年，鞍鋼結(jié)合國際船級社聯(lián)合會(IACS)發(fā)布的集裝箱船用止裂鋼規(guī)范，系統(tǒng)開展了強韌化機理、全流程冶煉軋制關(guān)鍵工藝技術(shù)、止裂性能評價等相關(guān)研究工作。2015年11月，鞍鋼成為80mm止裂鋼國內(nèi)首家通過8國船級社認(rèn)證的企業(yè)；2016年2月，90mm止裂鋼板再次通過船級社擴大認(rèn)證。鞍鋼在集裝箱船用高性能鋼的研制開發(fā)、工業(yè)化生產(chǎn)、船級社認(rèn)證、應(yīng)用性評價、止裂韌性替代評價方案等方面實現(xiàn)了自主創(chuàng)新。
自2010年以來，鞍鋼針對提高低合金鋼的安全性開展了精細(xì)控制低合金鋼組織的原理性基礎(chǔ)研究，發(fā)展了提高強度、韌性特別是塑性的材料設(shè)計及工藝原理，開展了相應(yīng)的工藝技術(shù)研究，奠定了針對特厚鋼板進行組織調(diào)控的基礎(chǔ)。鞍鋼的軟硬件設(shè)施也為生產(chǎn)超寬特厚集裝箱船用高性能鋼提供了設(shè)備和技術(shù)保障：鞍鋼5500mm+5000mm雙機架四輥可逆式寬厚板軋機，是世界最先進、國內(nèi)唯一的軋機，軋制力達到1萬噸，采用CVCplus等13項最新的先進技術(shù)；2015年，科技部批準(zhǔn)的“海洋裝備用金屬材料及其應(yīng)用”國家重點實驗室落戶鞍鋼。在研發(fā)過程中，為解決降低韌脆轉(zhuǎn)變溫度、提高斷裂韌性的難題，鞍鋼開發(fā)了精準(zhǔn)TMCP工藝，構(gòu)建了超大型集裝箱船用鋼智慧制造理念，針對高強塑性、高止裂韌性、大厚度、寬板幅、易焊接等關(guān)鍵特性，形成并全面掌握了全流程關(guān)鍵控制技術(shù)，具備了超大型集裝箱船用鋼研發(fā)和生產(chǎn)實力。
目前，鞍鋼已經(jīng)實現(xiàn)了牌號A-EH47BCACOD、厚度5mm~100mm、寬度最大5200mm的集裝箱船用鋼全品種、全規(guī)格覆蓋，形成了11個系列、111個牌號具有國際競爭力的集裝箱船用鋼產(chǎn)品，極大地滿足了用戶差異化需求和產(chǎn)品個性化需要。與其他企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)比較，項目技術(shù)具有國際領(lǐng)先性。鞍鋼用連鑄坯生產(chǎn)100mm高強船板及90mm止裂鋼的壓縮比是世界上最小的，突破船規(guī)4∶1壓縮比限制，也是產(chǎn)品最厚的，非止裂鋼達到100mm，止裂鋼達到90mm，質(zhì)量等級達到F級。
鞍鋼供貨的集裝箱船用鋼應(yīng)用于44條8800箱~22000箱集裝箱船的建造上，累計供貨92萬噸，近3年供貨51萬噸，2018年中國市場占有率達到70%以上。其中，止裂鋼供貨近2萬噸。尤其在2016年5月，鞍鋼在與日本JFE及韓國POSCO的競爭中，憑借品種規(guī)格全覆蓋、實物質(zhì)量穩(wěn)定、止裂與焊接性能卓越等優(yōu)勢，獨家中標(biāo)我國首次自主設(shè)計制造的兩艘20000箱超大型集裝箱船全部合同，并完成包括止裂鋼在內(nèi)的10.5萬噸整船訂單的供貨，其中止裂鋼近4000噸，EH40BCACOD和EH47BCACOD高止裂韌性鋼板厚度范圍50mm～85mm，部分規(guī)格極厚、極寬、極長，包括特殊極限成品規(guī)格，如85mm×4150mm×4600mm、80mm×1670mm×17950mm，完成止裂鋼國內(nèi)首發(fā)。2017年，鞍鋼實現(xiàn)90mm止裂鋼國際首發(fā)，為2個項目供貨2200噸。2018年，鞍鋼再次獨家獲得9條22000箱集裝箱船用止裂鋼供貨合同13500噸。船級社驗船師見證評價，認(rèn)為鞍鋼生產(chǎn)的集裝箱船用鋼板力學(xué)性能穩(wěn)定，完全符合船規(guī)要求。產(chǎn)品在使用過程中，經(jīng)過檢驗考核，使用情況良好，具有良好的焊接性能和加工成型性，尤其止裂鋼入廠復(fù)檢合格率達到100%。鞍鋼通過采用最經(jīng)濟的生產(chǎn)工藝路線生產(chǎn)，為用戶節(jié)省了產(chǎn)品的采購成本，受到了用戶的好評。
鞍鋼的集裝箱船用高性能、高質(zhì)量鋼材的大批量生產(chǎn)，有力地支持了中國造船業(yè)的發(fā)展，對國民經(jīng)濟的發(fā)展起到了促進作用。與此同時，鞍鋼與中船重工、中船工業(yè)等國內(nèi)造船企業(yè)建立了長期穩(wěn)定合作關(guān)系，形成了戰(zhàn)略聯(lián)盟，為船廠提升國際競爭力提供了保障。鞍鋼在海洋裝備用高端金屬材料領(lǐng)域的新突破，為實現(xiàn)國家建設(shè)海洋強國、發(fā)展藍海經(jīng)濟戰(zhàn)略目標(biāo)做出了貢獻。
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