高品质特殊钢绿色高效电渣重熔关键技术的开发和应用

我国是钢铁大国，但一直面临产能过剩、能耗高、污染大等一系列重大问题，处于金字塔尖的高端特殊钢严重依赖进口。电渣重熔是生产高端特殊钢的主要手段，其产品应用于高端装备制造领域。传统电渣重熔技术存在耗能高、氟污染重、效率低、产品质量差等问题，大单重厚板和百吨级电渣锭无法满足高端装备的需求，严重制约我国重大工程和重大装备的建设。

研究人员突破传统的电渣重熔概念，对经典理论有了新的认识和发展，取得多项开拓性成果，构建了全参数过程稳定的洁净化理论和超快冷和最佳熔速下的浅平熔池均质化控制理论，研发了多项关键技术和装备，技术和产品优于同类进口产品水平。取得了如下创新和技术进展：

（1）首次发现了渣系与能耗的内在关系，率先开发了低氟节能环保型预熔渣并在行业推广，节电300kWh/t以上；创新研发了碱法干湿双联高效除氟技术，除氟后废气中氟化物<1mg/Nm3，达到国际最高环保标准。

（2）集成创新了电渣钢高洁净度、成分和组织高均匀性的成套工艺技术与装备。首次提出含氟渣系氢渗透率测定方法和衡量指数、渣金间铝钛分配定量关系和夹杂物溶解机理，率先开发了预熔渣、氧含量在线监测与控制、电极动态称量与熔速精准控制、电流摆动电极插入深度控制等核心技术与装备，解决了电渣钢增氢和增氧、高温合金铝钛烧损以及大型电渣锭偏析严重的世界性难题。

（3）创新形成了特厚板坯和特大型钢锭电渣重熔技术。集成了低频供电、双极串联、气氛保护、电极称重、多锥度结晶器提升连续抽锭、液位检测、二次冷却等关键技术的成套特厚板坯电渣重熔新技术，制备了世界之最厚度950mm和单重53吨的电渣扁锭。集成了三相三电极中点平衡法、梯度冷却结晶器、气雾强化冷却等核心技术的特大型钢锭电渣重熔技术，成功制备出世界首套AP1000核电主管道用百吨级的电渣锭。

▲全密闭可控气氛电渣重熔关键技术装备

（4）基于双极串联、T型导电结晶器和电流信号液面检测技术，创新集成了半连续电渣重熔实心和空心钢锭的成套技术及装备。生产效率提高60%，成材率提高10%，能耗降低30%。

结语

成果推广到宝武特冶、东北特钢、中信泰富、舞阳钢铁、通裕重工等60多家企业的325台成套装备中，市场占有率61%。特厚板成功应用于世界最大单机容量的乌东德、白鹤滩水电站等百万千瓦巨型水轮发电机组和C919大飞机用8万吨模锻压机支座；护环锻件用于制造600-1000MW以上大容量发电机护环，打破了国外垄断；制备出世界首套AP1000核电主管道用百吨级钢锭，填补了国际空白。满足了我国大飞机、第三代核电、超超临界火电、超大型水电和大型风电等对“卡脖子”高端材料的急需。

▲ 舞阳钢铁半连续电渣重熔装备、生产、铸锭及产品