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钢-钛共线短流程制备技术

[ 信息发布:本站 | 发布时间:2026-10-22 | 浏览:3 ]
“钢-钛共线短流程制备技术”是近年来我国钛产业的一项重大颠覆性创新,它打破了传统钛材制备的繁琐模式,被视为破解钛板带材生产难题的重要突破口。该技术于2026年荣获我国冶金行业最高科学技术奖——“冶金科学技术奖”特等奖。
以下为您详细梳理该技术的核心内容、创新成果及产业价值:

一、 研发背景与核心技术理念

长期以来,我国钛板带材产业面临制造成本高、规格不全、高端产品依赖进口等难题。传统的钛材制备模式通常需要“两次以上VAR熔炼+多火次锻造+多火次轧制”,流程长且成本高昂。
“钢-钛共线短流程制备技术”由中国宝武集团联合新疆湘润新材料、洛阳船舶材料研究所、上海交通大学等十余家单位,历经15年攻关研发。其核心理念是依托成熟的钢铁产线进行适配性改造,通过工艺创新实现钛合金的规模化、低成本量产。

二、 核心工艺与创新成果

该技术打通了从熔炼到冷轧的全流程短路径,主要取得了以下三大环节的创新突破:
1. 熔炼环节:高均质大规格铸锭直轧技术


  • 创新工艺:采用电子束冷床炉(EB)熔炼,首创“一炉双锭”结构设计,并建立了元素挥发率精准预测模型(准确率达98%)1。此外,还开发了“真空自耗炉(VAR)预合金化 + EB熔炼成锭”的双联工艺,兼具成分均匀与纯净化优势3。
  • 突破指标:突破了传统无法直轧的瓶颈,实现EB铸锭单重最大16t、宽2250mm、厚350mm。同时,返回料(废料)添加比例超过65%,最高可达100%,大幅降低了原料成本。


2. 热轧环节:一火次免锻直轧技术


  • 创新工艺:基于钢铁产线改造,采用“高温β相区开轧、双相区终轧”技术路线,并配合新建电加热炉实现板坯温度均匀性±5℃。
  • 突破指标:打破了传统“多火次锻造”模式,实现宽厚板一火成材。成材率由90%提高至97%,可稳定生产厚度6-150mm、最宽4400mm的宽厚板,以及厚度2.5-12mm的热轧卷材。


3. 冷轧环节:高精度宽幅冷轧技术


  • 创新工艺:开发钢钛共线“小压下量、低张力、低轧制速度”工艺,并采用轧辊激光毛化及控轧控温“双控”工艺,攻克了氧化色、麻点等表面缺陷。
  • 突破指标:实现0.3mm薄带材厚度精度±3μm,以及最薄0.1mm、最宽1000mm的高品质极薄带稳定生产,成材率达90%以上。


三、 产业价值与应用前景

这项技术的成功应用,为我国钛产业带来了显著的经济与战略效益:


  • 降本增效:通过“一次免锻直轧”等工艺,使整体制程缩短,制造成本降低20%以上,生产效率提升30%。
  • 全规格覆盖:实现了超宽幅钛合金宽厚板、薄规格宽幅热轧卷、宽幅冷轧带卷和极薄带的全规格稳定生产,补齐了国内钛材全品类生产短板。
  • 高端应用落地:研发量产的舰船用钛合金宽厚板、氢燃料电池双极板精密钛材、3C领域精密钛带等战略产品,已成功通过头部用户认证,有力保障了国家重大工程关键材料的自主可控。


目前,宝武集团等龙头企业已初步形成低成本、全规格、高品质的钛材量产体系,并正依托跨主体协同模式,推动该技术向更大规模产业化迈进。