海洋对人类社会生存和发展具有重要意义。习近平总书记强调,建设海洋强国是实现中华民族伟大复兴的重大战略任务。沙钢始终以“钢铁报国”的胸怀,与国家战略同频共振,勇做民族钢铁工业的先行者,以“百年沙钢”奉献国家与社会,致力于为船舶及海洋工程制造行业提供最具价值的钢铁材料和工业服务解决方案。
目前,沙钢船舶及海洋工程用钢已形成超高强海工钢、集装箱船用止裂钢、液化气船用低温钢等多个产品体系,产品强度等级实现235-690MPa全覆盖,韧性等级最高至-196℃,满足欧、美等国际多项标准要求。其中,高韧性高强度船体结构用钢FH36应用于世界最大的首座全自动深海半潜式“智能渔场”——“OCEAN FARM 1”(海洋渔场1号);超高强调质海工钢DNV E690应用于国内自升式风电安装船桩腿和升降机制造,打破国外垄断;“国顺”和“国信”号两座JU2000E型自升式海上钻井平台所用的超高强海工钢全部由沙钢供货;独家供货1800吨9Ni钢用于建造的全球最大C型LNG燃料罐;LPG船用VL 4-4低温钢用于40000立方米大型双燃料LPG/LNH3船建造等。
再续中国“船”说
近年来,海上物资运输量的不断增加带动了集装箱船不断向大型化方向发展,而船用止裂钢是保障大型集装箱船船体结构安全、抵抗大型脆性裂纹传播、防止灾难性事故发生的关键材料,是船舶用钢中技术要求最高的钢种。在要求钢板具有大厚度的同时,必须具备高强度、高低温韧性、高应变性、高止裂韧性和良好的焊接性能及加工性能,对生产装备和技术要求极高,生产难度极大,目前国内仅有极少数企业能够生产。
沙钢研产销团队紧密跟踪航运行业发展新变化及造船用户新需求,及时开展大型集装箱用止裂钢的研发试制和船级社认证,并大力推进工程应用。2022年,沙钢100mm厚EH40 BCA2和EH47 BCA2级止裂钢通过国际主流权威船级社认证,成为国内为数不多获得100mm厚BCA2止裂韧性级止裂钢认证证书的企业。
2023年8月,扬子船业集团新造的15000TEU大型集装箱船“ONE FRONTIER”在青岛港首航,标志着沙钢船用止裂钢在大型集装箱船上的应用再次创出新业绩。据了解,“ONE FRONTIER”轮总长366米,相当于5架A380客机的总和,型宽51米,型深30.2米,结构吃水16.0米,甲板面积相当于3个标准的足球场,最高处接近24层大楼的高度,是扬子船业集团新扬子造船建造的七艘15000TEU系列船中第四艘,也是新扬子造船建成的最大箱位集装箱船。
目前,沙钢已累计生产船用止裂钢15000多吨,凭借良好的综合力学性能和极高的钢板平直度,产品成功应用于国内多艘15000-16000TEU型集装箱船,为我国船舶行业的高质量发展贡献了沙钢力量。
建功海上“巨无霸”
2023年5月,随着全球最大24000TEU级超大型集装箱船系列3号船“地中海 吉玛”(MSC GEMMA)号在中船长兴造船基地命名交付,标志着“沙钢造”再次建功海上“巨无霸”,沙钢11.5万吨船板钢成功应用于该系列船只建造。“地中海 吉玛”(MSC GEMMA)号总长399.99米,比目前世界上最大的航母还长60多米;型宽61.5米,甲板面积近似于4个标准足球场;型深33.2米,最大堆箱层数可达25层,相当于22层楼的高度,可承载24万多吨货物,一次可装载24116只标准集装箱,是名副其实的海上“巨无霸”和“超级带货王”。
沙钢船板钢具有良好的冶金质量、低元素控制、深低温冲击韧性和高焊接效率等性能优势。针对不同的船体用钢特点,沙钢船板钢采用微合金成分和TMCP及热处理生产工艺,现已实现高性能船舶及海洋工程用钢的大批量稳定生产,F690-Z35及以下钢级通过ABS、BV、CCS、RS等十国船级社认证,典型产品有船用低温韧性钢LTFH40-Z35、大型集装箱船用止裂钢EH47BCACOD-Z35、海洋工程用钢FQ70-Z35、船用低温韧性钢9Ni-Z35等。
助建海上“大风车”
近年来,我国海上风电快速发展,装机规模持续保持世界领先水平。随着海上风电项目布局的加快和对海域环境的不断探索,海上风电产业逐渐向大功率、深远海挺进,我国已形成了完整的具有领先水平和全球竞争力的海上风电产业链和供应链。目前全球市场上,60%的风电设备都来自中国。
作为海上风电基础材料之一,风电塔筒用钢不仅要求钢板具有高强度、强低温韧性、强抗断裂能力,而且要具备良好的焊接性能和表面质量。沙钢风塔钢采用洁净钢冶炼技术、TMCP工艺生产,具有性能稳定,板形、表面质量、成型性及焊接性能优异等特点,并形成了国标GB/ T1591、欧标EN10025、船级社牌号等多个系列产品的生产能力,产品成功应用于国内离岸距离最远的海上风电场——江苏大丰海上风电项目、国内单体容量最大的海上风电场——阳江南鹏岛海上风电项目等重大工程,供货总量超30万吨。
2023年7月,随着全球首台16兆瓦海上风电机组在福建海上风电场的成功吊装,标志着风电机组即将进入并网前的调试及试验阶段,沙钢超5万吨风塔钢在该项目的成功应用,再一次彰显了“沙钢造”的绿色担当。16兆瓦海上风电机组项目建成投产后将成为全球已投产的最大海上风电机组,实现我国海上风电在高端装备制造能力、深远海海上风电施工能力上的新突破,推动适合我国海域的深远海大功率风电装备产业化,提升我国海上风电装备可靠性及低成本双目标的并行实现,促进我国风电产业规模化和可持续发展。同时,将有效降低海上风电项目度电成本、提高项目收益率,进一步促进我国海上风电产业可持续发展,助推我国“十四五”期间海上风电进入平价时代,支撑我国能源结构清洁化转型和能源消费革命。
联合攻克“卡脖子”难关
沙钢与江苏科技大学联合研发的“可超大热输入焊接的高端船板钢研发及应用”研究成果通过中国钢铁工业协会鉴定,整体达到国际先进水平、部分技术达到国际领先水平。
常规钢板在大热输入焊接时,存在热影响区组织恶化、强韧性下降、焊接裂纹敏感性增大等问题。为了提高焊接效率、降低建造成本,大热输入焊接技术在海上浮式储卸油船(FPSO)和集装箱船等高端船舶制造业中获得了越来越多的应用。因此,开发应用可大热输入焊接的高端钢板,成为国内外钢铁业界的重要课题。2012年以来,沙钢集团与江苏科技大学提出了“钢板 焊材 焊接工艺”一体化技术路线,突破了300千焦/厘米以上超大热输入可焊钢板的低温韧性控制技术,研发出700千焦/厘米级超大热输入可焊的系列船板钢、配套焊材及高性能焊接工艺技术,并通过DNV船级社认证,解决了船舶高效建造用关键材料的“卡脖子”技术难题,填补了国内外空白,满足了国家重大工程急需。
目前,沙钢在300千焦/厘米大热输入可焊钢方面处于国内领先地位,市场占有率超过65%。近年来,沙钢为中国船舶集团有限公司旗下上海外高桥造船有限公司建造的世界最大FPSO供应了3万多吨大热输入可焊钢。此外,沙钢还为中国船舶集团旗下广船国际有限公司建造的华南地区首批16000TEU超大型双燃料集装箱船提供了首批EH40钢板。沙钢提供的耐超大焊接热输入高端船板钢,在700千焦/厘米超大热输入焊接时焊接接头仍可保证低温韧性和优异的强度,是全国首个通过船级社认证并实际应用的700千焦/厘米级超大焊接热输入高端船板钢产品。外高桥造船和广船国际等船厂反映,采用沙钢耐超大焊接热输入船板钢产品,焊接接头性能稳定,焊接效率可提升20倍以上,经济效益显著。
“家族”再添新成员
2023年6月,随着新一批“欧标海工钢”成功下线并交付客户,沙钢S420G2 M、S420G2 QT系列产品累计供货量达到1万余吨,标志着企业高端船舶及海洋工程用钢“家族”再添新成员。
与普通海工钢相比,“欧标海工钢”拥有更高的技术要求,需要更优越的可焊性、高断裂韧性、耐高温回火和低应变时效敏感性。经国内权威机构检测,沙钢“欧标海工钢”无论小能量还是大能量焊接都不会对钢板本身造成不利影响,产品在长时间高温状态下保持了优异的强韧性,在产生大的变形且长期暴露在自然环境中时依然保持了性能稳定。最重要的是,“新成员”具备了“高断裂韧性”的强大优势,即在钢板受外力产生缺陷时能够产生塑性变形而吸附能量,使之不会沿缺陷继续扩张、造成构件失效。据悉,沙钢批量供货后客户反馈良好,目前正在进行新订单的生产。
未来展望
下一步,沙钢将紧盯国际前沿技术,进一步加大高端、特种船舶及海洋工程用钢研究和开发力度,推动沙钢产品和市场竞争力不断提升。(马远 刘芷宁)