吳建常：促進我國高品質特殊鋼產業發展
大家好!今天能夠參加由中國金屬學會特殊鋼分會尊龍國際舉辦的2012年全國電渣冶金學術年會，我非常高興。特別是在鋼鐵工業需要調整結構、國家提出了促進高品質特殊鋼發展之機，召開這次會議有很重要的意義。
電渣冶金作為特種冶金學科的主要分支，是生產高品質特殊鋼的重要手段。由于電渣產品潔凈度高、成分均勻、組織致密，性能優異，長期以來為我國的國民經濟建設，尤其為國家重大裝備、重大工程、國防國防和航天航空的發展和建設做出了重要貢獻。
1952年前蘇聯烏克蘭巴頓電焊研究所米多瓦爾院士在實驗室試制第一個電渣重熔不銹鋼鋼錠，意味著電渣冶金技術的誕生，距今正好是60周年。1962年5月，朱覺、屠寶洪、傅杰、印祥麟等指導北京帶鋼廠及北京鋼絲廠分別建成了300kg單相雙自耗電極串聯有襯電渣爐和120kg三相有襯電渣爐，實現了液態金屬電渣冶金技術工業化，今年又是液態金屬電渣冶金技術工業化50周年。
今天，本次學術會議特別邀請了烏克蘭巴頓電焊研究所電渣研究中心主任，列夫·米多瓦爾教授，也就是發明電渣重熔技術的鮑里斯·米多瓦爾院士的兒子。另外，作為液態金屬電渣冶金技術的發明者之一的傅杰教授以及參與第一臺200噸世界最大電渣爐技術開發的劉海洪教授也出席了本次學術年會。這些學者的參會使得本次會議具有特別的意義。還有我們全國特殊鋼企業、重型機械企業以及從事電渣冶金研發的科研單位和大學等幾十個單位的代表參加本次會議，我們共同回顧半個多世紀以來電渣冶金技術的發展歷史，共同研討今后的發展方向，我們感到非常榮幸，意義非同尋常。
在這里，我想談幾點自己的感想。
1、電渣冶金為我國國民經濟和國防建設做出巨大貢獻
1958年12月9日冶金部建筑研究院電渣組將鐵合金粉末涂在碳鋼棒上作自耗電極，用高爐風管(銅制)作水冷結晶器，冶煉出合金工具鋼，這是我國電渣冶金的首個試驗研究。1959年11月北京鋼鐵學院朱覺教授率電冶金師生與冶金建筑研究院電渣實驗室合作，采用電渣重熔法，研制成功航空軸承鋼。1960年北京鋼鐵學院(現北京科技大學)與北京鋼廠合作，在學院內冶金廠建成了我國第一臺容量為150kg工業性電渣重熔爐，生產了航空滾珠鋼、無釩高速鋼等。1960年5月，當時的冶金部在北京鋼鐵學院召開了全國現場會，推廣電渣重熔工藝。會后，冶金部建筑研究院電渣冶金研究組曾樂、李正邦等赴重慶二鋼，北京鋼鐵學院朱覺、傅杰、劉海洪等赴大冶鋼廠等單位，推廣電渣重熔技術，分別幫助重慶二鋼、大冶鋼廠、大連鋼廠、撫順鋼廠、上鋼五廠、上海重型機器廠建立電渣重熔車間，使我國在電渣重熔技術方面于1960年實現了工業化。2010年是我國電渣重熔技術工業化50周年。
1960年底，北京鋼鐵學院朱覺、傅杰在北京量具刃具廠發明了單相雙自耗電極串聯有襯電渣爐；1961年初發明了三相有襯電渣爐，4月由北京市委冶金組下設的電渣組組長屠寶洪主持，在北京量具刃具廠一召開了有襯電渣爐北京市現場會議，予以推廣；1961年2、3季度到1962年5月，朱覺、屠寶洪、傅杰、印祥麟等指導北京帶鋼廠及北京鋼絲廠分別建成了300kg單相雙自耗電極串聯有襯電渣爐和120kg三相有襯電渣爐，實現了液態金屬電渣冶金技術工業化，2012年是液態金屬電渣冶金技術工業化50周年。
半個多世紀以來，我國大多數特殊鋼廠基本均建有電渣車間。生產的品種涵蓋合金結構鋼、工具鋼、模具鋼、耐熱鋼、不銹鋼、軸承鋼、超高強度鋼、高溫合金、耐蝕合金、電熱合金、精密合金等大部分鋼種和合金。生產的鋼錠重量從幾十公斤到目前最大的幾百噸。電渣冶金工藝從電渣重熔發展到電渣熔鑄、電渣液態澆注和電渣熱封頂等多種形式。電渣產品應用到國民經濟的許多領域，包括鐵路、航空航天、武器裝備、火電、水電、核電、石油、化工、機械等，小到儀器儀表的精密零件、大到上百噸的汽輪機轉子均有電渣的產品。我國電渣產品形成了自己的特色。例如，我國的鐵路軸承全部要求采用電渣重熔工藝生產，高品質的模具鋼和高速工具鋼也基本采用電渣工藝生產，冷軋輥用鋼、汽輪機葉片、高壓鍋爐管和鎳基合金等產品采用電渣工藝生產也逐漸成為冶金工作者的共識。電渣熔鑄水輪機導葉和葉片也成為我國的特色產品，應用到三峽工程等許多國內外水電機組中。
電渣生產不僅僅局限于特殊鋼企業，我國的機械制造行業也廣泛采用電渣技術生產大型鍛件用鋼錠。據估計，我國目前有電渣爐上千臺，年生產能力超過200萬噸。東北特鋼集團、寶鋼特材公司、攀長鋼、西寧特鋼、新冶鋼、太鋼和中原特鋼等是我國特鋼企業中電渣鋼生產的骨干企業。上重在上世紀80年代初就裝備了最大的200噸大型電渣爐。中鋼邢機已成為我國最大冷軋輥電渣鋼的生產基地，通裕重工己成為我國民營企業大型電渣產品的代表。在高速鋼生產中，在河冶科技率先采用電渣技術之后，以天工集團為代表的我國一大批民營企業普遍采用小型電渣爐生產，重量以幾十公斤到幾百公斤為主，電渣車間爐子數量從十幾臺到幾十臺不等。在模具鋼領域，除了上述骨干特鋼企業外，由多達上百家的民營企業采用電渣重熔工藝生產各類模具鋼。
我國是繼前蘇聯第二個開發電渣冶金技術的國家。在過去的半個多世紀中，我國電渣冶金工作者在幾代人的努力下，有許多自己獨立的創造和發明，為世界電渣技術的發展做出了重要貢獻。例如，傅杰和李正邦兩位教授提出的電渣重熔過程夾雜物去除機理被國際電渣冶金界所普遍接受；姜興渭教授提出的電渣重熔工藝參數優化匹配方法在國內大多數電渣鋼生產企業的實際生產中得到普遍應用；我國最早發明和應用了有襯電渣爐煉鋼技術；李正邦等開發的電渣熔鑄渦輪盤技術獲國家發明獎；沈陽鑄造所開發了電渣熔鑄水輪機葉片和導葉技術在國內外許多水電機組中得到應用；1981年我國建成了世界最大的200噸大型電渣爐，等等。
目前，我國是電渣爐數量最多、電渣鋼產量最大、電渣鋼應用最普及的國家。電渣冶金技術總體上處于國際領先水平。
2、電渣冶金技術近年來有了新的快速發展
在國際上從上世紀80年代起就開始開發和應用第二代電渣冶金技術，而我國則是最近十幾年開始開發和應用新一代技術。第二代電渣冶金技術的主要特征是：
(1)保護氣氛電渣重熔。第一代電渣重熔是在大氣下進行的，大氣中的氧、氮、水汽會不同程度地對重熔鋼液產生污染，降低鋼的潔凈度。
(2)以同軸導電設計的電渣爐短網結構，可以有效地降低短網的電損耗，提高爐子的功率因素和降低電耗。
(3)以電極稱重傳感器為基礎的電極熔化速度控制系統，可以精確控制電渣鋼錠的凝固質量，顯著提高產品質量的穩定性。
(4)以導電結晶器和液面檢測技術為基礎的半連續和連續電渣重熔技術，可以實現半連續的電渣長錠生產，甚至加上切割裝置后實現電渣連鑄技術。另外，如果采用T型帶內模的導電結晶器，可以實現電渣重熔空心錠的生產。
(5)以導電結晶器和液面控制技術為基礎的電渣液態澆注技術，可以生產復合軋輥、電渣澆注實心鋼錠和空心鋼錠。
(6)電渣爐和電渣產品的大型化
在國際上烏克蘭、德國、奧地利和美國是第二代電渣重熔技術引領者。在西方發達國家，近十年新建的電渣爐普遍采用了保護氣氛、同軸導電和熔速控制等新技術。奧地利因泰克(INTECO)公司還發明了快速電渣重熔技術，可以實現連續化生產。烏克蘭巴頓電焊研究所發明了基于導電結晶器的電渣液態澆注技術，實現了電渣液態澆注復合軋輥技術的工業化。
電渣爐和電渣產品的大型化是電渣技術的重要發展趨勢。火電、核電和石化等裝備的大型化和高參數化使得大型鍛件的重量不斷提高，而且品種呈高合金化趨勢，普通的真空澆注方法無法避免合金成分的偏析和嚴重的鑄造缺陷，鍛造用大型電渣鋼錠的需求不斷增加。我國于1980年創建的一臺世界上最大的200t級電渣爐，為秦山核電站提供了一系列大鍛件，為我國核電的自主化發展做出了重大貢獻。發達國家也紛紛建造100噸以上的大型電渣爐，國外最大的電渣爐位于意大利，達250噸，己于201 1年投產。
我國電渣冶金技術在最近幾年中也有了新的發展。國內引進同軸導電和熔速控制的電渣爐最早是北滿特鋼的10噸爐，1980年從德國進口。上世紀90年代中期開始中鋼邢機、寶鋼特鋼和內蒙古北方重工分別從美國康薩克公司引進了4臺15-20噸的電渣爐。而將保護氣氛、同軸導電和熔速控制為一體的電渣爐是從本世紀開始的。寶鋼最早從德國ALD引進5噸保護氣氛電渣爐用于高溫合金等高端品種的生產，效果顯著。后來，奧地利因泰克公司與東北大學合作為新冶鋼建成了16噸保護氣氛電渣爐，使得冶鋼的電渣產品質量有了顯著提高。最近東北特鋼在大連和撫順基地引進了5臺保護氣氛電渣爐，最大的電渣爐噸位是100噸，是國內引進的最大電渣爐。
在吸收國外先進電渣技術的基礎上，通過自主創新，國內東北大學、鋼鐵冶金總院和北京科技大學等單位與企業合作在第二代電渣冶金技術開發方面也取得了明顯的進步。2008年寶鋼與東北大學等單位合作建成了4臺20噸同軸導電與熔速控制為一體的電渣爐。此后，東北大學先后為臺灣中鋼常州精材公司、寶鋼特鋼、河鋼研究院等單位建成了集保護氣氛、熔速控制和同軸導電為一體的4臺新型電渣爐。鋼鐵研究總院也開發了保護氣氛電渣爐技術。
2007年開始，東北大學為興澄特鋼和邢鋼開發了半連續的抽錠式電渣爐，在國內首次采用T型導電結晶器技術，生產出來長6米的方坯和圓坯，最大直徑達到600mm。從2006年開始，東北大學與烏克蘭巴頓電焊研究所合作，為舞鋼建成了世界上最大的板坯電渣爐3臺，公稱容量40噸，最大錠達到49噸。為武鋼集團鄂鋼公司建成了2臺22噸的抽錠式板坯電渣爐，最大寬度為2米，最大錠高為4米。在烏克蘭專家的指導下，東北大學為攀長鋼設計了一臺25噸的空心管坯電渣爐，最大外徑達1100mm，長度可達6米。同時，可生產最大直徑為1100mm實心鋼錠。該電渣爐采用了同軸導電布置、T型導電結晶器、雙電源和液面控制等先進技術，目前已投入生產。
在大型電渣爐方面，我國一重建成了120噸的大型電渣爐，采用與上重相似的三個單相變壓器六電極的方式，上重建成了450噸的大型電渣爐。最近，在山東瑪努爾和浙江電渣核材有限公司分別建成了80噸和130噸的三相電渣爐，主要用于核電主管道的生產。
在液態電渣技術方面，傅杰教授團隊進行了帶導電結晶器的水平電渣液態澆注板坯的試驗。東北大學進行了帶導電結晶器的垂直液態電渣澆注的工業試驗，最大結晶器直徑為1000mm。這些試驗取得階段性成果。
3、我國電渣冶金產業迎來了新的發展機遇
盡管全球經濟不景氣，我國鋼鐵工業面臨很大的經濟困難，但是高品質特殊鋼無論是國家政策還是市場需求均是積極的，電渣鋼生產將迎來新的發展機遇。
我國政府十分重視特殊鋼行業的發展，2010年《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》將高品質特殊鋼列為積極發展的一類先進材料。《國家“十二五’’科學和技術發展規劃》將高品質特殊鋼列為產業關鍵技術攻關示范重點，指出要“突破高品質特殊鋼的超潔凈、高均質、細晶化等關鍵技術，研發超超臨界火電機組用鋼、重大裝備用軸承鋼、新一代核電用鋼、超低鐵損高硅電工鋼、高耐磨與高速工具鋼等特殊鋼材料，實現特殊鋼產品生產高效化、減量化和綠色化，滿足高速鐵路、新能源、核電等國家重大工程需求，形成若干條特色專業化生產線”。工信部發布的《鋼鐵工業“十二五”發展規劃》在重點領域和任務條款中，突出了產品升級，明確了下游行業主要用鋼材產品升級的方向，包括建筑業、機械行業、造船業、汽車業、家電業、電力業主要用鋼材產品升級的方向。促進特鋼品質全面升級、支持特鋼企業兼并重組，增強特鋼企業的引領作用，鼓勵特鋼地企業走“專、精、特、新”的發展道路，促進特鋼企業技術進步和產品升級換代，開發低碳節能環保型鋼材以及重大裝備制造所需的高性能特殊鋼，明確了特殊鋼發展重點、技術改造重點。在國家發改委公布的2011年產業指導調整目錄的鋼鐵一欄中列出了“4．先進壓水堆核電管、百萬千瓦火電鍋爐管、耐蝕耐壓耐溫油井管、耐腐蝕航空管、高耐腐蝕化工管生產；5．高性能、高質量及升級換代鋼材產品技術開發與應用。包括600兆帕級及以上高強度汽車板、油氣輸送高性能管線鋼、高強度船舶用寬厚板、海洋工程用鋼、420兆帕級及以上建筑和橋梁等結構用中厚板、高速重載鐵路用鋼、低鐵損高磁感硅鋼、耐腐蝕耐磨損鋼材、節約合金資源不銹鋼(現代鐵素體不銹鋼、雙相不銹鋼、含氮不銹鋼)、高性能基礎件(高性能齒輪、12.9級及以上螺栓、高強度彈簧、長壽命軸承等)用特殊鋼棒線材、高品質特鋼鍛軋材(工模具鋼、不銹鋼、機械用鋼等)等”。在工信部頒布的“新材料產業“十二五”發展規劃”在高性能鋼鐵材料專項工程中提出了以下發展規劃：
工程目標：到2015年，形成年產高品質鋼800萬噸的生產能力，基本滿足核電、高速鐵路等國家重點工程以及船舶及海洋工程、汽車、電力等行業對高性能鋼材的需要。
主要內容：組織開發具有高強、耐蝕、延壽等綜合性能好的高品質鋼材。重點推進核電壓力容器大鍛件508—3系列、蒸汽發生器690傳熱管、AP1000整體鍛造主管道316LN等關鍵鋼種的研發生產，實現核電鋼成套供應能力。提升超超臨界鍋爐大口徑厚壁無縫管生產水平，形成年產50萬噸生產能力。加快開發船用特種耐蝕鋼和耐蝕鋼管，分別形成年產100萬噸和10萬噸生產能力。開發高速鐵路車輪、車軸、軸承等關鍵鋼材，形成年產5萬套生產能力。開發長壽命齒輪鋼、螺栓鋼、磨具鋼、彈簧鋼、軸承鋼和高速鋼等基礎零件用鋼，形成年產300萬噸生產能力。開展DPT、TRIP、熱成形、第三代汽車鋼、TWIP等高強汽車板生產和應用示范，形成年產300萬噸生產能力。大力實施非晶帶材、高磁感取向硅鋼等應用示范。而且在附件的具體目錄中多項產品明確采用電渣重熔工藝生產。
近年來，我國雖然己在特殊鋼開發方面取得了一系列進展。如自主開發出高質量軸承鋼、汽車用彈簧鋼、不銹鋼、火電用小口徑高壓鍋爐管、葉片鋼、高性能模具鋼和工具鋼等，從而部分改變了我國特殊鋼生產的落后局面；然而，我國鋼材生產的產品多以中、低端為主，大量國民經濟與國防事業發展所需的關鍵的高檔特殊鋼尚十分缺乏，不能滿足國民經濟和制造業發展的需求；高品質特殊鋼的技術開發也仍以跟蹤仿制國外技術為主，整個行業的自主創新能力相對薄弱。而且生產制造過程中資源、能源消耗高，環境污染嚴重，與目前國家倡地導的建設節約型社會和可持續發展的思想相違背；另外，冶金材料業和裝備制造業的發展缺乏有效融合，嚴重制約了后者的快速發展。“十二五”期間，我國將在資源、能源、交通和海洋工程等領域部署一系列重大工程項目，在軍工領域同樣有著宏偉的目標，這些對特殊鋼提出了前所未有的重大需求和技術挑戰。因此，實施自主創新戰略，研發我國重大工程與重大裝備包括國防軍工所需的關鍵特殊鋼材料已刻不容緩。
因此，電渣冶金作為高品質特殊鋼的主要手段之一，迎來新的發展機遇。
4、我國電渣冶金今后的努力方向
我國電渣冶金產業雖然取得了很大的成就，但是發展還不平衡，尤其是產品質量和穩定性方面與國際先進水平仍有較大差距，經濟效益有待提高，高品質產品仍需努力。為此，我提出以下幾點建議：
(1)積極推進電渣裝備和工藝的技術改造，在引進消化國外先進設備和工藝技術的基礎上，實現第二代電渣爐裝備的國產化，使電渣生產設備和工藝適應高品質特殊鋼生產的要求，特別是產品質量的穩定性。因為我國絕大部分電渣爐設備仍然停留在上世紀60—70年代的水平，技術改造刻不容緩。
(2)加強百噸級電渣爐設備和工藝的基礎研究和技術攻關，使之真正能夠生產出高質量的鍛造用特大型鋼錠。近幾年，我國不少企業對建設百噸級電渣爐熱情很高，已經建成百噸級電渣爐已有5臺，正在建設或即將建設的百噸級電渣爐估計有6—8臺。但是，設備和產品大型化后會帶來一系列新的技術問題，特別是大尺寸鋼錠的凝固質量和成分控制已成為超大型電渣鋼錠的技術瓶頸。另外，要加強市場調研，我國的大型電渣爐總產能將超過國外電渣爐總和，市場是否真正需求是多少，也是大家需要值得思考的重要問題。
(3)進一步開發新的電渣工藝技術和裝備是提高企業創新能力的重要措施。電渣重熔空心錠、電渣重熔大型板坯、電渣重熔雙金屬汽輪機轉子、電渣連鑄技術，電渣液態澆注板坯、空心錠和大型鋼錠，電渣重熔有色金屬，以及電渣熔鑄技術等將是今后的發展方向。
(4)加強“政、產、學、研、用”合作，在政府的支持和扶持下，企業要主動與科研單位、院校和用戶加強技術合作和協同創新，建立技術創新聯盟，將科技成果盡快轉化為生產力。
同志們，本次大會云集了國內外許多著名學者，尤其是老一代電渣冶金工作者以及世界電渣冶金技術的發源地一一烏克蘭科學院巴頓電焊研究所的專家。大家在此共同慶祝電渣重熔技術誕辰六十周年和液態金屬電渣技術工業化五十周年，回顧歷史，交流最新的電渣冶金技術，展望今后的發展，意義非常重大。我們相信通過這次會議的召開將促進我國電渣冶金技術的進一步發展，為我國特殊鋼材料的發展做出更大的貢獻。
預祝大會取得圓滿成功!祝各位代表生活愉快，身體健康!
謝謝大家！
（中鋼協）
