第02版:经济时政

博士创新站“扎”进产线 赋能钢企绿色升级

唐山东华钢铁热连轧车间工作人员在更换轧辊。 本报记者 吴新光 摄

□本报记者 吴新光 通讯员 卜建设 王美姣

9月16日,唐山东华钢铁企业集团有限公司(以下简称“唐山东华钢铁”)热连轧车间,热浪扑面。1450mm热连轧产线上,带钢犹如一条奔涌的“火龙”呼啸而过。

北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心研究员、博士生导师崔衡站在连铸机前,盯着显示器液面曲线,扭头问:“田部长,拉速再涨0.1米/分钟,液面能不能稳住?”

唐山东华钢铁技术部部长田鹏递过参数记录:“崔老师,铸坯边部凹陷发生率虽然比攻关前降了71.88%,但这批出口冷轧基板的板坯质量,还得再盯紧点。”

“对,数据从产线来,还得回到产线去。”崔衡抹了把额头的汗,笑了。

这样的对话,近一年来经常出现在唐山东华钢铁生产现场。自从多了“唐山东华钢铁企业集团有限公司博士创新站领衔博士”这个身份,崔衡往产线跑得更勤了。

高端制造、新能源、航天航空等产业快速发展,传统钢材在强度、耐腐蚀性、轻量化等指标上,越来越难满足新兴应用场景。田鹏说,为满足市场对高品质、差异化材料需求,提升核心竞争力和可持续发展能力,唐山东华钢铁根据1450mm热连轧产线实际,计划开发高强度耐候钢、低合金高强结构钢、高强汽车大梁钢及高品质冷成形用钢等。

可新品种一上马,工艺难题就“堵”在连铸工序:铸坯表面纵裂纹、角部横裂纹、边部凹陷;钢中夹杂物尤其是大型夹杂物难以有效去除。“这些问题不解决,金属收得率会降,工人劳动强度会增,下游质量异议风险会升,经济效益也会受影响。”田鹏眉头紧锁。

转机出现在2025年9月。唐山东华钢铁获批河北省博士创新站。河北省科协、唐山市科协当起“科技红娘”,把北京科技大学崔衡博士团队和唐山东华钢铁拉到一起。

崔衡的研究方向正是高品质钢冶炼技术,核心是“低杂质、低夹杂、成分均匀”的洁净钢生产,以及铸坯质量控制、冶金过程模拟仿真。

北京科技大学下设钢铁共性技术协同创新中心、高效轧制与智能制造国家工程研究中心、国家板带生产先进装备工程技术研究中心等国家级创新基地,在洁净钢冶炼、高性能材料研发、微合金化、控轧控冷,以及夹杂物控制、冶金过程模拟、连铸坯质量控制等方面积累了大量经验。

企业有生产场景,高校有科研成果,双方一拍即合。

“企业转炉都是100多吨的大炉子,冶炼没有小试场景,每次实验试错成本太高;高校有小中频炉,几十公斤,成本低,可在实验室里调配成分配比。”田鹏说,博士团队从炼钢开始全程跟踪,提供成分体系,看生产缺陷,帮着分析问题,多次摸索,不断优化新品种生产工艺。

依托博士创新站,崔衡博士团队围绕板坯连铸过程流场优化与铸坯质量提升开展联合攻关。他们坚持“找问题、析机理、提方案、促应用”,对炼钢—连铸全过程系统优化。结晶器内钢水流动状态直接影响铸坯表面质量。团队结合唐山东华钢铁结晶器结构特征,采用物理模拟与数值模拟相结合的方法,对钢水流动、传热及凝固行为系统评价,深入研究拉速、浸入式水口倾角、浸入深度及冷却参数等影响规律。通过创新浸入式水口结构、优化连铸工艺参数,钢水流动更稳,凝固坯壳温度和厚度更均匀,铸坯边部凹陷发生率降低71.88%;通过夹杂物溯源分析和连铸过程钢液流场研究,创新控流结构,铸坯夹杂物数量降低42.8%,实现高拉速下高质量板坯稳定生产。

“过去是出了问题再救火,现在是博士团队和我们一起找病根。”田鹏感慨。崔衡接过话:“高校科研成果不能锁在抽屉里,必须到生产线上验证。”

一项项来自现场的技术突破,让产学研深度融合看得见、摸得着。唐山东华钢铁与北京科技大学建立长期稳定合作机制,实现企业技术需求与高校科研资源精准匹配,形成“企业提出问题、博士团队攻关、成果服务生产”的创新模式。

品种钢开发也在提速。基于高强减薄、以热代冷、绿色环保原则,结合热轧产线实际和市场需求,博士团队产品开发从初拟的四大系列逐渐拓展到七大系列:高强度耐候钢、低合金高强结构钢、高强汽车大梁钢、高品质冷成形用钢、光伏支架专用钢、高性能焊瓶钢、中高碳工具钢。

耐候钢通过添加铜、磷、铬、镍等合金元素形成致密保护性锈层,实现“以锈防腐”,免涂装、低维护、长寿命,已从桥梁、建筑立面延伸到海上风电塔筒、光伏支架、环保设备。高强汽车大梁钢则通过优化氧化铁皮结构、微合金复合强化大幅改善性能,实现高强减薄、轻量化减重,广泛应用于汽车纵梁、横梁,并向高强车厢底板、挂车立柱和侧板等拓展。此外,家电内衬板、家电背板、汽车酸洗结构钢、家具内饰用钢等高品质薄规格酸洗板和冷成形钢,都在一次次试制中逐渐清晰。

田鹏表示,下一步,唐山东华钢铁博士创新站将继续围绕钢铁行业绿色低碳发展需求,深化与北京科技大学等高校科研团队合作,持续推进冶金流程优化、钢材质量提升、智能制造等方向技术创新,加快科技成果转化应用,为河北钢铁产业高端化、绿色化、智能化贡献更多科技力量。

2026-10-15 2 2 河北经济日报 con200568.html 1 博士创新站“扎”进产线 赋能钢企绿色升级