山钢日照全规格镍系钢打破国外垄断
直抵-196℃极寒,护航能源储运
2月6日,山东钢铁集团日照有限公司中厚板厂的生产车间内,火红的钢坯在轧机间穿行,一块块通红的钢板正经过精密轧制,逐渐淬炼成能在零下101℃至零下196℃的超低温极寒环境中保持韧性的“钢铁铠甲”。
这些钢材是储存和运输液化天然气(LNG)不可或缺的核心材料。天然气在常温下是气体,为了便于远洋运输和规模化储存,需要将其冷却至零下162℃使之液化,体积将缩小约600倍。要盛装这种超低温液体,必须使用含镍的特殊钢材,业内称之为镍系钢。
“要确保钢材在极寒条件下保持强韧性,必须实现钢水‘超纯净’冶炼,对杂质含量的控制近乎苛刻。”山钢日照中厚板厂副厂长乔松说,“五毫米薄规格钢板的组织性能均匀性保证、窄厚度公差控制、不平度控制等技术指标,更是全球行业内公认的技术高地。”
过去,这种关键材料长期依赖进口,价格昂贵且受制于人。为了实现国产化替代,山钢日照组建由钢铁研究院、炼钢厂、中厚板厂、制造部等部门骨干组成的攻关团队。
“攻关初期,团队连续三个月扎根生产一线,处处都是‘卡脖子’的地方,全流程工艺全得靠自己一点点试出来,”山钢研究院中厚板产品研究所主任师、研发负责人郝燕森回忆攻坚岁月时这样说,“从炼钢、连铸、轧制到热处理,我们开发了专用于低温镍系钢生产制备的全套工艺技术,历经百十轮次试验,2020年上半年终于完成全流程国产化攻关,当产品通过最严苛的国际认证时,我们觉得所有的付出都值了。”
如今,山钢日照的镍系钢产品谱系已经实现了“全系列、全覆盖、高精度”,产品涵盖9Ni、7Ni、5.5Ni等不同镍含量等级。这些数字代表钢材中镍的百分比,镍含量越高,耐低温性能越强。厚度上,生产能力覆盖5毫米至50毫米,满足LNG储运装备的全规格需求。特别是在薄宽规格钢板制造方面,山钢日照已达到世界领先水平,可将厚度公差稳定控制在正负0.05毫米以内。
随着技术突破,镍系钢价格较早期大幅下降。更重要的是,薄规格产品的应用让储罐制造更轻盈、更安全。“以前储罐多用6毫米及以上厚度的钢板,现在可以用5毫米规格替代,更薄的钢板意味着更轻的重量,整体重量减轻不仅降低材料成本,还让储罐重心更低,就像人蹲着比站着稳当,安全性也提高了。”郝燕森形象地解释道。
这种技术优势在重大工程中得到充分验证。在千里之外的珠海LNG接收站,白色巨型储罐巍然矗立,罐内储存着保障区域能源供应的液化天然气。这是目前全球单体最大的27万立方米LNG储罐项目,其储罐内壁全部约3000吨镍系钢均来自山钢日照。得益于薄规格产品的应用,该储罐内壁减重最高达37%。从生产到交付仅三个月,这批钢板便组装成相当于20层楼高的巨型“保温杯”,稳稳守护着南海之滨的能源“粮仓”。
除了陆地储罐,山钢日照生产的镍系钢还用于制造运输LNG的专用船舶。相比传统运输方式,LNG船能在海上长距离运送超低温天然气,连接起全球能源贸易网络。截至目前,山钢高端镍系钢已累计供货近三万吨,应用于多个国家级能源项目,创造产值近七亿元,有力支撑了国家能源储运产业链的安全稳定。
2025年,山钢日照全规格镍系钢产品入选“山东省十大科技创新成果”。但这不是技术攻坚的终点,郝燕森告诉记者,“中国是个贫镍国家,镍矿主要依赖进口,这就是潜在的‘卡脖子’风险,下一代产品要向更低镍含量进军。”山钢日照团队正研发更低镍含量的产品,力争用更少的镍资源达到更优的性能,既降低制造成本,又减少对外依赖,为国家能源储运安全提供更坚实的保障。
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