“钢中之王”国产高端轴承钢是这样炼成的

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  三伏天,江阴市,长江边,出厂的轴承钢从码头上船,先到上海的港口,然后坐海轮去欧洲。它们通常从意大利威尼斯或拉斯佩齐亚港口被卸下再辗转到法国的轴承加工厂;有时也会去到比利时安特卫普港,再被运到德国的轴承制造厂。目前,全球顶级轴承制造商都在选用中国这家特钢企业——中信泰富特钢集团旗下江阴兴澄特钢生产的轴承钢。
  轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢,被称为“钢中之王”。它用于制造机械设备中最核心的零部件,服役条件恶劣,除了要承受长时间的高速运转和各种挤压应力外,还要耐摩擦、耐超高温等。
  这就要求轴承钢具有高而均匀的硬度和耐磨性,以及高的弹性极限。好的轴承离不开好的轴承钢,轴承制造和轴承钢的生产能力及质量,直接影响着一个国家制造业和工业化发展水平。
  我国已成为轴承钢生产大国。特钢协36家企业的统计数据显示,2017年我国主要优特钢企业轴承钢的粗钢产量为301.46万吨,其中兴澄特钢、新冶钢和本钢特钢分别位居轴承钢产量前三位,占国内轴承钢总产量的51%。
  兴澄特钢总工程师许晓红告诉记者,中国不仅造得出高端轴承钢,而且早就在国际市场闯出了名堂。“我们去年生产轴承钢96.5万吨,有63万吨都供应给瑞典SKF、德国SCHAEFFLER、日本NSK、NTN等世界知名轴承企业。”他说,兴澄特钢的轴承钢已连续8年位列世界轴承钢产销量第一。
  把好质量控制“N道关”
  轴承钢是钢铁生产中要求最严的钢种之一。“对化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都非常高。”兴澄特钢研究院黄镇介绍,评价轴承钢质量的关键指标是材料的纯净度和均匀性,纯净度影响轴承的疲劳寿命,均匀性影响轴承热处理后的变形、组织均匀性。
  氧含量越低,氧化物夹杂越少纯净度越高,轴承钢的疲劳寿命就越长,因此要降低钢中的氧含量;有害元素在钢中形成多棱角的夹杂物,容易引起局部应力集中,产生疲劳裂纹,因此要严格控制有害元素产生的夹杂物。
  目前,兴澄轴承钢氧含量控制在≤5ppm的世界先進水平,掌握了内在质量控制的核心技术。“质量是过程控制生产出来的,并不是检验挑选出来的。”兴澄特钢—直保持着这样的理念,在生产过程控制上做足了工夫。
  在浇注过程中,兴澄使用独特的中间包感应加热系统。“中间包内钢液低温浇注且波动小,这样就大大避免了钢中各组成元素在结晶时分布不均匀。我们掌握了这种轴承钢浇注的核心技术。”黄镇说。
  到轧钢阶段,使用表面火焰清理,可将钢坯表面进行清理,就像刨黄瓜一样把钢坯表面清理干净。这种将缺陷清除、确保钢材表面质量的核心技术,也在兴澄的掌握之中。
  瞄准国际市场“打天下”
  “我们拥有先进装备,更具有世界领先的冶金理念和方法。”许晓红说,从20年前被兴澄派到欧洲学习炼钢技术开始,他的眼光就聚焦到国际层面,这些年来—直在和世界一流的同行“较劲”。
  他拿出长期跟踪的兴澄轴承钢疲劳寿命与同行之间比较的图表,记者看到,2009年兴澄轴承钢的疲劳寿命与日本代表钢厂处于同等水平;现在兴澄的水平已超过日本的企业。他说,日本用户也做了类似的跟踪评价,结论也是兴澄高端轴承钢的水平超过了日本钢厂。
  “我们与德国用户合作开发纯净轴承钢,在2016年为其提供了样品,经过两年的检测及疲劳寿命测试,兴澄连铸轴承钢的疲劳寿命达到1150小时是欧洲轴承钢的2.5倍。”许晓红认为,对于轴承,材料检测仅是—方面,轴承疲劳测试才是关键。兴澄特别重视与国际上的行业领头羊进行研发合作,通过不断提升疲劳寿命,开发高端领域用途的轴承钢。
  英国剑桥大学、钢铁研究总院、北京科技大学、洛阳轴承研究所等国内外知名科研院所都是兴澄的合作伙伴。许晓红表示,愿意与更多科研院所合作,利用兴澄现有的市场影响力,加速科研成果的转化与应用。
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