“如何在不銹鋼中，將氮元素含量提高到2000ppm以上？”“這項技術的難點在于怎樣通過合金成分優化和工藝管控等措施，保證氮元素能夠固溶穩定在不銹鋼中……”走進青拓集團研究院會議室，大家正熱火朝天地圍繞不銹鋼新材料領域的高端技術課題展開“頭腦風暴”。
這樣的場景，在青拓集團研究院幾乎每天都會上演。從這里碰撞出的創新成果，被廣泛應用于福安灣塢不銹鋼新材料產業園內的各企業生產線上，助力福安不銹鋼新材料產業向高端、綠色方向發展。今年1—7月份，福安市不銹鋼制造業總產值達1259.49億元，同比增長11.2%。
樹立冶煉新標桿
樹起全球不銹鋼冶煉成本新標桿的生產線，到底長啥樣？
步入青拓鎳業煉鋼車間，生產線上，機器轟鳴、熱浪升騰，一爐爐鎳鐵水經過AOD爐與LF爐冶煉后，經由連鑄機軋制，變成一條條火紅透亮的不銹鋼板坯。
該條產線運用的，便是青拓集團首創的“鉻鎳系不銹鋼RKEF-AOD雙聯法冶煉工藝”，該工藝于上月獲中國鋼鐵行業科學技術獎——冶金科學技術獎一等獎。
“過去，鎳鐵和不銹鋼生產兩大工藝流程各自獨立，紅土鎳礦經礦熱爐冶煉的鎳鐵水需先澆鑄成鎳鐵塊，再在電弧爐進行二次熔化，導致冶煉工序能耗高、成本高?！鼻嗤丶瘓F研究院主任工程師孔慶毛介紹。
為何不將兩道工序合為一體？“雖然只是把兩道工序串聯起來，但實踐中還是有很多技術難點需要攻克。”孔慶毛舉例說，紅土鎳礦品位復雜，難以精準控制AOD所需鎳含量；礦熱爐爐襯易受侵蝕，壽命只有1~3年……
自2008年落戶灣塢半島開始，青拓集團便著手“撮合”這兩道不銹鋼冶煉工序。但彼時，國內外不銹鋼冶煉工序并沒有成熟的經驗可供借鑒。針對技術難點，青拓集團下大力氣開展技術攻關，研究配碳與礦熱爐冶煉鎳含量的對應關系，開發動態柔性配碳技術及相應模型管理系統，實現鎳含量的動態精準控制；研發渣熔點動態調控工藝，通過精準掛渣，將礦熱爐壽命提升到10年以上……
隨著一系列技術成果落地，兩道工序成功“牽手”。2010年，RKEF-AOD不銹鋼生產線在青拓集團誕生，實現了鎳鐵水100%熱送。2014年，《一種采用RKEF與AOD爐雙聯法冶煉不銹鋼的工藝》獲國家專利授權。
“這里顯示的是車間的兩條產線，一條是方坯連鑄機，一條是板坯連鑄機，應用RKEF-AOD雙聯法冶煉工藝后，生產的板坯、方坯直接熱送到加熱爐，熱量得到充分利用，能耗也有效降低?！痹谇嗤劓嚇I有限公司煉鋼車間控制室，指著控制屏幕，煉鋼部副部長周小明向記者介紹。
據了解，鉻鎳系不銹鋼RKEF-AOD雙聯法冶煉工藝流程，每噸可節電580千瓦時，工序成本降低330元以上，綜合煉鋼成本降幅超30%。“近三年，該工藝為集團節約超上億千瓦時的用電量，節能減排量達30多萬噸?！笨讘c毛介紹。
工藝上新，讓青拓集團一躍成為不銹鋼行業翹楚。RKEF-AOD雙聯法新工藝不僅在國內開花，還被推廣至印尼，年產量超過400萬噸。
拓寬市場新空間
一片不銹鋼的應用有多廣泛？
家電、廚衛制品、電梯面板、軌道交通……不銹鋼的身影出現在生活的方方面面。相關數據顯示，2023年我國不銹鋼產量3600多萬噸，占全球產量62%左右，其中以304為代表的鉻鎳不銹鋼占比超過50%。
“鉻鎳不銹鋼的特點是鎳含量高。長期以來，我國鎳資源依賴進口，這成為不銹鋼生產‘卡脖子’問題，導致不銹鋼生產成本居高不下?！笨讘c毛介紹。
2018年以前，市場上304不銹鋼價格高，但屈服強度低，如用于承載結構件就需要增厚，成本和碳排放均較高。美標201和國內201不銹鋼屈服強度較高，但耐蝕性差，使用壽命短。
成本低、強度高、耐蝕性好的不銹鋼既是市場空白，也是發展機遇?！翱梢哉f，誰先將新產品投入市場，誰就掌握了‘印鈔機’?！鼻嗤匮芯吭嘿|量管理部部長石顯云說。
抓住機遇、填補空白。一場圍繞不銹鋼生產技術革新的攻關，在青拓集團展開了。
“不銹鋼性能由各合金比例決定，要降低不銹鋼的生產成本，就得降低鎳的含量，我們嘗試用氮來代替鎳的部分功能?！笨讘c毛介紹，由于氮含量難于精準控制，鑄坯表面易出現氮氣孔、表面凹陷、帶鋼邊裂等問題，隨著氮含量增加，下游客戶加工不銹鋼也遇到難題。
第一爐試制失敗，100多萬元打了水漂。但技術攀高的決心，并未動搖。
派駐技術人員到一線緊盯生產、安排技術人員到終端跟蹤使用效果，瞄準生產問題與用戶反饋，研究人員靶向發力，最終開發出AOD精準吹氬控氮模型，精準控制鋼液氮含量；研發含氮高強不銹鋼專用保護渣等，形成冶煉—連鑄—熱軋—退火—酸洗的全流程一貫制制造技術集成，攻克鑄坯表面氣孔和凹陷、熱軋帶鋼邊裂、表面脫皮缺陷等技術難題。
2018年，青拓集團全球首發資源節約型高耐蝕不銹鋼QN1803?！霸摦a品的面世改寫了全球幾十年來節鎳奧氏體不銹鋼耐蝕性無法達到鉻鎳不銹鋼水平的歷史，鎳含量下降60%，材料強度提高30%，成本降低20%?！笨讘c毛說。
“從0到1、從弱到強，只因為我們專注創新?！鼻嗤丶瘓F行政部副總經理劉永清說。
“雙碳”背景下，不銹鋼領域迎來了新的發展機遇。談到不銹鋼產品發展前景，劉永清充滿信心：“不銹鋼產品具有低碳屬性，它的應用領域十分廣泛。相信隨著越來越多企業進行低碳轉型，公司的各種新型不銹鋼產品會迎來更廣闊的市場空間。”
