主轴轴承是风电机组的核心部件,面临着复杂多变的载荷环境,其可靠性和精度要求极高,设计寿命更是需要长达25年以上。由于这种轴承壁厚、强度要求高,具有高韧性、耐疲劳等特点,生产技术难度大,国产化率不到30%,大部分依赖进口。随着近年来风电行业的快速发展,市场对主轴轴承的需求越来越大,于是研发风电主轴轴承钢,推进风电机组主轴轴承国产化,成为国内特钢企业的重要攻关方向。

马钢过去主要生产风电偏航轴承、变桨轴承用钢。2023年,马钢组建研发、生产、制造、营销等联合攻关组,展开了艰难的研发之旅。立足马钢特钢特色工艺条件,攻关团队决定尝试采取全新的工艺——使用连铸圆坯作为原材料。这无疑是一个大胆的决定,因为当时市面上包括国外大多数厂商风电主轴轴承都在使用钢锭或电渣锭作为原料。

为了满足主轴承钢高强韧且强度衰减低的特殊要求,马钢团队在实验室里反复开展材料性能模拟计算,迭代验证优化成分配比,模拟客户锻造及热处理工艺,不断摸索最佳成分和工艺参数。那段时间,大家几乎天天泡在实验室里,解剖样品,摸索工艺,模拟客户的工况,为产品生产及客户应用积累了大量数据。如何将实验室研究应用于工业大生产?怎样才能采用连铸工艺生产出全新成分体系、高均质化的大直径连铸圆坯?面对接踵而来的难题,为了保障高质量铸坯生产,马钢团队随即开展过热度、拉速等工艺优化,在火热的连铸机旁手持测温仪检测铸坯在不同拉矫机的温度,为连铸工艺调整提供实时数据。功夫不负有心人。2023年7月,马钢首批采用连铸圆坯生产的高品质风电机组主轴轴承钢,顺利通过国内头部风电制造企业认证。

通过认证后,客户又向马钢团队提出了新的需求——风电机组在海上等低温环境下使用时,需要极高的低温韧性,相关材料必须达到零下40摄氏度的耐低温标准。面对新挑战,马钢风电机组主轴轴承钢研发团队并没有退缩。他们与特钢生产团队紧密合作,不断实验,优化夹杂物、提高纯净度、优化生产工艺。经过无数次的尝试,终于找到了解决方案,使最终产品的耐低温性能得到了明显提升。然而,客户在应用过程中又发现产品韧性存在波动。团队随即对产品生产、客户应用全流程关键点精心系统梳理,发现新成分体系的大直径铸坯直接热态退火比缓冷及缓冷后退火的质量更好,于是通过合理优化退火的温度和时间,消除了低温韧性波动的问题,最终达到了客户的要求。

即便已经通过客户认证并稳定供货,马钢研发团队仍然不断优化生产参数。历经数轮艰苦攻关,他们又相继破解了主轴轴承用钢高韧性和强度衰减难题,攻克了大直径连铸坯均质化难题,掌握了连铸工艺生产高强韧高疲劳寿命主轴轴承钢成分理性设计及制造关键技术,并申报发明专利4项,认定技术秘密3项。目前,马钢已跻身国内风电主轴轴承钢重要供应商。今年上半年,已经为高端用户稳定供货相关产品5000吨左右。

◆沙钢全面启动碳管理体系建设

当前,全国碳市场的行业覆盖范围不断扩大,钢铁、水泥等行业纳入已然是大势所趋。为进一步增强企业碳管理能力,积极主动应对未来可能面临的机遇和挑战,9月2日,沙钢召开专题会议,全面启动碳管理体系建设。  沙钢碳管理体系建设主要围绕碳排放、碳资产、碳中和、碳交易四大子模块展开,计划通过产品生命周期的碳排放分析、制定合理的双碳目标和实施路径等一系列扎实举措,推动企业在碳减排方面的资源投入与产出能够以资产的形式量化显现,并沿着温室气体戒排与增除的最佳途径早日实现“零”碳目标,更深层次、更加全面地打造绿色、低碳沙钢。

沙钢集团公司常务执行董事、副总裁,沙钢钢铁有限公司董事长陈少慧指出,碳管理体系建设与公司现有质量、能源等管理体系一体联动,各相关部门要从“碳足迹”的维度进一步加强数据管理,将生产过程中的相关数据纳入公司集中承载平台,并通过全面、精确的检测保障数据质量,切实把碳管理与常规工作有机融合,推动体系建设合规、有序、做实、做好。

此次启动会后,沙钢将邀请专业机构建立项目组,就现阶段碳排放水平、能源管理水平、低碳环保及能源发展规划、现有管理体系等进行深度调研。同时,成立碳管理体系实施工作组,协同推进管理手册、各程序文件、各类作业指导书、管理制度文件和记录文件等体系文件编制,并在试运行中不断评审、改进、完善,从而提高企业实现“双碳”目标能力和“碳”竞争力,努力塑造发展新优势。