攻坚克难,共创佳绩 ——上善院4N项目组展现上善院团队精神
多年来,国内电解铁的供应一直被日本、德国等发达国家垄断。我国陆续地开展了电解铁实验室研究,取得了一些认识,但是没有形成规模化制备4N级及以上电解铁生产的成套技术。
2019年起至今,上海大学、河北龙凤山铸业有限公司、上海大学(浙江)高端装备基础件材料研究院(简称上善院)等单位在河北省科技项目的支持下开展了联合攻关,自主研发设计了电解纯铁制备生产线,成功研发出系列高超纯铁电解制备生产技术。“电解法规模制备4N级高纯铁实现国产化”成功入选2023年世界钢铁工业十大技术要闻。
项目研究初期,新技术需要攻关、新材料需要试验,数不清的任务压在项目组团队身上。为了保质保量完成任务,上善院4N项目组成员刘腾轼、王博、曹鑫、张迪等人团结协作,全力以赴投入到工作中。
01 实验室电解铁制备
短短两个月内在实验室中进行了不同电解工艺参数(电流密度、pH值、电解液离子溶度等)组合的试验,每日进行会议,讨论实验方案,确定工艺参数,针对每次获得的电解铁产品进行分析,找出存在的问题和不足,不断改进工艺参数,逐渐获得纯度越来越高的电解铁,最终成功制备出表面完整、厚度均匀且纯度3N级以上电解铁。
02 电解铁中试线设计
自主设计了电解铁中试产线,调研设备厂商,与合作单位共同进行中试线设备采购与安装。搭建好中试实验平台后,不断调试整条生产线,成员们时刻坚守在实验现场,随时应对解决电解过程中出现的一切问题,并和合作单位互相配合,一起探讨生产线中需要改进的地方。
03 4N级电解纯铁的产业化制备
坚守龙凤山中试产线,日夜不停地制备电解铁,根据每次电解得到的产品,继续增添实验设备,不断完善实验需要的条件,进行了数轮电解铁制备,全元素电解铁纯度从2N到4N,一步一个脚印,调整溶液配比,变换工艺参数,设备改造升级,最终稳定化生产了4N级以上电解铁。
04 4N级电解铁的应用
为促进电解铁的应用,以龙凤山中试产4N级电解铁为原料,采用双真空冶炼,成功制备出了高纯净度300M钢,检测其O含量低于8ppm,S含量低于10ppm,P含量低于20ppm,抗拉强度可达到2030MPa,且延伸率达13.5%以上。
最终,在上善院4N项目组成员以及所有合作单位参与人员的共同努力下,通过实验室电解制备、电解中试线设计和电解制备纯铁中试等一系列科研和设备创新,成功研发出了系列高纯铁电解制备生产技术。实现包含气体元素在内的全元素含量检测的3N级电解铁的低成本制备、4N级电解纯铁的产业化制备和4N级纯铁的低氧化制备技术。