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在(zai)第十二(er)屆中國國際光熱(re)大會(hui)暨CSPPLAZA年會(hui)上，酒泉鋼鐵(tie)（集團）有(you)限責任公司不銹鋼研(yan)究所劉天增發表了關于酒鋼高溫熔鹽儲罐(guan)用鋼及下一代研(yan)發進展的主題報告，系統介紹(shao)了酒鋼在(zai)該領域的技術突(tu)破與產業實踐。

圖：劉天增

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多元化鋼鐵巨頭的技術積淀

酒鋼始(shi)建(jian)于1958年(nian)，作為西北(bei)地區建(jian)設最早、規模最大(da)的(de)多元(yuan)化國有(you)(you)全資企(qi)業集(ji)團，已形(xing)成鋼鐵、有(you)(you)色、電力能源等六(liu)大(da)產(chan)業板塊。其下屬(shu)宏興鋼鐵股份(fen)公司擁(yong)有(you)(you)嘉峪(yu)關本部、蘭(lan)州榆中兩大(da)生產(chan)基地，具備年(nian)產(chan)粗(cu)鋼1105萬噸(dun)（含不銹鋼120萬噸(dun)）的(de)能力，2000年(nian)在上(shang)海證券交易所上(shang)市(shi)。

在不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)領域(yu)，酒鋼(gang)(gang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)分(fen)公司是國(guo)內(nei)第三家擁有從煉(lian)鋼(gang)(gang)、熱(re)軋(ya)到冷軋(ya)完整配套的全流(liu)程不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)企業，現已形成120萬(wan)噸板坯、110萬(wan)噸熱(re)軋(ya)黑卷、100萬(wan)噸不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)熱(re)軋(ya)酸洗(xi)產(chan)(chan)品(pin)(pin)、60萬(wan)噸不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)冷軋(ya)酸洗(xi)產(chan)(chan)品(pin)(pin)和(he)15萬(wan)噸不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)厚(hou)板產(chan)(chan)品(pin)(pin)的生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)能(neng)力。產(chan)(chan)品(pin)(pin)通過(guo)歐盟(meng)PED4.3認證并取(qu)得(de)中(zhong)國(guo)、挪(nuo)威、德國(guo)、法國(guo)、英國(guo)船級(ji)(ji)社生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)資(zi)質，成為中(zhong)核、中(zhong)石油(you)、中(zhong)石化、中(zhong)海油(you)一級(ji)(ji)合格供(gong)應(ying)商。

酒鋼(gang)(gang)(gang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)覆蓋鐵素體(ti)、馬氏體(ti)、雙相鋼(gang)(gang)(gang)、奧氏體(ti)四大系列，應(ying)用(yong)場景廣(guang)泛：430鐵素體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)成為宜家餐廚具(ju)專供產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)，此外還長期穩定(ding)供貨于(yu)小天鵝、海爾、老板、美的等知(zhi)名品(pin)(pin)牌家電(dian)制造(zao)；奧氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)方面(mian)，酒鋼(gang)(gang)(gang)347H產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)在600℃/120h硝酸熔鹽中比國(guo)外同類產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)具(ju)有更低的腐蝕速率，廣(guang)泛用(yong)于(yu)電(dian)站、鍋爐(lu)、爐(lu)窯、化工等行(xing)業領域；雙相鋼(gang)(gang)(gang)2205全面(mian)供應(ying)白鶴灘水電(dian)站，超級雙相2507具(ju)備全規格生產(chan)(chan)(chan)能力，屬(shu)于(yu)國(guo)內領先(xian)水平(ping)；核用(yong)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)方面(mian)，QA1級核電(dian)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)料供貨量達1.5萬噸，特別是(shi)酒鋼(gang)(gang)(gang)研發的第四代鈉(na)冷快堆用(yong)316H不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)已應(ying)用(yong)于(yu)國(guo)家重點(dian)工程福建霞浦600MW示范快堆項目，破解了“卡脖(bo)子”難題。

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酒鋼347H不銹鋼：熔鹽儲罐用鋼的標桿產品

劉(liu)天增重點闡(chan)述了酒鋼(gang)347H奧(ao)氏體耐熱不銹鋼(gang)的研發與應用成果。該產品嚴格遵(zun)循ASTM A240標準，通過優化成分(fen)控(kong)制(zhi)，將硫含量降至0.001%以下。對比(bi)分(fen)析國(guo)外夾雜物(wu)類型及數(shu)量，酒鋼(gang)夾雜物(wu)控(kong)制(zhi)較國(guo)外產品更優。

在性能(neng)表現上，酒鋼347H產(chan)品展現出(chu)卓越的力學性能(neng)：室溫下抗拉(la)強度達608MPa，屈服強度265MPa，斷后伸長率52%；593℃高溫環境下，屈服強度146.5MPa、抗拉(la)強度385MPa，遠(yuan)超行業137MPa和280MPa的要求。

高溫蠕(ru)變(bian)性能方(fang)面，與北京(jing)科技大學合作的蠕(ru)變(bian)試驗顯示，593℃時母材(cai)蠕(ru)變(bian)極(ji)限74MPa，焊縫71MPa，意味(wei)著(zhu)酒鋼產品滿足(zu)可長期在(zai)565℃（熱）范圍內穩定使用，同時具備最(zui)低不(bu)小于70MPa應力水平行業要(yao)求條件。

圖：酒鋼347H室溫力學性(xing)能標準(zhun)要求

圖：酒鋼347H高溫(wen)力(li)學性能(neng)要求(qiu)

高溫持久性能是材料選用(yong)及(ji)零部件(jian)設計(ji)的主要依據(ju)，由于光熱熔(rong)鹽儲(chu)罐的設計(ji)壽命一般(ban)為10萬小時以(yi)上，在這種情況下，等得到實驗數據(ju)后再進行設計(ji)是不現實的。因此(ci)，工程中一般(ban)采用(yong)加速實驗的方法。

測試結果顯示，溫度(du)為(wei)(wei)593℃時(shi)，焊(han)縫(feng)的(de)(de)m值(zhi)較(jiao)低，表明焊(han)縫(feng)在蠕變過程中(zhong)蠕變損傷的(de)(de)積累較(jiao)少(shao)，從而(er)具(ju)有較(jiao)高的(de)(de)蠕變強(qiang)度(du)和(he)延展。通過數據擬合，采(cai)用外推法確定了593-693℃下(xia)的(de)(de)持(chi)久(jiu)強(qiang)度(du)。593℃時(shi)，在10? h時(shi)間內，母材的(de)(de)持(chi)久(jiu)強(qiang)度(du)為(wei)(wei)147.3Mpa，持(chi)久(jiu)強(qiang)度(du)隨(sui)(sui)溫度(du)升高而(er)下(xia)降(jiang)。593℃時(shi)，焊(han)縫(feng)的(de)(de)持(chi)久(jiu)強(qiang)度(du)為(wei)(wei)更高，而(er)隨(sui)(sui)著(zhu)溫度(du)的(de)(de)升高，焊(han)縫(feng)的(de)(de)持(chi)久(jiu)強(qiang)度(du)下(xia)降(jiang)更快(kuai)，693℃時(shi)，持(chi)久(jiu)強(qiang)度(du)低于母材。

表(biao)：持久壽命-施加應力(li)擬合數據

周(zhou)疲(pi)勞性(xing)能(neng)方面，通過國合通測(ce)檢測(ce)的低周(zhou)疲(pi)勞性(xing)能(neng)顯示，最大應變為0.20%的酒鋼347H樣品(pin)可承受(shou)166087次循環(huan)測(ce)試，為儲罐設計(ji)提供了關鍵(jian)數(shu)據支撐。

光熱發電/熔鹽儲熱領(ling)域最關注的熔鹽腐蝕性能(neng)則是酒鋼(gang)347H產品(pin)的核心優(you)勢，測試(shi)結果顯示，其在565℃硝酸(suan)熔鹽環境中，1000小(xiao)時腐蝕速率低于(yu)0.01mm/a，優(you)于(yu)國外同類產品(pin)。

圖：酒(jiu)鋼(gang)347H產(chan)品熔(rong)鹽腐蝕性能(neng)測試

目前，酒鋼347H產品已成功應用于(yu)玉門新奧“光熱儲能+光伏+風電(dian)”項(xiang)目等(deng)10余個重(zhong)點工(gong)程，累(lei)計(ji)供貨超(chao)6180噸。

其中(zhong)，中(zhong)核玉門熔鹽儲罐項目于2024年(nian)6月投入使用并(bing)成功并(bing)網發電，標(biao)志(zhi)著國(guo)產熔鹽儲罐用鋼的(de)成熟應用。

圖：酒(jiu)鋼供貨的(de)中核玉門熔鹽儲(chu)罐

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下一代熔鹽儲罐用鋼：高鋁310S的技術突破

面對第三代光熱電站(zhan)對550-750℃高溫儲熱介(jie)質的(de)需求，劉天(tian)增透露了酒鋼的(de)相關研發進(jin)展，主要研發方向為(wei)：1、材料改進(jin)，如合金優化(hua)和表面防護(hu)；2、凈化(hua)熔鹽、加Mg作為(wei)緩(huan)蝕劑等。

針對現有316L、310S不銹(xiu)鋼在氯鹽環境中(zhong)腐蝕速率過高(gao)（分(fen)別達1.5-2.5mm/a和(he)0.8-1.2mm/a）的問題，酒(jiu)鋼通過添加Al元素改性(xing)，成功開(kai)發出高(gao)鋁改性(xing)310S不銹(xiu)鋼。

研(yan)究表明，鋁元素(su)的加入(ru)(ru)可顯著(zhu)改善耐(nai)蝕性(xing)：2.0Al型號在700℃氯鹽(yan)（NaCl-KCl-MgCl?）中，年腐蝕速率(lv)降至0.206mm/a，較低鋁型號（0.289mm/a）降低28.7%。其核心(xin)機(ji)制(zhi)是形成(cheng)致密Al2O3保(bao)護(hu)層(ceng)及Ni?Al界面層(ceng)，有效(xiao)阻擋腐蝕介質侵(qin)入(ru)(ru)。

圖：含Al的310S不銹鋼在(zai)700℃氯鹽(yan)中的年腐蝕速率：

(a)總圖(tu)(b)現場生產低鋁(lv)(c)0.5Al(d)2.0Al

在(zai)力(li)學性能方(fang)面，高鋁(lv)310S呈現強度與(yu)塑性的平衡(heng)：2Al樣(yang)品強度高于0.5Al型號，且在(zai)700℃時(shi)延伸率顯著提升(sheng)。微觀組(zu)織分析(xi)顯示，隨(sui)鋁(lv)含(han)量增加，奧氏體基(ji)體中析(xi)出相(xiang)增多，鐵(tie)素體含(han)量上(shang)升(sheng)，形成(cheng)強化機(ji)制。

劉(liu)天增(zeng)表示，酒(jiu)鋼未來將持續推進合(he)金優(you)化(hua)與表面防護(hu)技術研發，致力(li)(li)于(yu)為第三代(dai)光熱電站提(ti)供更高性能、更低成(cheng)本的儲熱用鋼解(jie)決(jue)方案，助力(li)(li)全球新(xin)能源產業(ye)發展。

注(zhu)：如(ru)需進一步了解酒鋼(gang)產品或洽談合作(zuo)，可與CSPPLAZA工作(zuo)人員(yuan)聯系13261472218（微信同(tong)號）。