首钢海上风电用钢助力绿色能源发展
近日，由首钢京唐公司供货的国内首艘多功能海上风电工艺驳船正式交付使用。至此，首钢海上风电用钢实现了在海上风电基础、海上风电升压站及海上风电安装船的全覆盖应用，为国家绿色能源开发利用，推动碳达峰碳中和贡献了首钢力量。
海上风电作为可再生能源开发的重要方向之一，已成为全球新能源开发的热点，我国海岸线总长超过3.2万公里，开发海上风电具备得天独厚的条件。但海上风电装备服役环境恶劣，承受的载荷复杂多变，同时随着海上风电向大型化、远海化及高效制造的方向发展，要求海上风电用钢需具备大单重特厚、高韧性及良好焊接适应性等综合性能。为使首钢产品满足上述品质要求，技术研究院联合京唐公司制造部、技术中心、中厚板事业部、钢轧部以及股份营销中心成立了“产、销、研”联合攻关团队，开展海上风电用钢的生产工艺及用户服务技术研究。
传统海上风电用钢采用正火状态交货，存在交货周期长、生产成本高、钢板焊接性差等问题。为了解决这些不足，研发团队提出了采用TMCP工艺替换正火工艺生产海上风电用钢的解决思路。通过采用分厚度梯度的成分及工艺设计原理，团队成功解决了TMCP态大厚度钢板心部组织粗大的问题，实现了-40℃最大厚度100毫米钢板心部低温韧性的稳定控制，与传统工艺相比，生产周期缩短15天，碳当量降低22%，实现了海上风电用钢的高效生产与制造。相关产品通过了CCS、LR、DNVGL等八国船级社认证，为首钢海上风电用钢的推广提供了权威认证支撑，极大提升了首钢产品的市场竞争力。
海上风塔基础部分在服役过程中容易在缺陷处萌生疲劳裂纹，对海上风电装备的安全性构成极大威胁，因此保证大厚度钢板的内部质量对海上风塔服役安全至关重要。研发团队采用超声检测技术表征了钢板内缺陷的形貌，并对缺陷形成机理进行分析，在充分研究各项生产工艺对钢板内部缺陷的影响规律后，制定了十余项涉及炼钢、连铸、轧制及热处理的全流程优化措施，实现了最大单重28吨、最大厚度150毫米海上风电用钢的开发，产品内部质量批量稳定满足国标I级探伤要求，打造并巩固了首钢海上风电用钢特厚、大单重的品牌优势。
海上风电导管架式塔筒合拢时，由于焊前预热条件较差，在传统成分体系及焊接工艺下，焊缝容易出现裂纹，将严重影响焊接质量及工期进度，因此海上风电用钢的焊接加工适应性一直备受用户关注。产品研发团队联合用户技术服务团队，依托刘宏技能大师工作室，通过低冷裂纹敏感指数的母材成分设计手段和配套焊接技术，消除了特厚海上风电用钢焊接热影响区裂纹困扰难题，保障了难以充分预热区域焊接接头的质量。相关产品通过国内知名风电制造企业的无预热焊接评定，产品及配套焊接技术得到了用户的高度认可。
目前，首钢京唐海上风电用钢产品累计供货国内外大型海上风电项目20余项，包括亚洲最大滨海海上风电场及国内单体容量最大的汕尾后湖海上风电场。2020年，首钢累计生产海上风电用钢40余万吨，参建的海上风电累计装机容量超过1000兆瓦，提供的清洁电能可满足150万户家庭年用电量需求，在实现良好经济效益的同时，也为国家的绿色能源发展作出了积极贡献。
