能源战略是我国经济发展的一个重要战略，其中每年从海外进口天然气已成为我国发展“一丝一带”之路的关键一环。进口而来的天然气需液化储存，但由于液化天然气储罐的特殊性，无论在设计施工方面还是在材料开发方面还相对落后。由于技术的缺乏，储罐用耐-165℃低温钢筋产品始终处于空白，被迫大量从国外进口，其售价极其昂贵，高达1.5万元/吨以上。而阿塞洛米塔尔等国外钢铁巨头为了实现对低温钢筋产品的垄断，对产品合金体系、关键生产技术及低温拉伸检验技术等实行严格的保密和封锁。为了打破垄断、突破封锁，近两年来，马钢研发团队瞄准国际尖端技术，进行了大胆探索和反复试验，终于攻克了一系列的技术难题，开发出具有自主知识产权的产品，填补了国内空白。该产品自去年7月成功应用于中石化天津LNG项目后，又将低温钢筋打进俄罗斯北极天然气项目，在国内国际舞台展示了马钢低温钢筋的魅力，赢得了中石油、中石化、中海油的刮目相看和外方专家的一片惊叹。

 

　　大胆探索尖端生产技术工艺

 

　　低温钢筋性能与普通产品要求完全不同，各项技术指标要求非常严格，尤其是低温韧性及缺口敏感性更不能有丝毫偏差。它的合金体系、轧制工艺十分讲究，只有全部符合工艺技术尖端要求，才能保证优良低温性能。由于国外技术封锁，项目组没有任何资料可借鉴。可谓困难重重，压力前所未有。怎么办？一切从零开始。2012年，马钢成立的项目组开始了艰苦的探索。通过摸索和调研，项目组发现国内外有关低温钢板材的研究相当多，产品也相对成熟、稳定。但低温钢筋与低温板材的使用环境、使用性能不同，如何借鉴低温板材的合金体系，筛选出适用于低温钢筋的经济型合金体系是必须攻克的难题之一。为此，项目组查阅了大量低温板材的资料，了解合金元素及轧材组织对低温性能的影响，设计了四种合金体系、三种组织的试验方案。为缩短研发周期、节约研发成本、降低工业试制风险，采用技术中心中试基地2吨中频炉冶炼，在马鞍山周边某轧钢厂300轧机上试轧，对四种合金体系、三种组织的试验钢筋低温性能进行了大量的、系统的研究，筛选出了经济型合金体系及组织结构，开展了特钢——第三钢轧总厂工艺流程关键技术的研究，尤其是纯净钢冶炼技术、无缺陷铸坯连铸、开坯工艺以及淬火自回火轧制工艺关键参数的攻关研究，实现了φ16-32mm全规格低温钢筋的工业性试制。

 

　　突破零下170℃低温拉伸试验的瓶颈

 

　　LNG储罐用低温钢筋最为关键的性能要求是-170℃的力学性能。国内许多研究机构、高等院校都能做板材等产品的低温拉伸试验，但由于低温钢筋试样要求的特殊性，国内还没有一家实验室能做到，这一项技术由国外实验室掌握，也是制约我国低温钢筋国产化的瓶颈之一，但技术关键严格保密。对团队来说，探索过程将异常艰辛，也会遇到许多意想不到的困难。

 

　　可不，刚进行试样加工时就碰到了一系列技术难点，在做低温试验时，试样总是断在低温箱外，这意味着得到的是常温性能，与低温要求连边还没粘上。团队毫不气馁，立即组织专家对断裂位置进行“会诊”。经过不间断的仔细观察、分析后，找到了问题关键所在，并对种种方案重新改进。每一个改进的方案都在拉拔实验室、加工站和力学检验室进行验证，最后解决了这一问题，保证试样断裂位置百分之百有效，并申报了3项低温拉伸钢筋试样夹具的发明专利。

 

　　缺口加工同样遇到了一些棘手的技术难点，低温拉伸考察的重要指标之一是钢筋缺口敏感性，而缺口加工要求：加工V型缺口，其内部角度为45°，底部半径为0.25mm，缺口穿越螺纹并透入底层钢筋1mm。一般加工缺口采用拉床，但精度很难达到要求。这时团队物理检验人员提议线切割加工。经过不断摸索线切割程序，缺口精度要求达到了，但低温拉伸时，却发现试样有的断在缺口，而有的没断在缺口，造成数据波动较大，严重影响试验结果的评定。通过一遍遍试验、观察、分析，发现原来是不同根的钢筋，轧制的纵肋高度并不完全一致，而缺口按标准肋高设定加工程序，造成缺口的实际深度不一致，甚至有些刚刚穿过纵肋，没有深入到钢筋基圆，因此没断在缺口。为此，团队进一步完善了缺口加工程序的设计，保证缺口试样又一次达到百分之百有效。

 

　　3℃范围控温技术也是难点重重，为了准确评价低温拉伸性能，对试验温度的要求非常苛刻，不仅要求试验过程中试样上、中、下三点的温度与设计温度（-170℃）差值在3℃范围内，还要求试样上、中、下三点之间的温差在3℃范围内。为准确测量均匀延伸率指标，低温箱内试样长度不得小于500mm，这意味着低温箱内腔高度至少600mm。可想而知，这么大的空间，实现这么小的温差控制该有多么艰难，这也正是国外企业想办法制约低温钢筋国产化的关键措施。如何提高控温的精确性？与马钢精诚的中石化专家建议采用贴片测温，他们认为试样靠液氮降温，液氮喷进低温箱后雾化成气体，这部分气体温度要低于试样表面温度，因此采用贴片测温比铂铑电阻更合理。方案固然可行，但无形中又加大了温差控制的难度。为了保证早日解决控温问题，团队不厌其烦，开展了一轮又一轮的技术攻关，解决了一系列的技术难题。如改进箱体内腔形状、结构，使液氮气体在箱体内实现均匀循环；采用多点控温，使箱体内上下温度更加均匀；箱体上下两端采用温度补偿方式，减少试样上下两端与外界热传导的温度损失等。经过多次失败-改进-再失败-再改进，最终实现了精确控温，赢得中石化专家评价：试验堪称完美。团队再接再厉，在检验技术研究所、技术管理部、检验管理部、条件保障部等支持下，进一步完善了低温箱系统的功能及精度，取得了国家计量CMA证书，标志着马钢出具的低温拉伸检验报告具有法律效应，得到国家及用户的认可，这意味着-170℃低温拉伸检验完全突破了国外设置的技术封锁，将进一步加快低温钢筋国产化的步伐。

 

　　实现我国低温钢筋国产化

 

　　一个产品再好，如果进不了市场，得不到客户认同，就不可能发挥作用。因此在开发初期，团队就开始了精心的策划，向客户积极推介马钢低温钢筋。但由于LNG储罐的特殊性及对安全性能的苛刻要求，因此客户要求生产厂必须具有至少3年的应用实绩。虽然要求如此苛刻，但团队没有半点退缩。2013年12月份，当了解到中石化采购的φ16mm规格低温钢筋，由于供货商阿赛洛公司发错货将耽误工期时，团队看到了机遇。一方面积极与中石化交流、沟通，一方面为低温钢筋的供货做好准备。时间紧、任务重，团队立即做了分工，长材所负责制定试制的技术条件、质量计划等，检验所负责低温拉伸试验方案的制定及设备的调试，条件保障部准备好试验所需材料等。在各部门的协作下，φ16mm规格低温钢筋试制成功，首次实现了低温钢筋国产化，填补了国内产品空白。2014年7月份，马钢再次与中石化强强联合，签署了φ12、16、20、25四种规格低温钢筋的供货协议，但面临低温检验周期长的困难。为保证按时交货，中心做了动员，经过近40天的辛勤工作，顺利通过了中石化业主、第二方监造、第三方检验的现场见证。

 

　　延伸产品研发产业链

 

　　低温钢筋实现了国产化，填补了产品空白，取得了成功，但团队并没有沾沾自喜，而是立刻投入到新一轮产品研发之中。中石化专家现场认证期间透露，目前LNG现场施工，钢筋采用低温套筒连接，低温套筒一直依赖从国外进口，价格昂贵，15-20元/个。说者无心、听者有意，团队与专家就套筒供货进行了交流，专家表示套筒实现国产化也一直是他们的想法。虽然项目目标没有套筒这一项，但套筒实现国产化，将为公司带来经济及社会效益。团队立刻投入到研发之中，查阅套筒的材质、性能要求、加工工艺及设备等，在中心实验室完成了套筒的加工，经-170℃低温性能检验，满足使用要求，为今后的套筒产业化提供技术储备。

 

　　拧成一股绳的团队精神

 

　　通向成功的路上从来不会是平坦的。2014年4月份，低温拉伸实验装置—低温箱发生故障了，箱内的温度不均匀，上下不一致，有时在临界值上、甚至超出标准范围，得出的检验数据很不准确。课题组安排检验所高级技师徐雁与设备厂家联系，力争能提供更先进、更稳定的低温装置。新设备进来后经过调试箱内温度仍然达不到要求，所有人都焦急万分，就连厂家也拿不出主意。关键时刻检验所领导深入力学大厅，安慰大家不要气馁，冷静分析，尽快找出问题的根源。检验所主管张峰、技师蒋进和徐雁认真阅读说明书，不厌其烦地咨询厂家设备安装技术人员，仔细观察低温箱内的构造，进行揣摩。经过几天的反复研究，大家得出了一致的结论：那就是箱内的气流和介质的不规律性，影响了低温状态下温度的均匀。为尽快破解这个难题，团队几乎每天与厂方沟通协调，最后在团队的合理建议下，给低温箱做个小小的微创手术，利用其他介质以及小范围的改变气流通道迫使箱内温度达到均匀。经过一周循序渐进的实验，结果奇迹出现了，仪表显示低温箱上下温差为零，也就是说箱内温度绝对均匀，有效地解决了难题，确保了低温钢筋检验顺行。设备生产厂厂方技术人员激动地表示：“我们一定要与马钢技术中心签订战略合作协议，你们的钻研开拓精神，是激励我们对产品升级改造的动力。”！

 

　　从低温钢筋课题组成立至今，该团队共做了600多根低温钢筋拉力试验，通过了十多次第三方现场认证。多少个日日夜夜的付出让检验团队每位成员铭刻在心，又有多少洒不尽的汗水让他们看到收获的希望，当看到马钢研发的796吨多吨低温钢筋以绝对优势一举中标中石化天津LNG项目和“美丽冻人”进入俄罗斯北极市场时，他们一张张笑容像花一样绽放。