一种在核电、石化、火电、军工等领域有关键应用的大口径厚壁高温合金无缝管制备项目，在兴化市戴南镇的江苏星火特钢有限公司诞生。该项目首次采用先进的空心电渣重熔技术，成功制备大口径厚壁高温合金电渣管坯及无缝管材。今年7月，项目被列为江苏省重大科技成果转化专项资金重点扶持项目。
在星火特钢公司星研楼，记者从中试视频影像中领略了这种制备工艺的神奇。电渣重熔炉的结晶器里，管坯一边熔，一边结晶，一边下抽，一根大口径厚壁无缝合金管成功制造出来。该合金管材重500公斤、直径325毫米、壁厚70毫米。该项目技术是在初炼基础上进一步提纯合金，获得高质量、组织均匀致密的空心锭。
“特厚壁、大管径高温合金管坯及其无缝管制备技术，在国际冶炼界称为‘极端制造’。”星火特钢公司博士后科研工作站站长助理董君伟说，星火拟投产建造的电渣重熔大口径厚壁管，通常外径达到400毫米至1000毫米、壁厚25毫米以上。受设备限制，中试时只作了外径325毫米管材制造试验。由于关键难点技术已经获得突破，企业完全具备了更大口径管材生产能力。
据介绍，传统工艺采用实心锭+冲孔等多道工序，不仅造成大量材料浪费，且多次加热，多工序变形，容易改变钢锭内部组织结构，影响产品质量，且难于加工超大型锻件。空心电渣重熔工艺，从管坯到管材一步到位，生产过程没有费料且显著提高材料性能。试验表明，运用空心电渣重熔工艺进行大型筒形锻件生产可节约材料费15%、加热费50%、锻造费30%。
制备大口径厚壁管材，必须有相应的管坯与之匹配。早在2013年，东北大学就与星火特钢公司合作，开发电渣重熔生产管坯技术，并在星火特钢公司进行中试试验。去年上半年又对电渣重熔管坯继续开展制备试验，逐步解决多个问题，完善了管坯锻造工艺，后期成品率达到100%。
将管坯制成管材，技术关键点是抽锭速度与熔化速度要完全匹配，如果不能准确控制，就会发生抽锭漏液或抽锭抱死问题。企业经过多次反复试验，最终实现了完全匹配和准确控制，成品率达到100%。
“两个百分之百，标志着‘极端制造’制备技术获得成功。”江苏星火特钢有限公司总经理翟海平说。
据了解，“极端制造”制备技术项目由东北大学教授姜周华主持并担任技术负责人。姜周华是我国特殊钢领域的著名专家、学科带头人，获得国家科技进步奖二等奖2项，省部级科技进步奖10余项，是中国首位获“IEC1906”国际大奖的专家，拥有60多项国家专利授权，其中发明专利40余项。2015年9月，星火公司建立博士后科研工作站，聘任姜周华为博士后科研工作站站长。自此，姜周华便带技术团队入驻公司，实施项目的进一步研发和产业化。目前，该制备项目已获得3项发明专利和1项实用新型专利。
姜周华介绍，我国的特厚壁、大口径高温合金管材，大多源自国外进口，不仅价格昂贵而且制约我国重点装备发展。星火公司项目的成功，打破多年来发达国家在此领域的技术垄断。项目产品对650℃和700℃等级A-USC电站用高温管道和管材，以及石油化工、海洋工程与装备、油气开采、核电装备、燃气轮机、环保装备等相关产业上游的产品设计和下游的产业发展，具有基础性和带动性，有助于国家重点装备、重大工程和国家安全战略的实现。
目前，星火公司正加紧项目建设，将于10月底建成投产，达产后可以形成特厚合金管坯材料及其相关制品年产量1000吨，产值2亿多元。
