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150年矢志创新——“引领行业、推陈出新”

1989年: 我们发明了CSP®技术

试问,一家公司若不持续创新能存在 150 多年吗?当然不能。因此,在本期文章中,我们将介绍一些西马克首创并由此引领金属领域变革的发明。此外,本文还将一窥我们如何通过创新来塑造未来。

1989 年夏天,在美国小镇克劳福德斯维尔(Crawfordsville)边上的玉米地里,西马克公司和纽柯公司共同书写了历史:他们将第一台薄板坯铸轧设备投入运行。新开发的漏斗形铜模和优化的浸入式喷嘴使 "近净形板坯铸造 "成为可能。厚度仅为 50 毫米的板坯先通过一个短隧道炉,然后在精轧机中直接轧制到最终尺寸。因此,不再需要高能耗的板坯再加热和预轧工艺。这项新技术的名称是什么?紧凑型带材生产,简称CSP®

 

当时,距离发明者的灵感闪现已经过去了六年。然而,产品走向市场的道路是漫长的。1985 年,SMS 在自己位于 Kreuztal 的铸造厂内秘密建造了一套试验设备,对这种新工艺进行试验。然而,要为这一革命性的设备理念找到第一个客户同样困难重重。所有老牌钢铁生产商都放弃了这一想法,直到美国纽柯公司(Nucor)决定放手一搏。这勇敢的一步得到了回报:尽管美国钢铁市场停滞不前,但由于制造成本低,该工厂从一开始就取得了商业上的成功。

每一个新的CSP®设备都会带来技术的进一步提升。不久之后,CSP® 客户开始生产汽车行业用带钢、高强度钢种和管材。同时,我们的产品范围也扩大到超薄带钢(薄至 0.8 毫米)和厚带钢(厚至 25.4 毫米)。该技术的最新发展阶段是CSP®Nexus,它具有更高的生产率和灵活性,并能以碳中和的方式生产热轧带钢。

位于克鲁兹塔尔的西马克CSP®中试厂。
庆祝中试厂浇铸成功。
CSP - 紧凑型带钢生产
突破:纽柯克劳福德斯维尔的第一座 CSP® 厂(1989 年)
全靠团队合作. 美国 ACME 公司(即今天的克利夫兰克利夫斯公司)的CSP厂调试
马鞍山钢铁股份有限公司:向中国提供的七套 CSP® 设备之一,也是第一套可进行半无头轧制的设备。
在第一家工厂投产十年后,CSP® 已适用于蒂森克虏伯钢铁公司等综合性钢铁企业。
CSP® 厂很早就配备了西马克集团的 X-Pact® 电气和自动化系统。
CSP® Nexus - CSP® 演化的最新阶段。

康卡司特(Concast) 的名字来自于“连续浇注”

如果没有西马克家族的另一项发明--连铸工艺的发展,CSP® 技术将是不可能实现的。上世纪 50 年代,美国冶金工程师 Irving Rossi 研发出第一台采用振动式结晶器的工业化铸坯连铸设备。与当时将熔融金属浇注到固定铸模中的常见工艺相比,通过连续浇注生产板坯或方坯可大大提高生产率和质量水平。技术突破带来的改变不仅限于浇注工艺本身,还包括热轧工艺,因为在此之前一直使用的上游钢锭和方坯的开坯机已不再需要。

1954 年,Rossi在瑞士苏黎世成立了康卡司特股份公司,公司名称Concast取自“Continuous casting(连铸)”的简写。1956 年,康卡司特和施罗曼(Schloemann)签署了合作协议。1969 年,这家位于杜塞尔多夫的公司获得了康卡司特的多数控股权。作为该领域的先驱,我们一直提供最广泛的连铸技术解决方案。例如,厚度在 50 毫米到 500 毫米之间的板坯和直径为 1,000 毫米的圆坯。

1961年,连铸之父Irving Rossi和康卡司特公司总经理Heinrich Tanner。
1969 年,德国August-Thyssen-Hütte的板坯连铸机。
德国 Röchling公司的方坯连铸机
大圆坯连铸机,Taewoong(韩国)...
... 设计用于生产直径达 1,000 毫米的大圆坯。
山东钢铁集团有限公司的超宽板坯连铸机,位于日照。
山东钢铁集团有限公司的连铸机主控室,日照。

无缝革命

时至今日,无缝钢管仍与曼内斯曼(Mannesmann)这个名字密不可分。1885 年,曼内斯曼兄弟Reinhard和Max提出了将斜轧和皮尔格轧制相结合的解决方案,从而实现了无缝钢管的生产。1923 年,梅尔机器制造厂交付了第一台无缝钢管轧机。从 1926 年到 1999 年,“梅尔(Meer)”公司一直是曼内斯曼集团的一部分,直接参与了钢管制造工艺的发展和完善。

 

2003 年,西马克向市场推出了 PQF®技术(完美精轧质量)。无论是高合金钢管还是薄壁精密钢管,该技术都能以高效可靠的方式生产出最高质量的产品。由于在生产过程中使用的材料更少,因此成品率比传统解决方案更高。考虑到在轧制过程中只需要少量的再加热,PQF® 还减少了无缝钢管生产中的碳排放量。

1935年,梅尔穿孔轧机正在生产无缝钢管。
从上世纪 50 年代起,用于生产钢管的梅尔自动轧管机。
张减机
首个PQF®工厂投产仪式,天津钢管有限公司。
首个PQF®工厂,天津钢管有限公司。
PQF® 轧机,出口侧。
常宝无缝钢管厂的 PQF® 轧机。

常宝PQF®工厂的操作室。

无料钟炉顶系统如何改变高炉技术

在保尔沃特开发的众多创新中,无料钟炉顶系统(简称 BLT)是其中最引人注目的一个。在 20 世纪 70 年代早期,它为钢铁行业的一个最大问题提供了解决方案,一方面钢铁行业需要更大、更高产的 高炉,而另一方面又不得不接受传统的超重炉顶无法实现这一目标的事实。许多公司都试图解决这一问题,但最终保尔沃特的聪明才智提出了理想的解决方案:无料钟炉顶。在这一革命性的概念中,料钟系统被旋转溜槽所取代,可以连续装料,并允许操作人员在高炉操作中精确定位装料位置。

 

1972 年 1 月,无料钟炉顶系统在位于杜伊斯堡-汉博恩的蒂森(Thyssen)钢铁公司 4 号高炉中首次安装,甚至给最初的怀疑者们都留下了深刻的印象。无料钟炉顶对保尔沃特乃至整个行业的发展都产生了巨大的影响,因为,无料钟炉顶使在世界各地建造产量更高的大型高炉成为可能。该系统随后被安装在全球 800 多座高炉中。如今,随着无料钟炉顶专家系统​​​​​​​BLTXpert,,也就是炉顶性能和状况监测系统的推出,这项出色的技术已成为炼铁生产数字化未来的一部分。

所谓的 "西班牙草图"。无料钟炉顶的最初概念是由 Edouard Legille在西班牙的一个下雨天提出的。
[Translate to Chinese:] 为了进行测试,保罗-沃思在自己的工作室里制作了一个无铃顶盖原型。
缩小比例的 BLT 模型。
1972年1月9日星期日,世界上第一个无料钟炉顶在位于德国杜伊斯堡的奥古斯特蒂森钢铁公司4号高炉上开始运行。
溜槽的的双旋转和倾斜运动,使高炉炉料准确倾倒。
在汉博恩蒂森克虏伯钢铁公司的第一个BLT设备安装后的50年,我们更换了减速箱。

创新是我们的DNA

上述事例表明: 探索新技术,与客户密切合作,重新书写历史,是我们公司的DNA。

然而,创新的源泉并非只有一个。除了客户的意愿和需求之外,社会、经济和技术的大趋势也激励着我们,数字化和绿色金属就是其中的主要驱动力。我们#向绿色金属转变 的使命也是目前整个金属行业在应对气候变化方面所经历的转型阶段的必然结果。我们的客户需要变得更加环保、更加可持续发展,这一事实促使我们开发创新技术,突破可能的极限,西马克是这一转变的关键推动者。

我们在许多不同层面进行创新,我们的研发部门在其中发挥着至关重要的作用。跨学科团队开发新设备、新技术和新工艺,并利用结构分析、流体力学、动态模拟或虚拟现实和增强现实等最新工具和方法来实现这一目标,并与大学和其他研究机构密切合作。

不言而喻,没有投资就无法创新:仅去年一年,西马克投入研发领域的资金就超过了 1.29 亿欧元。我们在 2023 年成立的创新中心再次将研究工作推向新的高度。西马克的目标很明确,就是要让创新成果迅速进入市场成熟期,从而在金属行业的脱碳化进程中取得决定性进展。

推动创新还需要勇气。早在 1985 年,建设 CSP® 试点工厂就意味着不可预知的财务风险,如今也是如此。梅赛德斯-奔驰的电池回收工厂已于 2023 年 3 月奠基,这是我们的合资企业 Primobius的第一个大订单。如果没有在希尔兴巴赫试验工厂进行的测试,该技术的开发将是不可能实现的。

下一个重大创新是什么?我们认为是 EASyMelt。电辅助合成气冶炼高炉是直接还原法的替代技术,旨在加快现有综合钢铁厂的脱碳进程。2023 年,我们与塔塔钢铁公司签署了一份谅解备忘录,将在印度的一座高炉中采用我们的创新 EASyMelt 技术,所以,下一项革命性技术很有可能在印度的詹谢普尔(Jamshedpur)出现。

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