3．首钢金属3D打印再制造

近日，首钢技术研究院金属3D打印研发团队和北京首钢机电有限公司工程制造团队联合攻关，成功将金属3D打印再制造技术应用于股份公司、京唐公司热轧产线轧机牌坊窗口面修复工作，使设备使用寿命提高数倍。

传统的轧机牌坊修复方法有两种：（1）机械加工法。修复完成一段时间后，牌坊表面又会受到腐蚀磨损而失效，多次机械加工去除还会对牌坊的强度和刚度产生不利影响；（2）电弧堆焊法。在刚性结构上进行大面积电弧堆焊，焊接残余应力和开裂倾向可能会造成牌坊结构发生变形，带来较大风险。故此法现在极少采用。

金属3D打印修复则完全可以避免传统修复方法的缺陷，且整个修复过程可以对设备外形尺寸做到精准控制；采用的专用粉末材料可以大大提高牌坊的耐腐性和耐磨性，年腐蚀磨损量在0．1mm以内，牌坊在线周期长达8～10年，使用寿命实现大幅增长。

首钢技术研究院科研团队针对钢铁工业关键设备再制造的潜在需求，抓住金属3D打印再制造技术中的关键问题，如粉末粒度分布、颗粒形状、材料性能，再制造过程的能量输入、组织相变、应力分布，再制造过程的前处理和后处理技术等进行了系统研究。经过事无巨细的大量准备工作，精轧机牌坊窗口面在线修复的一次成功，而且比预定工期整整提前了16个小时完成竣工验收，修复结果让现场人员赞不绝口，该技术实现集团内部从实验室研发到产业化应用的新突破。

项目团队总结经验，协同配合，不断提升修复效率，降低修复成本，后续在对股份公司2160mm和京唐公司1580mm等多架轧机牌坊窗口面的修复工作中屡次取得成功，该技术的应用为集团降本增效、提质升级提供了有力的创新支撑。

4．武钢有限固废增值利用

武钢有限技术中心研发团队以硅钢边角余料、废铸坯等冶金固废为原料，通过真空雾化制备出一系列用于3D打印的铁硅粉，一举打破国外技术垄断，为钢铁企业冶金固废再利用开创新路。随着3D打印技术的不断发展和普及，陈俊孚注意到，用于3D打印的软磁材料铁硅粉，完全可以从硅钢废钢中提炼出来。经过一系列科学调研和实验，陈俊孚团队采用真空雾化工艺，在非氧化条件下，将硅钢废钢运用技术处理成铁硅粉。“同样的材料，国际价格比我们贵30％。”陈俊孚说，该技术一面世，就打破了国外进口产品的垄断，实现了铁硅粉的国产化。目前，该技术获得多项国家专利，产品已广泛应用于3D打印。团队还与华科三维、中科院宁波材料研究所、深圳晶特制造等企业合作，实现产学研结合。

5． 宝钢、永钢等3D打印建筑

钢铁生产中会产生大量固体废弃物如：高炉水渣、钢渣、粉煤灰等。如何充分进行回收利用，进而变废为宝，实现固废零排放，是钢铁行业值得研究的重要课题。

3D打印建筑技术具有节材、节能、制造周期短、成形不受零件复杂程度限制等优势。钢厂钢渣经过高温其稳定性及坚固度要比普通的混凝土高得多，经过处理可变为3D打印建筑油墨，打印出的墙体坚固度不低于传统混凝土C30墙体，而且通过专业机构的环评检测该材料是环保无害的。钢厂固废建筑油墨化，不仅可用于建筑打印，更有利于固废资源存储，将实现建筑建造不再开矿，还青山绿水于自然。

（1）宝武3D打印房屋

3D打印建筑技术可吸收各类型钢厂固废为3D打印建筑油墨，建筑填充骨料，变固废为新型实用建筑，为钢厂固废的综合利用提供了新的思路。针对宝武钢房屋要求，采用了内外装饰一体化整体打印技术，让收发室吊装后即可投入使用。3D打印建筑仅需计算机数字建模，设计好门窗、管道及室内装饰，打印过程中预留相应的位置，根据设计打印室内装饰即可。该房屋无需地基，可根据实际需要随意吊动，使用便捷。

3D打印建筑在吸收钢厂固废的同时，更能满足建筑房屋的循环利用。也就是说，当该房屋使用到一定的年限或者不能满足现行的需要，将通过拆除、粉碎、打磨、配比等程序，让收发室变回3D打印建筑油墨，重新设计打印出新的建筑，让建筑不在产生建筑垃圾。

（2）永钢集团

据悉，永钢年产钢渣100万吨左右。钢厂废钢渣经过颗粒化的碾磨，在3D打印建筑中占比可达60％以上，大规模生产，将实现钢厂固废产品化出厂，保证固废零排放，从源头上解决固废乱排放问题。
2018年11月中旬，3D打印设备在永钢集团循环经济产业园正式上线。经过1个多月的试投产，批量打印出环保小屋、污水池、监测房、隔离墩、景观花池、警亭、垂直绿化墙等3D打印建筑产品已投入使用。后续将打造3D打印建筑钢厂固废循环产业园，将实现钢厂固废100％资源化、建筑油墨化、产品出厂化，真正做到钢厂固废零排放，为国内钢厂处理固废提供更多可能与经验。     

3D打印展望

目前，钢铁生产具有规模化、批量化等特点，处于产业链的中游，主要为下游产业（家电、汽车、造船、建筑、机械制造等产业）提供原材料等产品。而3D打印技术具有定制化、小批量和个性化需求等特点，主要生产终端产品，位于产业链的末端，与钢铁行业的定位不同。因此，从生产的特点、产品定位和产业链来讲，3D技术快速发展虽然对钢铁行业冲击较小。但3D打印的产品为金属制品时，钢铁产业需为其提供原材料—金属粉末。3D打印是第三次工业革命核心技术之一。3D打印让粉末长成零件，将助推冶金粉末成就最具爆发力行业。 随着3D打印技术的发展，3D打印材料尤其是金属粉末材料的研发与制造将成为一个炙手可热的课题，必将为钢铁企业生产高附加值新产品，成为利润新增长点。