中国宽厚板70年的光辉岁月

供稿|曹殿正 / CAO Dian-zheng

内容导读

2019年是中华人民共和国成立70周年。70年来，中国钢铁工业在中国共产党的领导下筚路蓝缕，砥砺前行，奠定了中华民族强国富民的钢铁基础。历史波澜壮阔，成就举世瞩目。70年峥嵘岁月，丈量着我们追逐梦想的脚步。70年来，中国宽厚板走过了不平凡之路，从三峡大坝到西气东输、从工程机械到海洋平台、从煤化石化到风电核电、从盾构机到大飞机、从远洋轮船到国产航母、从民用到工业再到军工，中国宽厚钢板用自己坚强的臂膀，承载起了中华人民共和国赋予的光荣的历史使命，为新时代中华人民共和国的富强提供了坚实的支撑。新时代，新钢铁，新征程！携着70年的辉煌，让我们不忘初心、牢记使命，在习近平新时代中国特色社会主义思想指引下，向着钢铁强国的理想，向着“两个一百年”奋斗目标，砥砺前行。

楔子

一桥连三地，天堑变通途。2018年10月23日上午10时许，随着一声庄严宣布“港珠澳大桥正式开通！”伶仃洋上，云开日出、烟波浩渺、海天一色、清风徐来，港珠澳大桥如同一条巨龙飞腾在湛蓝的大海之上。历时9年，一座圆梦桥、同心桥、自信桥、复兴桥终于展现在了世人面前。它创造了多项世界之最，大桥全长约55 km，是世界总体跨度最长、钢结构桥体最长、海底沉管隧道最长的跨海大桥。河钢集团舞阳钢铁有限责任公司(简称舞钢)陆续生产供应港珠澳大桥宽厚钢板5万多t，有力的撑起了“中华第一桥”，树立了中国钢铁工业的民族品牌，也彰显了中国制造的伟大力量。

宽厚钢板70年发展之路

回顾70年前，中华人民共和国刚刚成立，共和国的钢铁工业也刚刚起步，仅有的几家钢铁厂如鞍山钢铁厂、石景山钢铁厂等生产产量和品种都十分落后。那一年，全国钢产量不到16万t，宽厚钢板的生产还是一片空白。

上世纪五六十年代，部分三辊劳特式中板轧机陆续投产，但仅能够生产宽度不超2500 mm的普通钢板，特宽特厚钢板的生产依然是空白一片。直到中华人民共和国成立20年后的1969年，中苏珍宝岛之战中缴获的一辆T-62坦克厚厚的装甲板让我国的领导人和钢铁人深受震撼并下决心一定要建设我们自己的宽厚板钢铁生产基地。由此，从最初的选址甘肃，到几经周转，最后定址在河南省舞钢，才有了我国第一架自行设计、自行制造、自行安装调试的舞钢4200 mm宽厚板轧机。第二重型机器厂负责设计制造主体机械设备，东方电机厂提供主要电气设备，北京钢铁设计研究总院负责工艺和工厂设计，于是中国特宽特厚钢板生产科研基地由此诞生。1978年9月8日，4200 mm轧机顺利投产，所产钢板厚度8～250 mm，长18 m(特殊的达27 m)，用于舰船、坦克、潜艇、高压锅炉、核电等领域。伴随着改革开放的春风，我国开启了宽厚板自己研发生产的历史征程。舞钢4200 mm宽厚板轧机，最大轧制力4200 t，最大开口度1100 mm，可以实现厚度达800 mm的钢锭轧制生产。这些都是当年的中国宽厚板之最。到2005年，该轧机累积生产宽厚钢板1000多万t，极大的满足了国防军工和国民经济的建设发展需要，因此，中国钢铁工业协会授予该轧机为“功勋轧机”。

21世纪初，由于我国经济的高速发展，对宽厚板的需求也迅猛增加。市场经济的特征就是由市场来调节资源配置。由此，掀起了新一轮的宽厚板生产线建设高潮。2005年宝钢5000 mm宽厚板轧机是我国首台5 m级轧机；2006年沙钢5000 mm轧机是我国第二条5 m级厚板生产线。短短几年的时间，我国就建成了鞍钢、沙钢、南钢、湘钢、济钢、莱钢、兴澄特钢等多条4000 mm以上的宽厚板生产线，宽厚板产能也翻了许多倍，达到了千万吨级。2009年，我国厚钢板(20 mm以上)产量达到了1870万t。2017年全年产量达到了近8000万t。

70年来，一个个时间节点，记载了中国宽厚板发展的辉煌历程：

➢ 1978年，我国第一座4200 mm宽厚钢板轧机在舞钢建成投产，结束了我国不能生产特宽特厚钢板的历史，掀开了中国宽厚钢板生产科研的新篇章。

➢ 1979年9月，舞钢成功轧制出中华人民共和国第一块大型铜钢复合板，用于国家高能物理粒子对撞机制造。

➢ 1998年，舞钢为三峡大坝闸门生产出了“中华第一板”，宽度达到了4020 mm，填补了该规格厚钢板的空白。截至2009年三峡主体工程全部建成，舞钢累计为三峡枢纽工程建设供应高端宽厚板12万余t，占该工程同类产品总用量的80%以上。

➢ 2000年10月，成功开发出最高级别的装甲钢板675。

图3为浇注温度对外壳力学性能的影响．从图3可见，当浇注温度为660～680 ℃时，随着浇注温度的升高，试样抗拉强度、表面硬度和伸长率均得到明显地提高；当浇注温度高于680 ℃时，其各项力学性能指标均降低．分析其原因，在保证压铸成形的浇注温度下，随着浇注温度的升高，合金的流动性增强，易于获得较好的力学性能；而当浇注温度过高时易出现缺陷，并且加重对压铸型的热冲击[4]，从而降低了铸件的力学性能，使铸件质量恶化．综合考虑，雷达外壳压铸件浇注温度为680 ℃较为适宜．

➢ 2001年12月，开发出的具有完全知识产权的水电压力水管用钢板WEB620，替代了日本的CF62，打破了日本钢厂长期垄断我国水电建设关键用钢的局面。

➢ 2003年3月，在我国西气东输工程中，率先研制开发出大口径直缝埋弧焊X70管线钢板，打破了日韩钢厂的垄断。

➢ 2005年舞钢生产出了110 mm厚Q460E-Z35，成为了国内惟一一家可以生产该钢种的企业，此特殊钢有力支撑了奥运鸟巢建设，填补了国内空白，创造了世界之最。

➢ 2007年10月，成功开发出145 mm厚超高压临界锅炉汽包钢板，替代进口。

➢ 2008年5月，为中海油成功研制生产出深海采油平台建设关键部位齿条用钢A514Gr70厚150 mm，成为世界上第二家能生产该规格产品的宽厚钢板制造商。

➢ 2009年3月，在国内首家利用电渣钢冶炼技术研制开发出的厚390 mm的20MnNiMo以轧代锻钢板，成功应用于国家大飞机项目关键设备——世界上最大的8万t锻压机制造。

➢ 2012年成功研发177.8 mm厚度海洋平台齿条钢A514GrQ，打破了国外垄断。

➢ 2018年舞钢研发出200 mm厚的临氢铬钼钢，打破了国外对制造大型石化关键装备材料的垄断局面。

70年来，中国宽厚板走过了不平凡之路，从三峡大坝到西气东输、从工程机械到海洋平台、从煤化石化到风电核电、从盾构机到大飞机、从远洋轮船到国产航母、从民用到工业再到军工，中国宽厚钢板用自己坚强的臂膀，承载起了中华人民共和国赋予的光荣的历史使命，为新时代中华人民共和国的富强提供了坚实的支撑。

宽厚钢板70年的产品升级

(1) 中华人民共和国成立后，为了加快工业化的进程，我国从前苏联引进了大量的冶金设备和技术，包括鞍钢的2800 mm板带轧机、武钢2800 mm中板轧机、太钢的2300 mm炉卷轧机等。另外，从1958年起，我国钢铁企业陆续仿照鞍钢模式，建成了十多套2300 mm劳特式三辊中板轧机，基本上满足了我国工业化过程中的一般建设使用，但是对于特殊的品种和规格宽厚钢板还是无法生产。直到1978年9月8日舞钢4200 mm宽厚板轧机投产，才真正标志着我国不能生产超宽、超厚、高性能钢板历史的结束。

(2) 上世纪九十年代前，我国依然只能生产宽厚板的普通品种，一些大规格的钢板依然需要进口。我国钢铁企业大多生产的都是普通的碳-锰钢，强度级别和综合性能都非常有限，一般的锅炉压力容器用钢多采用普通低合金345R系列，厚度大于100 mm的钢板则性能指标难以保证，大多关键设备高端用钢只能进口。

(3) 改革开放、经济腾飞促进了我国宽厚板生产升级、跟进世界水平。随着我国西部大开发战略的实施和我国制造业的迅猛发展，各行各业对钢板的需求，无论是数量还是质量上，都得到了极大提升。例如：西气东输、西电东送、三峡工程等等，有力地推动和促进了我国宽厚板行业的科研开发。以舞钢为代表的中国宽厚板企业，积极加大科研攻关力度，以低合金高强钢为例，积极采用炉外精炼工艺、控轧控冷工艺以及微合金化工艺等生产技术用以满足其良好的焊接性能和综合强韧性能。这个时期，我国宽厚板钢铁企业积极学习国外先进企业的先进技术，探索并掌握了部分国际先进钢种的技术标准，逐步完善装备、逐步优化工艺，一点一滴的去做，使得自主生产逐步替代了先进钢种的产品进口。例如低温容器钢、高性能管线钢等的生产都实现了零的突破。正是由于实现了自主生产替代进口，使得西气东输工程采用了国内自主生产的钢板打破了一直由日本对管线钢板垄断的格局。

(4) 自主研发能力的大幅度提升，全面解决了我国富民强国的发展需求。随着时代的发展、科技的进步和我国综合实力的提升，市场对高端的钢板需求日益增长。为了实现海上采油需要，研究开发出大厚度海工齿条钢，厚度也从原来的150 mm增加到215 mm；为了满足磨具市场需求，舞钢生产出了600 mm的磨具钢；为了满足液化天然气的生产和储存，开发出来了超低温钢，低温冲击性能由原来的-40℃到为-70℃；为了满足我国大飞机项目，开发出电渣重熔钢；为了满足水电的使用，开发出来了替代进口的WDB620钢。特别是进入21世纪以来，从高层建筑到造船造桥、从海上石油平台到航天军工科技，我国宽厚板的自主研发生产能力有了极大的提高。

宽厚钢板装备的科技创新

从早期的三辊劳特式轧机到后来的普通四辊中板轧机，再到自动厚度控制现代化轧机，中国宽厚板装备主要经历了有着显著时代特征的三个阶段。

(1) 三辊劳特式轧机：顾名思义就是靠三个轧辊实现钢板的轧制过程。但是，为了实现往复轧制，需要在轧机前后设置两个升降台，以实现钢板轧制过程中的升降。这种轧机，一般轧制力为1300～1500 t。电机采用交流电机，功率一般在2500 kW左右。轧辊直径为700～800 mm。由于轧制力所限，因此能够生产的品种和规格非常有限。到上世纪九十年代中后期陆续被四辊轧机所淘汰。

(2) 早期四辊轧机：主要有以2800 mm和舞钢4200 mm为代表的两大类。前者，主要是生产宽度和厚度比较小的钢板系列；后者是我国第一架自主设计的宽厚板轧机，轧制宽度最大可以达到4000 mm以上，轧制厚度最大可以达到600 mm(钢锭成材)。这个时期的轧机均为手动轧制，自动化程度非常有限，因而在厚度上无法实现精准控制，特别是负公差轧制就很难实现。即使如此，早期的四辊轧机轧制力能够达到4000 t以上，轧辊直径将近1000 mm，支承辊辊径达到了1800 mm，电机功率也达到了4000 kW以上，初步可以实现该时期的一般市场需求。1995年，舞钢4200 mm宽厚板轧机实施了AGC改造，在原来轧机的上支撑辊轴承座上安装了两个AGC油缸，实现了轧制厚度自动控制，提高了钢板的厚度精度。同时，在轧机后面新增了激光测厚设备，为实现精准轧制提供了良好的装备基础。

(3) 现代化宽厚板轧机：兴起于21世纪初期，由于我国经济的高速发展，因而对宽厚钢板的市场需求迅猛增长，使得众多的国有、民营钢铁企业纷纷投产宽厚板轧机，而其主要技术大多被西门子奥钢联、西马克控制。这个时期的宽厚板轧机，基本上采取了现代化的技术装备，包括：下置式液压AGC系统控制的应用、弯辊技术和窜辊技术的应用、快速换辊技术的应用、十字万向传动轴应用、超高压除鳞技术的应用、二级轧制模型的应用等。这些新技术新装备的应用，有效解决了产量提升和质量提高的问题，例如：自动厚度控制的应用使得负公差轧制成为了可能，提高了成材率；弯辊和窜辊技术的应用可以有效地控制板形，提高了轧制质量。现代化宽厚板轧机的轧制力都在万吨左右，轧辊直径也都超过了1000 mm，支承辊直径超过了2000 mm，使得轧机的刚度、轧机的稳定性有了较大提高。另外，5000 mm超宽轧机在宝钢、沙钢、湘钢等钢铁企业投产了数条生产线，可以实现更宽幅的钢板轧制，对于大型舰船的船板自主生产具有积极而现实的意义。

宽厚钢板新时代发展展望

2019年是中华人民共和国成立70周年。70年来，中国钢铁工业筚路蓝缕砥砺前行，奠定了中华民族强国富民的钢铁基础。70年峥嵘岁月，丈量着我们追逐梦想的脚步。新中国成立70年来，中国钢铁工业走过了一条不平凡的发展之路，从产量的提升到质量的提高，从简单的生产到如今的科技创新、科技领先，无不凝聚了中国钢铁人的家国情怀。中国宽厚板从无到有，从弱到强，从依赖进口到自主研发，为我国成为制造业大国、制造业强国发挥了积极的支撑作用。新时代、新征程，去产能问题、发展转型问题、安全环保问题、市场竞争问题等等，都是摆在中国宽厚板钢铁企业面前必须解答的问题。纵观中国宽厚板几十年的发展和当前所面临的实际状况，中国宽厚板的发展趋势主要体现在以下几个方面：

一是限制和优化产能的问题。目前我国宽厚板产能近1亿t，而我国的基础设施建设达到一定阶段后，市场需求将趋于饱和。2019年一季度GDP增长6.4%，而粗钢产量同比增长了9.92%，粗钢产量的增长将进一步透支以后的钢铁需求。因此，大多数中厚板钢铁企业不可能再持续原有的规模效益，必须实施中厚板产品的结构转型，实现从粗放生产到精致生产的转型。

二是要实现价格比拼到科技比拼的转型。目前，对于低端中厚板市场产品，由于生产门槛较低，残酷激烈的价格战势必导致企业压低成本，由此导致部分企业采取一些急功近利的做法并在一定时期内形成恶性循环。而对于中厚板高端产品，生产门槛高、难度大、周期长，成本高、占用生产资源多，必然要求生产企业具有勇于探索和奉献的精神，需要国家加大政策扶持力度，引导企业加大科研研发，提升高端产品品质。当前，我国每年依然要从国外进口宽厚板上百万吨，各类板材上千万吨。2019年一季度我国进口钢材290万t。用自主生产的高端产品替代产品进口需要中厚板钢铁企业持续不断的科技创新投入。

三是装备技术的提升需要制造企业和钢铁企业联合研究开发。目前我国宽厚板轧机的轧制自动控制技术的一些关键部件仍被国外企业所垄断，例如弯辊装置、液压AGC油缸、关键的伺服阀及阀组、安全联轴器等。宽厚板轧机装备的厚度、轧制自动控制技术以及装备关键部件亟需实现国产化，整体生产水平亟需得到突破和提高。因此，装备技术的升级换代和技术国产化都是未来发展的课题，需要制造企业和钢铁企业联合进行研究开发。

四是节能环保问题。十多年前甚至更早建设的宽厚板企业，高耗能高污染是绑在企业身上的沉重负担。加快节能环保改造，适应新时代的国家环保责任和要求势在必行，是企业长远生存和发展的根本所在。

五是实施国际化钢铁产能合作，走国际化钢铁发展之路。2019年4月25日，中宣部向全社会发布河钢集团塞尔维亚公司管理团队的先进事迹，授予他们“时代楷模”称号。宽厚板钢铁企业积极实施国际化钢铁产能合作，走国际化钢铁发展之路，聚焦重点地区、重点国家、重点项目，以基础设施互联互通、产能合作为抓手，谋划和实施一批能够真正为当地带来福祉、具有示范意义的项目，加快“走出去”步伐。

结束语

新时代，新钢铁，新征程！携着70年的辉煌，让我们不忘初心、牢记使命，在习近平新时代中国特色社会主义思想指引下，向着钢铁强国的理想，向着“两个一百年”奋斗目标，砥砺前行。中国宽厚板走过了70年的艰辛之路、辉煌之路。在新时代，中华民族伟大复兴的中国梦依然需要中国钢铁特别是宽厚板的宽厚而坚强的支撑，从中国制造到中国创造，乃至大国重器无不彰显出我国的大国之威。航天工业、海上能源、军工国防、重型装备等等，都是需要钢铁工业的强力支撑。新时代、新目标、新任务、新要求，中国宽厚板已经迎来了新的历史机遇和挑战，中国钢铁人必将不忘初心，牢记使命，迎接挑战，在中华大地上开创一个崭新的未来。