从沪苏通长江公铁大桥、深中通道伶仃洋大桥,到贵州花江峡谷大桥、燕矶长江大桥,一座座世界级超级桥梁凌空飞架。在这些震撼人心的大国工程背后,青岛特钢研发的超高强度缆索钢默默担当“承重脊梁”。十年潜心攻坚,青岛特钢缆索钢强度实现了从1770兆帕到2200兆帕的阶梯式跨越,高端产品的国内市场占有率突破52%,彻底实现进口替代。这不仅是一家企业的技术突围,还是中国钢铁工业从规模扩张迈向高端引领的生动实践。
当前,我国钢铁行业步入转型升级深水区,面对日趋激烈的市场竞争,青岛特钢没有盲目跟风,而是结合自身技术积累与国家基建发展大势,将超高强度桥梁缆索钢确立为核心主攻方向。
谈及这一战略选择,青岛特钢党委书记、总经理孙广亿有多重考量:“我们选择深耕缆索钢领域,是经过全面市场调研和技术研判的。目前,国内能稳定量产这类高端盘条的企业屈指可数,行业技术门槛极高。同时,国内桥梁不断向大跨度、超高墩、复杂地质区域延伸,市场对高端缆索钢的需求持续攀升。相较于普通钢材,缆索钢附加值更高,且产品全部应用于国家级重点工程,行业影响力深远。再加上我们完成了QM(在线等温热处理)装备升级,具备连续化、规模化生产能力。在多重因素下,深耕这条赛道,既是企业发展的必然选择,又是服务国家基建的责任所在。”
精准的赛道锁定,换来实打实的市场成果。如今,青岛特钢超高强度缆索钢广泛应用于全国各大标志性桥梁。贵州花江峡谷大桥整座桥梁的1960兆帕主缆钢丝全部采用青岛特钢盘条;刷新全球缆索强度纪录的燕矶长江大桥,4根主缆总拉力高达28万吨,相当于同时牵引6艘中型航母,其核心主材正是由青岛特钢自主研发的2100兆帕级缆索钢丝。此外,沪苏通长江公铁大桥、深中通道伶仃洋大桥、杨泗港长江大桥、张靖皋长江大桥等一批超级工程,均大批量应用青岛特钢超高强度缆索钢产品。
“目前,我们的高强缆索钢年产量稳定在8万吨以上,国内市场份额稳居半壁江山,1960兆帕及以上高端规格已实现100%国产化。”中信特钢研究院青岛特钢分院副院长、线材研究所所长左锦中介绍。历经多年迭代,青岛特钢已构建起完整的超高强缆索钢产品体系,在全球同行业中稳稳占据领跑地位。
青岛特钢技术团队从最初打破国外技术垄断、实现产品进口替代的“跟跑”,到突破核心技术、创下世界纪录的“领跑”,每一步都充满艰辛与坚守。
2015年,彼时,国内高端桥梁缆索钢完全被海外垄断,核心热处理技术被严密封锁,进口产品价格居高不下,成为制约我国重大桥梁工程自主建设的瓶颈。为扭转被动局面,青岛特钢扛起国产材料自主自强重任,正式启动超高强度缆索钢研发项目,一场长达10年的技术攀登就此开启。
攻关之路步步为营,每一次技术突破都凝聚着研发团队的心血。2018年,青岛特钢自主设计建造的国内首条QM在线热处理生产线顺利投产,率先实现1770兆帕级缆索钢规模化生产,一举打破海外技术壁垒。2020年,1960兆帕级产品研发成功,综合性能比肩国际顶尖水平,青岛特钢实现了从“跟跑”到“并跑”的转变。2025年,青岛特钢生产的2100兆帕级缆索钢成功应用于燕矶长江大桥,创下世界桥梁缆索用钢强度新纪录,2200兆帕级产品也同步完成研发并投入应用。如今,青岛特钢2300兆帕、2400兆帕级等更高强度缆索钢的预研工作已全面展开,持续为复杂工况下的桥梁工程储备技术。
“从1770兆帕到2200兆帕,每提升100兆帕,都需要全产业链协同攻坚。我们只用了10年时间,走完了国外企业数十年的研发之路。”回首十年攻关历程,中信特钢研究院青岛特钢分院线材研究所主任工程师李阳感慨万千。
青岛特钢的研发之路,是我国高端特钢产业自主突围的真实写照。近年来,我国桥梁工程持续向超高、超大跨、复杂地质环境突破,现代超级桥梁的服役环境日趋严苛,深山峡谷温差较大、常年大风浓雾,跨海航道高湿高盐、台风频发,这些都倒逼缆索钢在强度、韧性、抗疲劳、耐腐蚀等性能上实现协同突破。但长期以来,“高强度与高韧性难以兼顾”始终是全球材料领域公认的技术瓶颈。“强度提升后钢材极易变脆,一旦出现断裂隐患,整座大桥的百年安全都无从谈起。”李阳坦言,这是研发团队必须攻克的核心难关。
为此,青岛特钢走出一条“配方优化+工艺革新+全流程管控”的创新之路。该公司研发团队在调整钢材碳含量的基础上,精准配比合金元素,有效规避高碳钢材脆性大的缺陷,让2100兆帕超高强钢丝依旧保持5%以上的断后伸长率;冶炼环节不断优化工艺,将钢坯中心偏析严格控制在2.0级以内,从源头上提升钢材均匀度与抗疲劳能力;独创的QM在线等温热处理工艺,更是精准重塑钢材金相组织,形成细密均匀的索氏体结构,让钢材的强度、韧性、耐腐蚀性同步提升。
从原料进厂到成品出库,每一批盘条都要经过拉伸、扭转、百万次疲劳测试、湿热腐蚀等数十项极限检验。一套严苛的质量管控体系,让青岛特钢的产品顺利通过各类极端工况考验,用过硬实力擦亮了“中国材料”的金字招牌。
单一企业的单打独斗,难以支撑高端材料的长久发展。在高端特钢领域,从盘条生产、钢丝捻制到桥梁架设,环环相扣,产业链协同是技术落地、产业升级的关键。
在贵州花江峡谷大桥建设过程中,青岛特钢与缆索制造企业贵州钢绳携手合作,打造出一套可复制、可推广的产用协同模式。双方打破行业壁垒,建立“需求共研、问题共解、成果共享”的联动机制。在项目建设前期,根据大桥特殊工况联合制订材料标准,让原材料研发精准对接制索、施工需求;在生产试制阶段,双方实时沟通调试,第一时间解决生产、加工中出现的各类问题;在工程建设阶段,青岛特钢派驻技术团队全程驻场,保障缆索制造与桥梁架设顺利推进。最终,贵州花江峡谷大桥按期合龙,全程未出现任何质量问题。
“这种深度协同的模式,不仅缩短了新品研发和落地周期,还带动整个产业链技术同步升级。”左锦中说道。在他看来,优质材料既要经得起工程考验,又要兼顾经济价值与生态价值,“好材料要让大桥建得起来,且长久安全运行,帮助降低全生命周期成本,这才是产业发展的长远之道”。
依托青岛特钢独创的短流程生产工艺,“绿色基因”成为其缆索钢与生俱来的特质。相较于传统生产方式,企业每吨产品可降耗30%、减少碳排放200公斤;凭借出色的抗疲劳、耐腐蚀性能,桥梁缆索使用寿命大幅延长,整体运维成本可降低30%~50%。
国产化替代带来的优势不止于绿色低碳。如今,青岛特钢同规格产品售价较进口钢材低15%~25%,再加上就近保供、现场技术服务等配套优势,多年来为国内重大基建项目节省了巨额投资。对于下游合作伙伴而言,国产缆索钢既降低了采购与运维成本,又彻底摆脱了海外供应链的掣肘,工程建设自主性、安全性得到全面提升。
针对未来产业链发展,孙广亿有着新的思路:“接下来,我们将进一步打通生产企业、加工用户、工程终端三方壁垒,推行项目化联动机制,让研发、生产、应用深度融合,以全链条协作,推动行业整体迈向更高水平。”
放眼全国,我国桥梁建设的版图还在不断延伸,建设重心逐步向深远海、西部深山等区域拓展。跨海大桥面临盐雾腐蚀、超强台风等挑战,西部特大桥要应对复杂地质与极端气候,再加上部分工程提出120年超长服役标准……一系列新要求不断倒逼桥梁缆索钢迭代升级。
立足于行业发展前沿与制造强国建设目标,青岛特钢坚持“生产一代、研发一代、储备一代”的发展思路,在2200兆帕级产品稳定量产的基础上,持续推进2300兆帕、2400兆帕超高强度缆索钢研发。针对海洋工程特殊环境,该公司还联合国内高校、科研院所搭建模拟测试平台,专项研发耐蚀合金盘条与新型镀层材料,同步运用数字化、智能化技术优化生产工艺,为跨海超级工程提前储备核心技术。
从曾经受制于海外技术封锁,到如今主导全球缆索钢技术标准;从填补国内高端材料空白,到引领世界桥梁用材发展,青岛特钢十年逐梦之路,正是中国钢铁工业转型升级、自立自强的缩影。一根根纤细的钢丝,串联起天堑通途,也承载着中国制造业向上攀登的决心。
在制造强国、交通强国建设的宏大蓝图下,以青岛特钢为代表的中国钢铁企业,始终坚守初心,以钢铁之力,支撑起更多世界级大国工程,不断刷新“中国强度”的新高度。
