高強(qiáng)度鋼板廣泛應(yīng)用于能源工程、交通運(yùn)輸、國(guó)防建設(shè)等重大工程及裝備關(guān)鍵部件制造，是國(guó)家實(shí)施高端制造全球化布局的重要保障。隨著裝備及結(jié)構(gòu)對(duì)服役安全性要求越來(lái)越高，關(guān)鍵材料無(wú)法滿足高性能要求，同時(shí)核心部件仍依賴進(jìn)口，這嚴(yán)重制約了大型機(jī)械裝備重型化、集成化、綠色化發(fā)展進(jìn)程。因此，自主研發(fā)強(qiáng)度系列化、規(guī)格系列化、指標(biāo)差異化的先進(jìn)鋼鐵材料及高端裝備是推動(dòng)“制造強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略實(shí)施的重大任務(wù)。

針對(duì)上述問(wèn)題，山鋼股份提出開(kāi)發(fā)厚度4-120mm、屈服強(qiáng)度550-1100MPa全系列高強(qiáng)度鋼板，實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代的計(jì)劃目標(biāo)。圍繞這一目標(biāo)，山鋼開(kāi)展了一系列卓有成效的營(yíng)銷和技術(shù)創(chuàng)新工作，開(kāi)發(fā)了在線淬火短流程制備工藝，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用比例達(dá)70%以上，達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平；4-120mm厚、屈服強(qiáng)度550-1100MPa全系列高強(qiáng)度鋼板國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到30%以上。

山鋼股份是山鋼集團(tuán)鋼鐵主業(yè)和核心資產(chǎn)的運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，產(chǎn)品涵蓋高端裝備、海洋工程、軌道交通、白色家電、石化裝備、工程機(jī)械六大系列，是全國(guó)乃至國(guó)際著名的寬厚板、板帶、H型鋼、優(yōu)特鋼和高端建筑用鋼生產(chǎn)基地。山鋼股份擁有3條中厚板生產(chǎn)線，配套能力強(qiáng)，厚度范圍4-120mm，規(guī)格齊全，工藝技術(shù)裝備達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，具備高強(qiáng)鋼一站式供貨能力，實(shí)現(xiàn)煤礦和工程機(jī)械國(guó)內(nèi)外知名用戶全覆蓋。該公司通過(guò)重大/重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、揭榜掛帥等形式，歷經(jīng)十余年，推動(dòng)高強(qiáng)度鋼板實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度等級(jí)、質(zhì)量等級(jí)和規(guī)格配套系列化，全面替代進(jìn)口。

山鋼股份針對(duì)高強(qiáng)度厚鋼板生產(chǎn)進(jìn)行了諸多技術(shù)創(chuàng)新。

技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)一

山鋼股份首次開(kāi)發(fā)了合金設(shè)計(jì)、軋制和淬火工藝耦合控制技術(shù)，保證小壓縮比條件下120mm厚鋼板厚向性能均勻；發(fā)明了4mm薄規(guī)格鋼板淬火形性一體化調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)，薄寬規(guī)格鋼板不平度≤3mm/m；開(kāi)發(fā)了厚度大跨距高效熱處理技術(shù)，形成了4-120mm全厚度極限薄寬、特厚高強(qiáng)鋼產(chǎn)品制造工藝。

關(guān)鍵技術(shù)1：煉鋼、精煉、連鑄一體化聯(lián)動(dòng)工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)低缺陷鑄坯冶煉控制技術(shù)，高強(qiáng)度鋼板低倍控制在C類1.0級(jí)以下，夾雜物尺寸控制在10μm以下，解決了高強(qiáng)鋼芯部分層共性技術(shù)難題。

關(guān)鍵技術(shù)2：基于4-120mm大跨距規(guī)格的溫度梯度精準(zhǔn)調(diào)控與一鋼多級(jí)890-1100MPa柔性熱處理工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能生產(chǎn)。

關(guān)鍵技術(shù)3：開(kāi)發(fā)淬火工藝與板形一體化調(diào)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)極限薄規(guī)格鋼板穩(wěn)定生產(chǎn)。

技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)二

山鋼股份原創(chuàng)性提出了煉鋼“時(shí)序疊加”全流程吹氬新思路，開(kāi)創(chuàng)了精煉靜態(tài)單工序向動(dòng)態(tài)多工序吹氬的技術(shù)變革，實(shí)現(xiàn)了精煉時(shí)間柔性控制，行業(yè)首創(chuàng)了大包澆注過(guò)程智能自適應(yīng)吹氬冶金新工藝和成套生產(chǎn)新裝備。建立了潔凈鋼成套工藝技術(shù)、低缺陷鑄坯生產(chǎn)技術(shù)。

關(guān)鍵技術(shù)1：連鑄鋼包澆注過(guò)程中環(huán)上水口吹氬冶金新技術(shù)。

關(guān)鍵技術(shù)2：連鑄中間包澆注過(guò)程中環(huán)上水口吹氬冶金新技術(shù)。

技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)三

采用中碳、“Nb-Cr-B”微合金化成分設(shè)計(jì)，結(jié)合在線淬火工藝技術(shù)，創(chuàng)新采用高軋制溫度、高開(kāi)冷溫度、高回火溫度的“三高”工藝設(shè)計(jì)理念，解決了高強(qiáng)鋼形性一體化技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)在線淬火熱處理技術(shù)生產(chǎn)高強(qiáng)鋼產(chǎn)量和質(zhì)量國(guó)內(nèi)第一。

關(guān)鍵技術(shù)1：建立高強(qiáng)度鋼板在線淬火溫控模型。

關(guān)鍵技術(shù)2：在線淬火高強(qiáng)鋼板形控制技術(shù)。

技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)四

首次提出綠色V-N微合金化高強(qiáng)韌中厚板的成分和組織設(shè)計(jì)思想，揭示了奧氏體中“高氮+形變誘導(dǎo)析出”和“釩氮析出相誘導(dǎo)鐵素體形核”的行為機(jī)理，開(kāi)發(fā)了以V（C， N）促進(jìn)鐵素體形核的組織調(diào)控及強(qiáng)韌化控制技術(shù)，成功開(kāi)發(fā)出低屈強(qiáng)比鐵素體基高強(qiáng)韌中厚板低碳關(guān)鍵制備技術(shù)。

關(guān)鍵技術(shù)1：基于V-N微合金化的鐵素體中溫轉(zhuǎn)變組織調(diào)控技術(shù)。

關(guān)鍵技術(shù)2：基于第二相彌散析出高相變速率的低殘余應(yīng)力控制技術(shù)。

關(guān)鍵技術(shù)3：基于中溫轉(zhuǎn)變鐵素體熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)的綠色協(xié)同控氫技術(shù)。

山鋼股份高強(qiáng)度中厚鋼板憑借優(yōu)異的質(zhì)量和性能以及出色的營(yíng)銷服務(wù)方案，獲得國(guó)內(nèi)市場(chǎng)重點(diǎn)用戶的肯定和信賴。

鄭州煤礦機(jī)械集團(tuán)股份有限公司：山鋼股份Q550-Q890高強(qiáng)度鋼板年供貨量10萬(wàn)余噸以上，滿足了客戶對(duì)材料的高均質(zhì)差異化要求，全面替代進(jìn)口。

中煤北京煤礦機(jī)械有限責(zé)任公司：山鋼股份V-N微合金化低屈強(qiáng)比高強(qiáng)度鋼板，滿足了北煤機(jī)工信部制造業(yè)單項(xiàng)冠軍產(chǎn)品、國(guó)內(nèi)首創(chuàng)短壁連采液壓支架及出口俄羅斯、澳大利亞等大傾角液壓支架對(duì)材料的高質(zhì)量要求，填補(bǔ)了行業(yè)空白，高強(qiáng)度鋼板年供貨量6萬(wàn)噸以上。

山能集團(tuán)兗礦東華重工：山鋼股份破解了120mm特厚高強(qiáng)度鋼板生產(chǎn)技術(shù)難題，在兗礦全球最大高度13m液壓支架試驗(yàn)臺(tái)以及8.2m/10m世界最大支護(hù)高度液壓支架廣泛應(yīng)用，年供貨量7萬(wàn)余噸。

徐工集團(tuán)工程機(jī)械有限公司：山鋼股份高強(qiáng)度鋼板年供貨量超10萬(wàn)噸，實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)韌、易焊接、耐疲勞特性，攻克了高不平度關(guān)鍵工藝技術(shù)難題，Q550-Q1100E高強(qiáng)度鋼板應(yīng)用于徐工全系列起重機(jī)。

三一重工股份有限公司：山鋼股份2.5萬(wàn)噸Q890D-Q1100高強(qiáng)度鋼板應(yīng)用于三一裝備4500噸履帶式起重機(jī)生產(chǎn)，滿足了高不平度、易焊接、耐疲勞等差異化需求，實(shí)現(xiàn)了全面進(jìn)口替代。

通過(guò)本項(xiàng)目實(shí)施，山鋼股份高強(qiáng)度鋼板系列產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于鄭煤機(jī)、中煤集團(tuán)、山東能源、兗礦集團(tuán)、久益環(huán)球、卡特彼勒、徐工集團(tuán)、三一重工、山推股份等知名工程及煤機(jī)裝備制造企業(yè)，通過(guò)產(chǎn)、學(xué)、研、用全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，突破關(guān)鍵共性技術(shù)，推動(dòng)了高端制造國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，支撐了“制造強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略重大需求。

在高強(qiáng)鋼產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及市場(chǎng)開(kāi)拓過(guò)程中，形成一大批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型機(jī)械裝備用高強(qiáng)度鋼板核心技術(shù)和科技成果，包括冶金科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，山東省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)；授權(quán)發(fā)明專利30件；制定國(guó)家/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)。

通過(guò)本項(xiàng)目實(shí)施，2019-2021年，山鋼股份累計(jì)銷售高強(qiáng)鋼板120萬(wàn)噸以上，市場(chǎng)占有率超過(guò)30%，產(chǎn)量國(guó)內(nèi)第一。高強(qiáng)度鋼板在線淬火比例達(dá)到75%以上，行業(yè)領(lǐng)先；突破系列關(guān)鍵共性技術(shù)，技術(shù)水平整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)。

山鋼股份Q550-Q1100高強(qiáng)鋼系列產(chǎn)品先后獲“中國(guó)名牌產(chǎn)品”“山東名牌”“冶金行業(yè)品質(zhì)卓越產(chǎn)品”“金杯優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品”“第六批山東省制造業(yè)單項(xiàng)冠軍產(chǎn)品”等榮譽(yù)稱號(hào)。