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瓦良格号航母钢材制造难题与中国技术突破:从修复到自主研发

佚名 钢材资讯 2024-12-19 20:04:08 111

#真说#

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2002年3月3日,历尽波折的“瓦良格”号终于在众多船只的簇拥下顺利抵达大连港。从“瓦良格”号抵达中国到“辽宁舰”下水服役,中国经历了完整的历程。 11年了。

“瓦良格”号回国后,中国很快就发现了一个棘手的问题,那就是船上的钢材已经生锈老化,但中国当时无法生产这样的钢材。

航母钢材有多难?中国是否打破了美俄的垄断,掌握了制造航母钢的技术?

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制造修复瓦良格号所需的钢材有多困难?

“瓦良格”号是苏联时期一艘未完工的航空母舰。当它被乌克兰继承时,它只剩下一个空壳。后来由于缺乏资金,乌克兰决定出售这艘航母。

经过爱国人士的谈判,乌克兰愿意以“2000万美元”的高价向我们出售航母和图纸。这是中国航母事业的一个重大转折点。

当它抵达中国时,这艘航母已经在咸水里泡了八年,缺乏维护。

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算上建造时间,这艘航母已有近20年的历史,而航母的寿命一般为30年,算得上是“老牌强者”了。

因此,当“瓦良格”号刚抵达中国时,人们看到的只是一艘布满铁锈和垃圾的破船。这一幕让人很难相信这是一艘航母。

然而,除去表面的锈迹后,工程师发现“瓦良格”号的钢板仍然闪闪发亮。这是因为苏联使用的是高强度镍铬合金钢。

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但中国要想改造“瓦良格”号,势必要解决“无钢可用”的问题。

由于当时“瓦良格”号的钢板总体上还可以继续使用,所以中国将其改造为辽宁舰的计划更多的是对其钢材进行修复,而这个繁重的任务就落到了鞍钢的身上。

鞍山钢铁被誉为“共和国钢铁工业的长子”。中国航母70%以上的钢材来自鞍钢。

修复“瓦良格”号的主要材料俗称“对称球形扁钢”。这种特殊钢材的头部呈圆球形,但腹部是平的。

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在接到生产对称扁球钢的任务之前,包括鞍钢在内的国内尚无一家企业具备生产这种特殊钢材的能力。这是鞍钢股份从零到一的又一次飞跃。

考虑到生产周期有限,鞍钢选择同时研究产品和生产产品。接到任务后仅两个月,就首次尝试生产产品。

结果,工程师们到达现场后才感到头疼,因为轧机轧不出符合标准的对称扁球面钢。

不仅没有办法生产出符合标准的产品,也很难提高生产效率。每天要花十多个小时轧制好几条钢带。但生产对称扁球钢的难点在哪里呢?

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简单来说,对称扁扁钢的形状与普通钢材不同,设计也比较特别。对称扁扁钢的形状很难轧制。

同时,鞍钢没有对称扁球钢专用生产线,整体生产效果并不乐观。

为了避免产生扭曲钢材,鞍钢工程师投入了大量的精力和成本,终于在2009年5月成功交付了200吨钢材。

更令人惊讶的是,过去鞍钢大约需要5到10年的时间才能实现这些研发目标,但面对国家对航母的需求,鞍钢只用了1到3年的时间就实现了这些目标。实现这些研发目标。

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然而,航母扁钢的生产只是钢材自主研发的开始。想要自主制造航母,最关键的是生产合格的航母甲板钢材。

生产航母甲板钢用什么钢?

甲板是整艘航母的核心部分,对于钢材的要求可以说已经到了天花板。

因为飞行甲板要承受舰载机起降时产生的巨大冲击力,还要承受喷气式飞机几千度高温的排气火焰。

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当时,只有美国和俄罗斯拥有生产航母甲板特殊钢的技术,但这两个国家都禁止出口航母甲板钢及相关技术。

从航母专用钢的生产水平来看,拥有航母数量最多的美国显然更胜一筹。

美国有两个系列的特殊钢。一是HY系列特殊钢。 HY-80的屈服强度可达850MPa。屈服强度主要是指钢材的最大屈服强度。

后来美国在HY-80的基础上又研制出了屈服强度不低于686MPa的HY-100。这种钢具有更好的耐腐蚀性能和更强的综合性能。

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另一种类型是HSLA系列钢材。美国于20世纪80年代首先研制成功该系列钢。

其中HSLA-80的性能优于HY-80,基本已逐步取代HY-80。 HSLA-100的屈服强度已达到690MPa,与HY-100相当。

也就是说,想要生产出世界顶级的特殊钢,钢材的屈服强度就应该不低于690兆帕。

在确定钢材各项性能指标后,国家决定将生产航母钢的艰巨任务交给“鞍钢集团”。

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鞍山钢铁如何打破美俄封锁?

2011年,鞍钢正式接到了航母甲板钢材的制造任务,这也让鞍钢“震惊”。

因为当时国家要求的甲板钢材长度是鞍钢正常生产的钢板的四块。这种甲板钢材的规格几乎挑战了鞍钢的极限,但为什么要生产这么大的钢板呢?这与航母甲板面积和焊接工作量有关。

通常航母的甲板面积达到15000平方米以上,因此需要将大量钢板焊接在一起。

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值得一提的是,在航母生产项目中,焊接工作所花费的时间占到了航母总工时的30%。

可见,对于航空母舰来说,生产钢板越大,所需的焊接工作量就越小,可以缩短建造工期。

为了尽快生产出甲板钢,鞍钢首先从海外采购了一台五米五米超宽轧机。这家轧机拥有世界上最高的生产能力,被誉为“全球轧机之王”。

轧机之王重达760多吨,拥有约10万个零件。

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虽然有生产钢铁的重型机器,但它仍然与直接生产钢铁不同。

为了保证研发和生产顺利进行,领导赵刚不时乘坐高铁到距离鞍山100多公里的工厂视察,密切关注甲板钢的生产过程。

一些负责生产的员工透露,一个多月来,他们几乎住在厂里,每天工作十几个小时。

经过他们夜以继日的努力,鞍钢终于在预定时间内生产出了690MPa甲板钢材,与美国“福特级”航母所用钢材相近。

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随着鞍钢甲板钢的研制成功,我国成为世界上第三个能够独立生产航母甲板钢的国家。

目前,除部分性能要求较低的钢材外,国产航母的钢材大部分由鞍钢生产。正是因为航母钢材国产化,山东舰、福建舰才能这么快下水。

无论是修复辽宁舰前身所用的对称扁扁钢,还是生产山东舰所用的特种甲板钢,这对中国这个钢铁大国来说都是一次考验。

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作为“老大哥”,鞍钢集团带领民族钢铁工业一步步征服航母钢,体现了中国人民和企业艰苦奋斗、拼搏进取的精神。

正是本着这种精神,我们迎来了辽宁舰、山东舰的服役和福建舰的下水。现在福建舰的海试即将开始。这表明中国将在不久的将来正式进入“三艘航母时代”,海上实力将大幅增强!

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