我国第一艘国产航母山东舰交付海军,航母用钢有何讲究?
我国首艘国产航空母舰山东舰17日下午在海南三亚某军港交付海军。
中国船舶集团有限公司董事长雷凡培、海军司令员沈金龙在仪式上讲话。

我国第一艘国产航空母舰被命名为“中国人民解放军海军山东号”,舷号为“17”。
航空母舰用钢
大型航空母舰建造需要用到各种钢板,一般钢板种类分为船体板、装甲板、结构板三类。为了防御鱼雷、潜射导弹的轰击,船体板水下部分多采用150-203mm厚,也做成双层或三层船体,当外层受损时,内部船体功能仍会保留,不会沉没。
不具备作战能力;装甲主要用于防弹和核心部件,比如指挥员是全舰的指挥官,受到装甲板的保护,是航母最厚的地方,最大厚度有330mm,跟坦克钢板差不多。
结构板主要用于飞机跑道、机舱及机身结构,一般跑道钢板厚度为40-50mm,对不平整度要求很高,否则会影响飞机质量,而且板材越大越好,焊缝通常会对飞机轮胎造成损伤。
山东船舶:宝钢、鞍钢特种钢
航母需要用到特殊钢材,目前世界上只有美国、俄罗斯等4个国家能制造这种钢材。印度自己不能制造特殊钢材,自己建造航母用的钢材都是从俄罗斯购买的。中国目前有能力制造这种特殊钢材吗?第一艘国产航母的材料从哪里来的?
据日本共同社援引加拿大军事杂志《汉和防务评论》最新一期报道,中国自主建造的航母所用的钢材,是中国上海宝钢生产的特殊钢材。中国首艘国产航母就是在上海长兴造船厂制造的,之所以选择在该船厂建造,是因为从宝钢运输特殊钢材更加方便。
宝钢是1978年《中日友好条约》签订后作为中日经济合作的象征而成立的。作为中国最大的钢铁企业,宝钢为军舰提供了大量钢材。自2005年宝钢引进新技术以来,目前已达到航母用高强度钢的国产化要求。
目前,我国已研制出性能不逊于美国航母用钢的甲板钢,山东舰使用的特钢由我国鞍钢集团历时3年研制,性能位居世界领先水平。
航空母舰被称为“海上浮动机场”,是无可争议的海上霸主,是一个国家海军装备和国防实力的象征。
2012年,我国第一艘航空母舰辽宁舰正式服役中国海军,2017年,我国第二艘航空母舰正式下水,并于2019年12月17日服役,我国国产航空母舰建设迈入了新的篇章。
飞行甲板是航母结构的关键部位,其功能和作用十分特殊。飞行甲板不仅要承受二三十吨重的舰载机起飞、降落时产生的强烈冲击和高摩擦,还要承受喷气式飞机高达几千度火焰的灼烧。
由于性能要求极高,世界上只有少数国家能够生产真正用于航母建造的甲板钢,我国鞍钢集团是具备此能力的企业之一。
每隔一段时间,赵刚就会坐高铁去距离鞍山100多公里的鲅鱼圈跟踪军工钢铁生产情况。
这个2008年建成投产的钢铁基地,拥有全国最先进的钢铁生产加工设备,更让人印象深刻的是,被誉为“世界轧机王”的5.5米超宽轧机就安装在这里。
这是世界上宽度最大的轧机,轧制能力世界顶级。向下轧制力可达10万吨,可轧制宽度5.5米、轧制长度40多米的钢板,是当之无愧的“轧机之王”。2013年,我国第一艘国产航空母舰的甲板钢就是在这里生产的。
赵刚是鞍山钢铁研究院军品研究所副所长,也是我国首艘国产航空母舰甲板用钢研发负责人。
鞍山钢铁研究院军品研究所副所长赵刚:目前我们航母这种宽长甲板钢,在国内是唯一的生产基地,我们现在的水平应该能够达到世界领先水平。
如此世界一流的装备“武器”,为国产航母超宽甲板钢生产提供了保障。然而,尽管产能充足,但真正生产出合格产品却并不容易。2011年,当赵刚第一次接到航母甲板钢研制任务时,他便感到任务艰巨。
赵刚:其实我心里还是挺震惊的,他们要求我们开发超宽、超长、最厚的甲板钢,这么长这么宽的一块钢板,生产量相当于我们现在常规生产的四块钢板。
建造一艘航空母舰,有三分之一的工作是焊接钢板。因此,焊接飞行甲板的钢板面积越大,焊缝就越少,也能缩短建造工期,提高甲板的整体质量。为了提高航空母舰的机动性和速度,需要减轻舰体重量,降低重心,使舰体更加稳定,并具备足够的防弹能力,这些都需要高强度和高韧性的钢板来保证。因为要同时满足这么多苛刻的要求,所以航空母舰的甲板钢超过了任何军舰用钢的质量。
赵刚:它的力学性能要求非常高,它的头尾强度偏差不会超过10MPa,它的-84度冲击韧性在250焦耳以上,所以它的质量是非常非常好的。
今年30岁的张昆是鞍钢鲅鱼圈分公司一名技术员。2012年,刚参加工作不久的他便加入了赵刚的团队,参与我国首艘国产航空母舰甲板钢的研发和生产。那一年的经历,张昆至今仍记忆犹新。
鞍钢鲅鱼圈分公司技术员 张昆:那一个多月的时间,我几乎24小时都在厂里,从前线到后线跟踪每一道工序,每天只能睡三四个小时。
其实早在我国第一艘国产航空母舰建造之前,我国在修理“瓦良格”号时,辽宁号的前身鞍钢就已经开始进行航空母舰用钢的研发。
鞍山钢铁研究院军工研究所研究员周丹从事水面舰船用钢研发工作24年。2008年,周丹和她的团队接到了一项特殊的科研任务——研制我国第一艘航空母舰辽宁号的前身“瓦良格号”修复用钢。
周丹书桌的笔筒里,放着一块形状特殊的钢板实验样品,这是周丹在进行航空母舰用钢科研攻关时留存的样品,为对称球扁钢。
球扁钢是一种由球形头、平腹组成的特殊型材,一般用作船舶的龙骨和加强筋,是建造大型船舶的关键材料。此次修复“瓦良格”号所用的对称球扁钢,就是一种特殊形状。十年前,我国没有一家钢铁企业具备生产对称球扁钢的经验和条件。周丹和他的团队面临着前所未有的挑战。
经过两个月边研发边实验调整,周丹和团队终于等到了轧制第一批球扁钢的时刻。
鞍钢研究院军品研究所水面舰船研究室主任 周丹:我们当时看现场的时候,发现一根钢筋根本就轧不出来,每轧一根钢筋,尺寸都不对,再轧一根,尺寸还是不对,我们在现场呆了十几个小时,才轧出几根钢筋。所以我们当时挺着急的,觉得这个事情太难了。
由于对称球扁钢形状特殊、尺寸差异大,又涉及金属流动、孔位设计的因素,单纯采用滚压成型难度很大,由于没有专门的生产线,热处理效果并不理想,周丹和团队只好将球扁钢一根一根固定在热处理架上,防止变形,最终保证了产品的生产。
2009年5月,鞍钢成功交付辽宁号航母修复用200吨钢材。3年后,辽宁号航母正式服役中国海军。
为了这一天,周丹和他的同事们投入了无数的艰辛和汗水,以及巨大的制作成本。
周丹:过去需要三到五年才能完成的研发任务,我们只用了一年半的时间就完成了,而且我们生产了大约10倍的产量来保证这批供应。
这是国内最先进的热轧带钢生产线,我国第一艘国产航空母舰上层建筑所用的钢板就是在这里生产的。
5.5米超宽轧机
鞍钢热轧带钢厂1780生产线值班长 张福铎:这个相当于生产线的心脏,是生产线的核心,所有生产产品的80%以上的指标都是在这里确定的。
在这条生产线上工作了20年的张福铎经验丰富,他和操作工配合默契、一丝不苟,他们的每一步操作都与最终产品的质量息息相关。
张福铎:这个军工产品几乎是轧机设计能力最顶尖的,稍有疏忽就会导致生产事故。军工产品不是每个钢厂都能生产的。我们轧制得很好,能达到军工标准,我们为此感到非常自豪。
2013年8月,鞍钢完成首艘国产航空母舰建造所需的甲板钢、球扁钢等关键钢种生产,为国产航空母舰建造提供了70%的航母专用钢。2017年4月,我国首艘国产航空母舰顺利下水。
结尾
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