世界上只有三个国家可以制造用于建造航空母舰的特种钢,中国能制造吗?

小夏 军事 更新 2024-02-21

2002年3月3日,“瓦良格”号航空母舰在多艘护卫舰的陪同下,顺利抵达中国大连港。 这标志着中国航母工业有了新的起点。 从“瓦良格”号到“辽宁”号正式入驻中国海军,历经了11年的艰苦奋斗。

“瓦良格”号原本是苏联时代建造的一艘未完工的航空母舰,后来随着苏联解体,航母成为乌克兰的财产。 由于资金短缺,乌克兰决定**这艘航空母舰。 经过一番谈判,中国以2000万美元的价格从乌克兰购买了这艘航母及其设计图纸,这对中国自主发展航母具有重要意义。

然而,当“瓦良格”号抵达中国时,它立即面临着一个巨大的挑战:经过长时间的海水侵蚀和缺乏维护,航母的钢材已经出现严重的锈蚀和老化。 当时中国还没有能力生产这种特殊钢,那么生产这种钢有多难呢? 中国能否突破国际垄断,掌握航母用钢生产技术?

“瓦良格”号原本是苏联设计的航空母舰,苏联解体后由于财政问题而无法完工。 这艘航空母舰在高盐度海水中浸泡了8年,缺乏必要的保养和维护。 尽管表面生锈和碎屑,但工程师们惊喜地发现,由于采用了高强度镍铬合金钢,航空母舰的钢板仍然坚固耐用。

面对改造瓦良格河的紧迫任务,中国必须解决缺乏合适钢材的问题。 这一过程不仅考验了中国的技术创新能力,也是中国自主航母发展的重大挑战和机遇。

在“瓦良格”号的改造过程中,虽然航母的钢板基本还能使用,但维修和加固是必要的步骤,这项繁重的任务最终被委托给了鞍钢集团。 鞍钢作为中国钢铁行业的龙头企业,为国产航母的建造做出了特别重大的贡献,提供了大量的特种钢。

修复中使用了一种称为“对称扁平球钢”的特殊钢,它与传统钢的形状不同,因为它两端是球形的,中间是扁平的,具有独特的结构特性。

在接到生产对称扁平钢的订单之前,包括鞍钢股份有限公司在内的国内没有一家钢铁企业没有生产这种特殊钢的经验,这对鞍钢集团来说是一个新的挑战。 鞍钢采取了产品开发和生产并存的策略,仅仅两个月后就开始了生产实验。

然而,生产过程具有挑战性,工程师们面临着与传统钢铁生产截然不同的技术挑战,即如何利用现有的轧机设备生产符合规格的对称扁平球钢。 这不仅是生产的技术问题,也是生产效率的显着提高——在尝试之初,由于技术困难,单日产量极低。

生产对称扁平球钢的难点在于其独特的设计和形状要求,普通轧制技术难以达到精确的形状和尺寸要求,缺乏专门为该类钢设计的生产线,这些都导致了生产过程的复杂性和效率低下。

在探索航母建造的关键材料方面,特别是高强度低合金(HSLA)系列钢,美国在20世纪80年代取得了突破,并成功研制了该系列钢。 HSLA-80钢的性能超越了以前广泛使用的HY-80,HSLA-100的屈服强度达到690兆帕,可与HY-100相媲美,标志着生产出屈服强度至少为690兆帕的世界级特种钢。

基于这些先进绩效指标的设定,我国选择鞍钢集团(简称鞍钢集团)承担生产航母专用钢的重任。 2011年,鞍钢被正式指派制造航母甲板钢板,这项任务给鞍钢带来了前所未有的挑战。 国家要求的甲板钢规格远远超过鞍钢常规生产的钢板尺寸,几乎达到了鞍钢产能的极限。 对这种大型钢板的需求主要是为了适应航母甲板的宽面积,减少焊接工作量。

航空母舰的甲板通常大于150000平方米,大规模焊接工作不仅费时而且技术要求高,焊接工时占航母建造总工时的三分之一。 因此,使用较大的钢板可以有效减少焊接工作量,从而缩短工期。

为满足这一需求,鞍钢采取积极措施,引进了全球产能最大的5米5超宽轧机。 该轧钢厂以其惊人的760多吨重量和超过10万个零件的复杂结构,赢得了“世界轧钢机之王”的美誉,为鞍钢生产超大型钢板以满足航母建造需求提供了有力支撑。

尽管已经引进了最先进的轧机设备,但将其转化为高质量钢材的实际生产过程仍然具有挑战性。 为了保证项目的顺利进行,项目负责人赵刚经常需要乘坐100公里外的鞍山和生产基地之间的高铁,亲自监督甲板钢的生产。

生产团队的成员也投入了大量的精力和时间,他们几乎把工厂当成了自己的家一个多月,每天投入十多个小时的工作。 正是这种持续不懈的努力,鞍钢终于在规定时间内成功生产出屈服强度为690MPa的甲板钢,其性能可与美国福特级航母相媲美。

这一成就标志着中国成为继美国和俄罗斯之后世界上第三个具备自主生产航母甲板钢能力的国家。 目前,除了一些有特殊性能要求的钢材外,国产航母的主力钢材几乎全部由鞍钢提供。 正是由于航母钢材的国产化,中国海军的山东舰艇和福建舰艇才能快速下水。

无论是修辽宁舰所需的对称扁平球钢,还是山东舰、福建舰艇甲板上使用的特种钢,都是对中国钢铁工业实力的重大考验。

作为中国钢铁行业的领军企业,鞍钢集团在航母钢研发和生产方面的成功,体现了中国人民和企业不断奋斗和创新的精神。 凭借这种精神,中国海军的辽宁舰和山东舰已经投入使用,福建舰即将完成海试,标志着中国即将正式进入拥有三艘航母的新时代,海军实力将得到明显增强。

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