1项目背景

高强度钢板广泛应用于能源工程、交通运输、国防建设等重大工程及装备关键部件制造，是国家实施高端制造全球化布局的重要保障。随着装备及结构对服役安全性要求越来越高，关键材料无法满足高性能要求，同时核心部件仍依赖进口，这严重制约了大型机械装备重型化、集成化、绿色化发展进程。因此，自主研发强度系列化、规格系列化、指标差异化的先进钢铁材料及高端装备是推动“制造强国”战略实施的重大任务。

针对上述问题，山钢股份提出开发厚度4-120mm、屈服强度550-1100MPa全系列高强度钢板，实现进口替代的计划目标。围绕这一目标，山钢开展了一系列卓有成效的营销和技术创新工作，开发了在线淬火短流程制备工艺，产业化应用比例达70%以上，达到行业领先水平；4-120mm厚、屈服强度550-1100MPa全系列高强度钢板国内市场占有率达到30%以上。

2工艺技术装备水平

山钢股份是山钢集团钢铁主业和核心资产的运营管理平台，产品涵盖高端装备、海洋工程、轨道交通、白色家电、石化装备、工程机械六大系列，是全国乃至国际著名的宽厚板、板带、H型钢、优特钢和高端建筑用钢生产基地。山钢股份拥有3条中厚板生产线，配套能力强，厚度范围4-120mm，规格齐全，工艺技术装备达到国际先进水平，具备高强钢一站式供货能力，实现煤矿和工程机械国内外知名用户全覆盖。该公司通过重大/重点研发计划、揭榜挂帅等形式，历经十余年，推动高强度钢板实现了强度等级、质量等级和规格配套系列化，全面替代进口。

3工艺技术创新

山钢股份针对高强度厚钢板生产进行了诸多技术创新。

技术创新点一

山钢股份首次开发了合金设计、轧制和淬火工艺耦合控制技术，保证小压缩比条件下120mm厚钢板厚向性能均匀；发明了4mm薄规格钢板淬火形性一体化调控关键技术，薄宽规格钢板不平度≤3mm/m；开发了厚度大跨距高效热处理技术，形成了4-120mm全厚度极限薄宽、特厚高强钢产品制造工艺。

关键技术1：炼钢、精炼、连铸一体化联动工艺技术开发，实现低缺陷铸坯冶炼控制技术，高强度钢板低倍控制在C类1.0级以下，夹杂物尺寸控制在10μm以下，解决了高强钢芯部分层共性技术难题。

关键技术2：基于4-120mm大跨距规格的温度梯度精准调控与一钢多级890-1100MPa柔性热处理工艺技术开发，实现高效节能生产。

关键技术3：开发淬火工艺与板形一体化调控技术，实现极限薄规格钢板稳定生产。

技术创新点二

山钢股份原创性提出了炼钢“时序叠加”全流程吹氩新思路，开创了精炼静态单工序向动态多工序吹氩的技术变革，实现了精炼时间柔性控制，行业首创了大包浇注过程智能自适应吹氩冶金新工艺和成套生产新装备。建立了洁净钢成套工艺技术、低缺陷铸坯生产技术。

关键技术1：连铸钢包浇注过程中环上水口吹氩冶金新技术。

关键技术2：连铸中间包浇注过程中环上水口吹氩冶金新技术。

技术创新点三

采用中碳、“Nb-Cr-B”微合金化成分设计，结合在线淬火工艺技术，创新采用高轧制温度、高开冷温度、高回火温度的“三高”工艺设计理念，解决了高强钢形性一体化技术难题，实现在线淬火热处理技术生产高强钢产量和质量国内第一。

关键技术1：建立高强度钢板在线淬火温控模型。

关键技术2：在线淬火高强钢板形控制技术。

技术创新点四

首次提出绿色V-N微合金化高强韧中厚板的成分和组织设计思想，揭示了奥氏体中“高氮 形变诱导析出”和“钒氮析出相诱导铁素体形核”的行为机理，开发了以V（C， N）促进铁素体形核的组织调控及强韧化控制技术，成功开发出低屈强比铁素体基高强韧中厚板低碳关键制备技术。

关键技术1：基于V-N微合金化的铁素体中温转变组织调控技术。

关键技术2：基于第二相弥散析出高相变速率的低残余应力控制技术。

关键技术3：基于中温转变铁素体热力学驱动的绿色协同控氢技术。

4产品典型应用业绩

山钢股份高强度中厚钢板凭借优异的质量和性能以及出色的营销服务方案，获得国内市场重点用户的肯定和信赖。

郑州煤矿机械集团股份有限公司：山钢股份Q550-Q890高强度钢板年供货量10万余吨以上，满足了客户对材料的高均质差异化要求，全面替代进口。

中煤北京煤矿机械有限责任公司：山钢股份V-N微合金化低屈强比高强度钢板，满足了北煤机工信部制造业单项冠军产品、国内首创短壁连采液压支架及出口俄罗斯、澳大利亚等大倾角液压支架对材料的高质量要求，填补了行业空白，高强度钢板年供货量6万吨以上。

山能集团兖矿东华重工：山钢股份破解了120mm特厚高强度钢板生产技术难题，在兖矿全球最大高度13m液压支架试验台以及8.2m/10m世界最大支护高度液压支架广泛应用，年供货量7万余吨。

徐工集团工程机械有限公司：山钢股份高强度钢板年供货量超10万吨，实现了高强韧、易焊接、耐疲劳特性，攻克了高不平度关键工艺技术难题，Q550-Q1100E高强度钢板应用于徐工全系列起重机。

三一重工股份有限公司：山钢股份2.5万吨Q890D-Q1100高强度钢板应用于三一装备4500吨履带式起重机生产，满足了高不平度、易焊接、耐疲劳等差异化需求，实现了全面进口替代。

5实施效果

通过本项目实施，山钢股份高强度钢板系列产品广泛应用于郑煤机、中煤集团、山东能源、兖矿集团、久益环球、卡特彼勒、徐工集团、三一重工、山推股份等知名工程及煤机装备制造企业，通过产、学、研、用全产业链协同创新，突破关键共性技术，推动了高端制造国产化进程，支撑了“制造强国”战略重大需求。

在高强钢产品开发及市场开拓过程中，形成一大批具有自主知识产权的大型机械装备用高强度钢板核心技术和科技成果，包括冶金科学技术奖二等奖1项、三等奖2项，山东省科技进步二等奖1项；授权发明专利30件；制定国家/行业标准5项。

通过本项目实施，2019-2021年，山钢股份累计销售高强钢板120万吨以上，市场占有率超过30%，产量国内第一。高强度钢板在线淬火比例达到75%以上，行业领先；突破系列关键共性技术，技术水平整体达到国际先进。

山钢股份Q550-Q1100高强钢系列产品先后获“中国名牌产品”“山东名牌”“冶金行业品质卓越产品”“金杯优质产品”“第六批山东省制造业单项冠军产品”等荣誉称号。（山钢股份大型机械装备用高强度中厚钢板荣获2022年度中国钢铁工业产品开发市场开拓奖）（麻衡）