白鶴灘水電站的巨型水輪機組以每分鐘百余轉的節奏將滔滔江水化為清潔電能,“復興號”京滬高鐵以時速350公里劃過大地的經緯,花江峽谷大橋張開千余米的臂膀將天塹變通途……這些從“十四五”102項重大工程清單中走出的代表作品,正以其磅礴之力重塑著中國的現代化面貌。而支撐起這萬千氣象的,有一種不可或缺的“硬核”力量——中國鋼鐵。
我們自豪地看到,在中國960萬平方千米的遼闊疆土上,我國自產自研的高精尖鋼材產品正飛天遁地,開山劈路,無所不能。
為支撐起“華龍一號”核電站的安全壁壘,國產特種鋼材實現了從“可用”到“卓越”的跨越;為滿足“深海一號”大氣田抵抗惡劣海況的苛刻要求,高強度、耐腐蝕的鋼材成為了其定海神針般的脊梁;為助力長征系列運載火箭托舉飛船駛向星空,高溫合金、超高強度鋼等航天材料一次次斬獲關鍵技術突破……這一項項重大工程,不僅是檢驗中國鋼鐵成色的“試金石”,還是引領中國鋼鐵不斷向產品高端化前進的“風向標”。
(注:雅下水電工程、川藏鐵路為模擬示意圖)
讓我們為您剝開一個個宏偉工程的表層,講述其背后的鋼鐵材料如何被需求牽引,在千百次的冶煉、軋制和攻關中,完成自身的涅槃,最終成為托舉大國夢想的堅實基座。
讓我們一起,讀懂大國工程背后的中國鋼鐵密碼。
雅魯藏布江下游水電工程
工程檔案
2025年7月19日,雅魯藏布江下游水電工程(下稱雅下水電工程)正式啟動,這是當今世界規劃中規模最大、技術難度最高的水電基建項目。作為我國“十四五”和“十五五”時期的國家重大工程,以及“西電東送”戰略的支柱工程,雅下水電工程選址西藏林芝,總投資高達1.2萬億元,采用“截彎取直、隧洞引水”的創新開發模式,規劃建設5座梯級電站,總裝機容量為5500萬千瓦~6000萬千瓦,年均發電量為2000億千瓦時~3000億千瓦時,相當于三峽工程的2.7倍,可滿足長三角地區半年的用電需求,產生的年收益可達900億元。與傳統堤壩式水電站不同,這項工程將90%的構筑物隱藏于地下,這種 “地下工程集群”模式堪稱水利工程從“征服自然”到“融入自然”的范式革新。這個超級工程,不僅將成為人類水利史上的里程碑,還將深刻重塑中國能源結構與西南地區發展格局。
鋼鐵密碼
雅下水電工程作為人類史上最大規模的水電工程,其鋼鐵需求量將刷新基建紀錄。該工程總用鋼量預計達400萬噸~600萬噸,若計入配套項目則可能突破800萬噸,且因高寒、高海拔、強腐蝕的極端環境,對鋼材的強度、低溫韌性和耐腐蝕性提出了近乎苛刻的要求。這為高性能特種鋼提供了前所未有的舞臺。
該工程需要的主要特種鋼材類別包括用于超級壩體的“鋼筋鐵骨”——高強水電鋼、水輪機轉輪的抗蝕鎧甲——特種不銹鋼、巨型發電機組的磁芯引擎線——硅鋼片、特高壓電網的高原脊梁——耐候角鋼、混凝土巨壩的骨骼網絡——高強螺紋鋼。
其中,湖南鋼鐵集團研發的HY950CF水電鋼,屈服強度≥960兆帕、零下40攝氏度沖擊功>50焦耳,較傳統材料減重30%,成功拿下雅下水電工程壓力鋼管訂單70%份額(約15萬噸);中國寶武太鋼不銹鋼解決高海拔焊接熔敷率下降難題,獲得3.7萬噸的產品訂單,獨家供應全部93臺水輪機轉輪用鋼;發電機組對硅鋼片的需求預計為23.3萬噸,中國寶武寶鋼股份將供應14萬噸硅鋼。
西氣東輸四線工程
工程檔案
2025年6月26日,國家“十四五”石油天然氣發展規劃重點項目——西氣東輸四線(吐魯番—中衛)甘寧段成功投產。至此,西氣東輸四線(吐魯番—中衛)全線貫通投產,全長3340千米,年輸氣能力達150億立方米,折合替代標準煤2700多萬噸,減少碳排放約5000萬噸。
西氣東輸四線是繼西氣東輸一線、二線、三線管道之后,連接中亞和中國的又一條能源戰略大通道,全線投產后將和西氣東輸二線、三線聯合運行,進一步完善我國西北能源通道,有效增強管網系統供氣可靠性和靈活性,將更多的中亞氣、新疆塔里木上產氣和新疆煤制氣輸送到環渤海、中部和東南沿海地區,對優化區域能源結構、改善大氣環境和推動沿線經濟社會高質量發展具有深遠影響。
鋼鐵密碼
為滿足該工程長輸管道的建設和發展要求,國家管網提出開展基于應變地區服役厚壁高強度管道用材料研制的迫切需求。鞍鋼依托海洋裝備用金屬材料及其應用國家重點實驗室,聯合鋼鐵研究總院等單位,探明了極限規格尺寸下管線鋼板強度、應變、止裂韌性等核心指標復合調控機理,形成了高強度大應變管線鋼板多尺度微觀組織和精細結構控制、基于形變耦合專用制造工藝等多項創新性引領技術,最終成功研制出厚度為33毫米、級別為X80的大應變管線鋼板,在西氣東輸四線項目活動斷裂帶穿越區實現首次工程應用,實現復雜地區大輸量長輸管道用關鍵材料“零”的突破,解決了我國長輸油氣管道建設急需的核心材料難題。此外,沙鋼、首鋼京唐等鋼企生產的管線鋼也助力了該工程項目的建設。
深地塔科一井
工程檔案
深地塔科1井位于新疆阿克蘇地區沙雅縣境內,是我國“向地球深部進軍”實施的重大“深地工程”,肩負著科學探索和發現油氣的雙重任務。該井于2023年5月30日開鉆,于2025年2月份以10910米的垂直深度勝利完鉆,成為亞洲第一、世界第二垂直深度井,標志著我國正式開啟深地探索的“萬米時代”。完成鉆井任務的深地塔科1井不僅獲得了我國首份地下萬米的巖芯標本,還在1萬米的地下找到了油氣存在,這在世界范圍內尚屬首次。這項工程挑戰了地球深部的極端環境:井下溫度超過200攝氏度,壓力高達150兆帕,并面臨超重載荷、井壁失穩、地層井漏等世界級難題。在鉆探過程中,項目團隊先后創造全球尾管固井“最深”、全球電纜成像測井“最深”、全球陸上鉆井突破萬米“最快”、亞洲直井鉆探“最深”、亞洲陸上取心“最深”等五大工程紀錄。
鋼鐵密碼
深地塔科1井使用的三開套管全部采用湖南鋼鐵集團衡鋼生產的155V鋼級第三代特殊扣套管。該套管在極限條件下要承受超過200攝氏度的超高溫和大于130兆帕的超高壓,壓力值相當于在1平方米的面積上要承受4000頭大象帶來的壓力。此外,管體還需承受地層蠕變、交變載荷、腐蝕介質等復雜因素的影響。為應對新的挑戰,衡鋼開發的第三代特殊扣產品有效提高了管體的抗外壓擠毀能力,在管體輕量化、壁厚不增加的情況下,提高了鋼管強度,并確保了足夠的產品韌性,產品螺紋性能達到管體的100%。目前,衡鋼高端油氣用管用于110多口深度達8000米以上的油氣深井,集中分布于我國塔里木地區、西南油氣田等能源重地。
“深海一號”大氣田(二期)
工程檔案
2025年6月25日,我國首個深水高壓氣田開發項目“深海一號”二期實現全面投產。“深海一號”大氣田分一期和二期開發建設(一期項目于2021年6月25日投產),天然氣探明地質儲量合計超1500億立方米,最大作業水深超1500米,最大井深達5000米以上,是我國迄今為止自主開發建設的作業水深最深、地層溫壓最高、勘探開發難度最大的深水氣田。二期項目開發建設面臨極端地質條件,地層最高溫度達到138攝氏度,地層最大壓力超69兆帕,相當于家用高壓鍋工作壓力的1000倍,海上建井和水下生產系統搭建面臨巨大技術挑戰。它的建成不僅有力提升了深海油氣在我國能源供給版圖中的占比,標志著我國海洋油氣開發全面進入1500米超深水時代,也改寫了全球深水油氣開發的格局。
鋼鐵密碼
2023年6月22日,我國最長的深水油氣管道、“深海一號”超深水大氣田二期關鍵控制性工程——直徑20英寸(508毫米)海底長輸管道鋪設完工。該工程在近1000米深海中鋪設的9425根國內最大管徑無縫海管全部由中信泰富特鋼集團天津鋼管提供。
由于海管內部要承受高溫高壓及流體腐蝕,外部面臨海浪、臺風、內波、泥沙遷移、地質斷層等惡劣條件挑戰,且海管要在海底服役20年乃至更長時間,所以對管道性能的要求非常高。“深海一號”二期工程所用的海管,是連接陵水25-1油氣區北管匯和崖城13-1平臺的混輸海管,不僅創造了我國目前海管壁厚新紀錄,還是國內首次水下回接距離最遠的深水混輸海管。天津鋼管聯合用戶技術團隊進行技術攻關,成功實現海管研發制造的國產化,自主完成“深海一號”二期工程使用的深水混輸海管設計、研發、生產全過程。 在生產過程中,天津鋼管充分發揮世界第一套最大口徑508毫米PQF(高質量成品管無縫鋼管連軋機)機組的優勢,通過優化化學成分,采用高精度軋制工藝和先進的熱處理工藝,滿足了高強度、高韌性的指標要求,刷新了國內該領域管線管最大外徑紀錄,成為國內首個成功生產508毫米口徑深海管線管的企業。
“華龍一號”核電機組
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2025年10月11日,全球最大“華龍一號”核電基地——中核集團漳州核電2號機組啟動首次核燃料裝載,這臺機組投產后,預計每年可提供超100億千瓦時清潔電能,相當于減少標準煤消耗312萬噸、二氧化碳排放816萬噸。“華龍一號”是我國研發的具有完全自主知識產權的三代百萬千瓦級核電技術,滿足全球最高安全標準,是我國核電創新發展的重大標志性成果,被譽為“國之重器”“國家名片”,對于我國實現由核電大國向核電強國的歷史性跨越具有重要意義。截至目前,“華龍一號”國內外在運、核準在建機組總數達41臺,是全球在運、核準在建機組總數最多的三代核電技術產品,標志著我國核電技術水平與綜合實力躋身世界第一方陣。
鋼鐵密碼
在全球首臺“華龍一號”核電機組——中核集團福清核電5號機組建設中,河鋼集團舞鋼研發生產的150噸超寬高延伸率核電用鋼用于打造該機組核安全閘門的防護門;中信泰富特鋼大冶特鋼研制的特種無縫鋼管用于制造該機組非能動安全殼熱量導出系統核心設備——PCS(儲能變流器)熱交換器。
在我國西部首臺“華龍一號”核電機組——中國廣核集團廣西防城港核電站3號機組建設中,中國寶武太鋼為其提供了包括堆內構件用不銹鋼在內的近5000噸核級不銹鋼產品,天津鋼管為其供應了多種特殊材質無縫管道。
花江峽谷大橋
工程檔案
2025年9月28日,位于貴州省六枝至安龍高速公路的關鍵控制性工程——花江峽谷大橋正式建成通車。作為貴州省“十四五”時期的重大交通項目,花江峽谷大橋的主體工程總投資約為22億元,設計上采用了“3500米隧道+2890米橋梁”的方案跨越花江峽谷。這座大橋的主橋跨徑達1420米,橋面距水面垂直高度達625米,刷新了世界橋梁跨徑與高度的雙重世界紀錄,被譽為“橫豎都是第一”的超級工程。
花江峽谷大橋的建成,徹底重塑了峽谷兩岸的時空格局,將兩岸通行時間從原來的2小時縮短至2分鐘,并使貴陽到黔西南州貞豐縣的車程縮短1.5小時。作為貴州橋旅融合3.0版的標桿項目,大橋在設計建造中系統化融入了旅游功能,配套建設了集橋梁博物館、觀光電梯、極限運動設施等于一體的橋旅融合綜合體,通車后的首個國慶假期即吸引游客超22萬人次,對推動區域經濟社會高質量發展、打造“多彩貴州”文旅新品牌具有深遠影響。
鋼鐵密碼
中信泰富特鋼集團青島特鋼研制的新一代綠色工藝超高強度纜索用鋼為這項國家重大工程提供了關鍵材料。面對花江峽谷復雜地質條件和極端氣候挑戰,大橋對纜索材料的強度和韌性要求極高。青島特鋼團隊創新研發出超高強度橋梁纜索盤條,通過精確調配合金成分和創新優化控軋控冷工藝,使盤條在熱軋狀態下具備優異的高強塑性,從源頭降低能耗與碳排放。應用該技術研發的橋梁纜索強度更高,單絲承載力更強,能夠讓大橋在強風、重載等嚴苛環境下輕松承受巨大拉力。同時,盤條優異的高強塑性顯著提升了纜索抗疲勞性能并延長了使用壽命,有效降低全生命周期維護成本。
此外,首鋼水鋼為這座大橋“站穩腳跟”提供了核心保障。在大橋7~8標段建設中,建筑鋼筋總用量達4.7萬噸,其中水鋼鋼材供應量為3.1萬噸,占比為66%;在大橋核心承重部位5號、6號主塔墩基樁施工中,水鋼供應了直徑36毫米、直徑40毫米兩種規格HRB500E高強度抗震螺紋鋼8375噸,占比為83%。
川藏鐵路
工程檔案
川藏鐵路是連接四川成都市與西藏拉薩市的一條鐵路線,是我國南方和西南地區進入西藏的主要鐵路通道,線路全長1838千米,設計速度為160千米/小時~200千米/小時,以平均每公里約3億元的造價,穿越14條大江大河、21座4000米以上雪山,正在改寫中國西部的地理與經濟版圖。川藏鐵路的建設難度堪稱世界鐵路史之最,全線橋隧比高達84%。川藏鐵路全線分為3段:成都至雅安的成雅段、雅安至林芝的雅林段、林芝至拉薩的拉林段。成雅段全長約140公里,在2018年建成通車。拉林段全長約435公里,在2021年正式開通運營。目前正在建設的雅林段是全線最后攻堅的1011公里“硬骨頭”,總投資高達3189億元人民幣。截至2025年5月底,川藏鐵路雅林段隧道貫通率已突破90%,其中易貢隧道3號橫洞左線大里程段于今年3月25日完成關鍵施工節點,標志著這條“世紀工程”進入全線沖刺階段。
鋼鐵密碼
2021年6月25日建成通車的藏木雅魯藏布江特大橋,是川藏鐵路拉林段的重點標志性工程。該工程首次使用南鋼獨家供應的Q420qENH免涂裝耐候鋼,在海拔3300米的峽谷中實現了12秒通車的創舉。該橋梁鋼憑借“自然生成氧化保護層”的特性,整橋免涂裝,既節省全周期維護成本,又契合西藏生態保護要求。此外,南鋼橋梁鋼還先后中標川藏鐵路瀘定大渡河特大橋、東久曲特大橋、怒江特大橋等工程。其中,大渡河特大橋、怒江特大橋所需的橋梁復合板由南鋼獨家供應,其產品在抗震、抗疲勞性能上實現突破;南鋼供應東久曲特大橋的橋梁鋼經特殊工藝處理,兼具抗低溫、抗腐蝕性能。
此外,川藏鐵路大渡河特大橋項目所需的4.47萬噸橋梁鋼由沙鋼供貨,其中Q500q橋梁鋼厚度遠超現有橋梁鋼標準中64毫米最大厚度范圍。為攻克這一世界性難題,沙鋼研發團隊先后20余次調整軋制方案,最終不僅完成了64毫米的“極限挑戰”,還成功實現96毫米厚高性能Q500q橋梁鋼全球首發。
深中通道
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2024年6月30日,深圳至中山跨江通道(下稱深中通道)正式開通。深中通道位于珠江三角洲伶仃洋海域,是連接廣東省深圳市和中山市及廣州市的跨海通道,是世界級“橋、島、隧、水下互通”跨海集群工程,項目總投資460億元人民幣。該通道通車后,將深圳至中山的車程從2小時大幅縮短至30分鐘以內,并直接連通深圳前海、廣州南沙和中山翠亨新區,推動了粵港澳大灣區“一小時生活圈”的形成,對區域經濟一體化發展具有里程碑意義。
鋼鐵密碼
深中通道項目工程規模宏大,建設條件復雜,技術挑戰大,創造了多項“世界之最”。受制于施工環境,該項目對鋼材的強度、沖擊韌性、焊接性能有著高要求。據不完全統計,中國寶武、鞍鋼、河鋼、中信泰富特鋼、湖南鋼鐵、津西鋼鐵等多家鋼企為這項世界超級工程供應了90萬噸左右鋼材。
其中,中國寶武寶鋼股份湛江鋼鐵為其提供27萬噸精品橋梁鋼,主要應用于沉管鋼殼、世界上最大跨度的離岸懸索橋——伶仃洋大橋和中山大橋的鋼箱梁等關鍵部位;中南鋼鐵中南股份為該工程供應Ⅲ級抗震螺紋鋼超10萬噸;寶鋼金屬南通寶鋼制品自主研發的1.3萬噸2060兆帕鋅鋁鎂合金鍍層鋼絲首次大規模應用于橋梁建設;馬鋼鋼結構公司為其提供了2360噸T型鋼。鞍鋼集團為該工程海底隧道項目提供了17.54萬噸中厚板橋梁鋼。河鋼集團供應2萬余噸含釩優特鋼產品用于該工程沉管隧道建設。中信泰富興澄特鋼提供了2060兆帕級別橋梁纜索鋼,大冶特鋼生產的橋梁錨具用鋼用于連接伶仃洋大橋的海中錨具。湖南鋼鐵湘鋼向該工程供橋梁鋼達9.3萬噸,湘鋼下屬的陽春新鋼鐵累計供應湘鋼牌高強鋼筋20萬余噸;湖南鋼鐵衡鋼418噸無縫鋼管產品應用于深中通道海底隧道的管節部位。
長征系列運載火箭
工程檔案
2025年10月16日9時33分,長征八號甲運載火箭在海南商業航天發射場點火起飛,隨后成功將衛星互聯網低軌12組衛星送入預定軌道。這標志著中國長征系列運載火箭第600次發射圓滿成功,成為我國航天事業發展的又一里程碑。據統計,“十四五”期間,我國長征系列運載火箭已實施243次發射任務,長征二號丁、長征三號甲系列、長征四號乙系列等型號通過持續推進可靠性提升工作煥發新生,長征五號、長征六號、長征七號、長征八號等新一代運載火箭全面進入應用發射,新一代載人運載火箭和重型運載火箭的研制穩步推進。“長征家族”有力支撐了以載人航天、北斗導航、深空探測等為代表的重大航天工程的推進。
鋼鐵密碼
大冶特鋼為長征系列運載火箭獨家供應特種無縫鋼管。1970年,當長征一號運載火箭托舉著東方紅一號衛星升空時,大冶特鋼研制的大口徑超薄壁無縫鋼管以精度極限撐起了火箭燃料輸送的“生命線”,而衛星天線的特殊材料更是在極端溫差下保障了信號的清晰傳遞。在此之后的半個多世紀里,從長征系列火箭的每一次迭代到神舟飛船的連續飛天,從“嫦娥”奔月到“天宮”“北斗”發射升空,大冶特鋼始終是航天材料領域的“隱形冠軍”。
此外,寶武特冶制造的大推力火箭發動機用雙性能高溫合金渦輪轉子、渦輪盤等鍛件,大型運載火箭發動機用超長、薄壁高溫合金管材,為長征五號B型火箭和長征八號的首飛提供了材料保障;沙鋼集團東北特鋼研制的多種型號特種不銹鋼帶材應用于長征五號B型運載火箭發動機波紋管,具有優良的機械性能和焊接性能;首鋼北冶公司生產的多種型號特種合金帶材產品,助力長征五號B型運載火箭將空間站天和核心艙精準送入預定軌道;東北特鋼集團撫順特鋼公司長期以來為長征系列火箭研制生產了多種高溫合金關鍵材料。
復興號CR450型電力動車組
工程檔案
復興號CR450型電力動車組是中國國家鐵路集團有限公司實施的“CR450科技創新工程”核心成果,標志著中國高鐵技術實現從追趕到領跑的歷史性跨越。該項目于2021年正式啟動,2024年12月份完成樣車研制并發布,目前已完成在不同速度、不同場景中的多項試驗。試驗期間,CR450動車組跑出了動車組單列時速453公里、相對交會時速896公里的最新紀錄,成為全球運營時速最快的高速動車組。作為“十四五”規劃102項重大項目之一,CR450投用后將使北京至上海運行時間縮短至2.5小時左右,并計劃優先在滬渝蓉沿江高鐵等新建線路運營。該車型的研制成功,不僅鞏固了中國高鐵技術的全球領先地位,還推動了新材料、新工藝、智能控制等領域的產業升級,展現出中國高端裝備制造的創新實力。
鋼鐵密碼
CR450動車組采用了中國寶武馬鋼的高速車輪和鞍鋼集團的轉向架用鋼。
由馬鋼交材自主研制的高速車輪為更高速、更安全的列車運行提供了可靠保障。新一代時速400公里高速車輪的研發,不僅要求材料具有更高的純凈度和穩定性,還需要在輪型設計上實現創新,以滿足動車組在高速運行時的各項性能要求。裝配了馬鋼車輪的CR450動車組樣車在制動性能和牽引效率上分別提升了20%和3%,在保持制動距離、噪聲、能耗指標不變的情況下,實現了運營時速從350公里到400公里的跨越。
鞍鋼獨家供應的轉向架用鋼保證了CR450動車組平穩、安全、高速運行。從2009年開始,鞍鋼集團依托“十一五”國家科技支撐計劃開展高速動車組轉向架用鋼的國產化研究,鞍鋼轉向架用鋼2016年成功應用于中國標準動車組,2020年試裝于世界領先的高速綜合檢測列車。鞍鋼為CR450動車組供貨的轉向架用鋼不僅具有良好的冷加工和易焊接性能,還具有出色的抗沖擊、耐疲勞和耐腐蝕性能,綜合性能優異。
作者 | 李江梅
來源丨中國冶金報
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