白鹤滩水电站的巨型水轮机组以每分钟百余转的节奏将滔滔江水化为清洁电能,“复兴号”京沪高铁以时速350公里划过大地的经纬,花江峡谷大桥张开千余米的臂膀将天堑变通途……这些从“十四五”102项重大工程清单中走出的代表作品,正以其磅礴之力重塑着中国的现代化面貌。而支撑起这万千气象的,有一种不可或缺的“硬核”力量——中国钢铁。
我们自豪地看到,在中国960万平方千米的辽阔疆土上,我国自产自研的高精尖钢材产品正飞天遁地,开山劈路,无所不能。
为支撑起“华龙一号”核电站的安全壁垒,国产特种钢材实现了从“可用”到“卓越”的跨越;为满足“深海一号”大气田抵抗恶劣海况的苛刻要求,高强度、耐腐蚀的钢材成为了其定海神针般的脊梁;为助力长征系列运载火箭托举飞船驶向星空,高温合金、超高强度钢等航天材料一次次斩获关键技术突破……这一项项重大工程,不仅是检验中国钢铁成色的“试金石”,还是引领中国钢铁不断向产品高端化前进的“风向标”。
(注:雅下水电工程、川藏铁路为模拟示意图)
让我们为您剥开一个个宏伟工程的表层,讲述其背后的钢铁材料如何被需求牵引,在千百次的冶炼、轧制和攻关中,完成自身的涅槃,最终成为托举大国梦想的坚实基座。
让我们一起,读懂大国工程背后的中国钢铁密码。
雅鲁藏布江下游水电工程
工程档案
2025年7月19日,雅鲁藏布江下游水电工程(下称雅下水电工程)正式启动,这是当今世界规划中规模最大、技术难度最高的水电基建项目。作为我国“十四五”和“十五五”时期的国家重大工程,以及“西电东送”战略的支柱工程,雅下水电工程选址西藏林芝,总投资高达1.2万亿元,采用“截弯取直、隧洞引水”的创新开发模式,规划建设5座梯级电站,总装机容量为5500万千瓦~6000万千瓦,年均发电量为2000亿千瓦时~3000亿千瓦时,相当于三峡工程的2.7倍,可满足长三角地区半年的用电需求,产生的年收益可达900亿元。与传统堤坝式水电站不同,这项工程将90%的构筑物隐藏于地下,这种 “地下工程集群”模式堪称水利工程从“征服自然”到“融入自然”的范式革新。这个超级工程,不仅将成为人类水利史上的里程碑,还将深刻重塑中国能源结构与西南地区发展格局。
钢铁密码
雅下水电工程作为人类史上最大规模的水电工程,其钢铁需求量将刷新基建纪录。该工程总用钢量预计达400万吨~600万吨,若计入配套项目则可能突破800万吨,且因高寒、高海拔、强腐蚀的极端环境,对钢材的强度、低温韧性和耐腐蚀性提出了近乎苛刻的要求。这为高性能特种钢提供了前所未有的舞台。
该工程需要的主要特种钢材类别包括用于超级坝体的“钢筋铁骨”——高强水电钢、水轮机转轮的抗蚀铠甲——特种不锈钢、巨型发电机组的磁芯引擎线——硅钢片、特高压电网的高原脊梁——耐候角钢、混凝土巨坝的骨骼网络——高强螺纹钢。
其中,湖南钢铁集团研发的HY950CF水电钢,屈服强度≥960兆帕、零下40摄氏度冲击功>50焦耳,较传统材料减重30%,成功拿下雅下水电工程压力钢管订单70%份额(约15万吨);中国宝武太钢不锈钢解决高海拔焊接熔敷率下降难题,获得3.7万吨的产品订单,独家供应全部93台水轮机转轮用钢;发电机组对硅钢片的需求预计为23.3万吨,中国宝武宝钢股份将供应14万吨硅钢。
西气东输四线工程
工程档案
2025年6月26日,国家“十四五”石油天然气发展规划重点项目——西气东输四线(吐鲁番—中卫)甘宁段成功投产。至此,西气东输四线(吐鲁番—中卫)全线贯通投产,全长3340千米,年输气能力达150亿立方米,折合替代标准煤2700多万吨,减少碳排放约5000万吨。
西气东输四线是继西气东输一线、二线、三线管道之后,连接中亚和中国的又一条能源战略大通道,全线投产后将和西气东输二线、三线联合运行,进一步完善我国西北能源通道,有效增强管网系统供气可靠性和灵活性,将更多的中亚气、新疆塔里木上产气和新疆煤制气输送到环渤海、中部和东南沿海地区,对优化区域能源结构、改善大气环境和推动沿线经济社会高质量发展具有深远影响。
钢铁密码
为满足该工程长输管道的建设和发展要求,国家管网提出开展基于应变地区服役厚壁高强度管道用材料研制的迫切需求。鞍钢依托海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室,联合钢铁研究总院等单位,探明了极限规格尺寸下管线钢板强度、应变、止裂韧性等核心指标复合调控机理,形成了高强度大应变管线钢板多尺度微观组织和精细结构控制、基于形变耦合专用制造工艺等多项创新性引领技术,最终成功研制出厚度为33毫米、级别为X80的大应变管线钢板,在西气东输四线项目活动断裂带穿越区实现首次工程应用,实现复杂地区大输量长输管道用关键材料“零”的突破,解决了我国长输油气管道建设急需的核心材料难题。此外,沙钢、首钢京唐等钢企生产的管线钢也助力了该工程项目的建设。
深地塔科一井
工程档案
深地塔科1井位于新疆阿克苏地区沙雅县境内,是我国“向地球深部进军”实施的重大“深地工程”,肩负着科学探索和发现油气的双重任务。该井于2023年5月30日开钻,于2025年2月份以10910米的垂直深度胜利完钻,成为亚洲第一、世界第二垂直深度井,标志着我国正式开启深地探索的“万米时代”。完成钻井任务的深地塔科1井不仅获得了我国首份地下万米的岩芯标本,还在1万米的地下找到了油气存在,这在世界范围内尚属首次。这项工程挑战了地球深部的极端环境:井下温度超过200摄氏度,压力高达150兆帕,并面临超重载荷、井壁失稳、地层井漏等世界级难题。在钻探过程中,项目团队先后创造全球尾管固井“最深”、全球电缆成像测井“最深”、全球陆上钻井突破万米“最快”、亚洲直井钻探“最深”、亚洲陆上取心“最深”等五大工程纪录。
钢铁密码
深地塔科1井使用的三开套管全部采用湖南钢铁集团衡钢生产的155V钢级第三代特殊扣套管。该套管在极限条件下要承受超过200摄氏度的超高温和大于130兆帕的超高压,压力值相当于在1平方米的面积上要承受4000头大象带来的压力。此外,管体还需承受地层蠕变、交变载荷、腐蚀介质等复杂因素的影响。为应对新的挑战,衡钢开发的第三代特殊扣产品有效提高了管体的抗外压挤毁能力,在管体轻量化、壁厚不增加的情况下,提高了钢管强度,并确保了足够的产品韧性,产品螺纹性能达到管体的100%。目前,衡钢高端油气用管用于110多口深度达8000米以上的油气深井,集中分布于我国塔里木地区、西南油气田等能源重地。
“深海一号”大气田(二期)
工程档案
2025年6月25日,我国首个深水高压气田开发项目“深海一号”二期实现全面投产。“深海一号”大气田分一期和二期开发建设(一期项目于2021年6月25日投产),天然气探明地质储量合计超1500亿立方米,最大作业水深超1500米,最大井深达5000米以上,是我国迄今为止自主开发建设的作业水深最深、地层温压最高、勘探开发难度最大的深水气田。二期项目开发建设面临极端地质条件,地层最高温度达到138摄氏度,地层最大压力超69兆帕,相当于家用高压锅工作压力的1000倍,海上建井和水下生产系统搭建面临巨大技术挑战。它的建成不仅有力提升了深海油气在我国能源供给版图中的占比,标志着我国海洋油气开发全面进入1500米超深水时代,也改写了全球深水油气开发的格局。
钢铁密码
2023年6月22日,我国最长的深水油气管道、“深海一号”超深水大气田二期关键控制性工程——直径20英寸(508毫米)海底长输管道铺设完工。该工程在近1000米深海中铺设的9425根国内最大管径无缝海管全部由中信泰富特钢集团天津钢管提供。
由于海管内部要承受高温高压及流体腐蚀,外部面临海浪、台风、内波、泥沙迁移、地质断层等恶劣条件挑战,且海管要在海底服役20年乃至更长时间,所以对管道性能的要求非常高。“深海一号”二期工程所用的海管,是连接陵水25-1油气区北管汇和崖城13-1平台的混输海管,不仅创造了我国目前海管壁厚新纪录,还是国内首次水下回接距离最远的深水混输海管。天津钢管联合用户技术团队进行技术攻关,成功实现海管研发制造的国产化,自主完成“深海一号”二期工程使用的深水混输海管设计、研发、生产全过程。 在生产过程中,天津钢管充分发挥世界第一套最大口径508毫米PQF(高质量成品管无缝钢管连轧机)机组的优势,通过优化化学成分,采用高精度轧制工艺和先进的热处理工艺,满足了高强度、高韧性的指标要求,刷新了国内该领域管线管最大外径纪录,成为国内首个成功生产508毫米口径深海管线管的企业。
“华龙一号”核电机组
工程档案
2025年10月11日,全球最大“华龙一号”核电基地——中核集团漳州核电2号机组启动首次核燃料装载,这台机组投产后,预计每年可提供超100亿千瓦时清洁电能,相当于减少标准煤消耗312万吨、二氧化碳排放816万吨。“华龙一号”是我国研发的具有完全自主知识产权的三代百万千瓦级核电技术,满足全球最高安全标准,是我国核电创新发展的重大标志性成果,被誉为“国之重器”“国家名片”,对于我国实现由核电大国向核电强国的历史性跨越具有重要意义。截至目前,“华龙一号”国内外在运、核准在建机组总数达41台,是全球在运、核准在建机组总数最多的三代核电技术产品,标志着我国核电技术水平与综合实力跻身世界第一方阵。
钢铁密码
在全球首台“华龙一号”核电机组——中核集团福清核电5号机组建设中,河钢集团舞钢研发生产的150吨超宽高延伸率核电用钢用于打造该机组核安全闸门的防护门;中信泰富特钢大冶特钢研制的特种无缝钢管用于制造该机组非能动安全壳热量导出系统核心设备——PCS(储能变流器)热交换器。
在我国西部首台“华龙一号”核电机组——中国广核集团广西防城港核电站3号机组建设中,中国宝武太钢为其提供了包括堆内构件用不锈钢在内的近5000吨核级不锈钢产品,天津钢管为其供应了多种特殊材质无缝管道。
花江峡谷大桥
工程档案
2025年9月28日,位于贵州省六枝至安龙高速公路的关键控制性工程——花江峡谷大桥正式建成通车。作为贵州省“十四五”时期的重大交通项目,花江峡谷大桥的主体工程总投资约为22亿元,设计上采用了“3500米隧道+2890米桥梁”的方案跨越花江峡谷。这座大桥的主桥跨径达1420米,桥面距水面垂直高度达625米,刷新了世界桥梁跨径与高度的双重世界纪录,被誉为“横竖都是第一”的超级工程。
花江峡谷大桥的建成,彻底重塑了峡谷两岸的时空格局,将两岸通行时间从原来的2小时缩短至2分钟,并使贵阳到黔西南州贞丰县的车程缩短1.5小时。作为贵州桥旅融合3.0版的标杆项目,大桥在设计建造中系统化融入了旅游功能,配套建设了集桥梁博物馆、观光电梯、极限运动设施等于一体的桥旅融合综合体,通车后的首个国庆假期即吸引游客超22万人次,对推动区域经济社会高质量发展、打造“多彩贵州”文旅新品牌具有深远影响。
钢铁密码
中信泰富特钢集团青岛特钢研制的新一代绿色工艺超高强度缆索用钢为这项国家重大工程提供了关键材料。面对花江峡谷复杂地质条件和极端气候挑战,大桥对缆索材料的强度和韧性要求极高。青岛特钢团队创新研发出超高强度桥梁缆索盘条,通过精确调配合金成分和创新优化控轧控冷工艺,使盘条在热轧状态下具备优异的高强塑性,从源头降低能耗与碳排放。应用该技术研发的桥梁缆索强度更高,单丝承载力更强,能够让大桥在强风、重载等严苛环境下轻松承受巨大拉力。同时,盘条优异的高强塑性显著提升了缆索抗疲劳性能并延长了使用寿命,有效降低全生命周期维护成本。
此外,首钢水钢为这座大桥“站稳脚跟”提供了核心保障。在大桥7~8标段建设中,建筑钢筋总用量达4.7万吨,其中水钢钢材供应量为3.1万吨,占比为66%;在大桥核心承重部位5号、6号主塔墩基桩施工中,水钢供应了直径36毫米、直径40毫米两种规格HRB500E高强度抗震螺纹钢8375吨,占比为83%。
川藏铁路
工程档案
川藏铁路是连接四川成都市与西藏拉萨市的一条铁路线,是我国南方和西南地区进入西藏的主要铁路通道,线路全长1838千米,设计速度为160千米/小时~200千米/小时,以平均每公里约3亿元的造价,穿越14条大江大河、21座4000米以上雪山,正在改写中国西部的地理与经济版图。川藏铁路的建设难度堪称世界铁路史之最,全线桥隧比高达84%。川藏铁路全线分为3段:成都至雅安的成雅段、雅安至林芝的雅林段、林芝至拉萨的拉林段。成雅段全长约140公里,在2018年建成通车。拉林段全长约435公里,在2021年正式开通运营。目前正在建设的雅林段是全线最后攻坚的1011公里“硬骨头”,总投资高达3189亿元人民币。截至2025年5月底,川藏铁路雅林段隧道贯通率已突破90%,其中易贡隧道3号横洞左线大里程段于今年3月25日完成关键施工节点,标志着这条“世纪工程”进入全线冲刺阶段。
钢铁密码
2021年6月25日建成通车的藏木雅鲁藏布江特大桥,是川藏铁路拉林段的重点标志性工程。该工程首次使用南钢独家供应的Q420qENH免涂装耐候钢,在海拔3300米的峡谷中实现了12秒通车的创举。该桥梁钢凭借“自然生成氧化保护层”的特性,整桥免涂装,既节省全周期维护成本,又契合西藏生态保护要求。此外,南钢桥梁钢还先后中标川藏铁路泸定大渡河特大桥、东久曲特大桥、怒江特大桥等工程。其中,大渡河特大桥、怒江特大桥所需的桥梁复合板由南钢独家供应,其产品在抗震、抗疲劳性能上实现突破;南钢供应东久曲特大桥的桥梁钢经特殊工艺处理,兼具抗低温、抗腐蚀性能。
此外,川藏铁路大渡河特大桥项目所需的4.47万吨桥梁钢由沙钢供货,其中Q500q桥梁钢厚度远超现有桥梁钢标准中64毫米最大厚度范围。为攻克这一世界性难题,沙钢研发团队先后20余次调整轧制方案,最终不仅完成了64毫米的“极限挑战”,还成功实现96毫米厚高性能Q500q桥梁钢全球首发。
深中通道
工程档案
2024年6月30日,深圳至中山跨江通道(下称深中通道)正式开通。深中通道位于珠江三角洲伶仃洋海域,是连接广东省深圳市和中山市及广州市的跨海通道,是世界级“桥、岛、隧、水下互通”跨海集群工程,项目总投资460亿元人民币。该通道通车后,将深圳至中山的车程从2小时大幅缩短至30分钟以内,并直接连通深圳前海、广州南沙和中山翠亨新区,推动了粤港澳大湾区“一小时生活圈”的形成,对区域经济一体化发展具有里程碑意义。
钢铁密码
深中通道项目工程规模宏大,建设条件复杂,技术挑战大,创造了多项“世界之最”。受制于施工环境,该项目对钢材的强度、冲击韧性、焊接性能有着高要求。据不完全统计,中国宝武、鞍钢、河钢、中信泰富特钢、湖南钢铁、津西钢铁等多家钢企为这项世界超级工程供应了90万吨左右钢材。
其中,中国宝武宝钢股份湛江钢铁为其提供27万吨精品桥梁钢,主要应用于沉管钢壳、世界上最大跨度的离岸悬索桥——伶仃洋大桥和中山大桥的钢箱梁等关键部位;中南钢铁中南股份为该工程供应Ⅲ级抗震螺纹钢超10万吨;宝钢金属南通宝钢制品自主研发的1.3万吨2060兆帕锌铝镁合金镀层钢丝首次大规模应用于桥梁建设;马钢钢结构公司为其提供了2360吨T型钢。鞍钢集团为该工程海底隧道项目提供了17.54万吨中厚板桥梁钢。河钢集团供应2万余吨含钒优特钢产品用于该工程沉管隧道建设。中信泰富兴澄特钢提供了2060兆帕级别桥梁缆索钢,大冶特钢生产的桥梁锚具用钢用于连接伶仃洋大桥的海中锚具。湖南钢铁湘钢向该工程供桥梁钢达9.3万吨,湘钢下属的阳春新钢铁累计供应湘钢牌高强钢筋20万余吨;湖南钢铁衡钢418吨无缝钢管产品应用于深中通道海底隧道的管节部位。
长征系列运载火箭
工程档案
2025年10月16日9时33分,长征八号甲运载火箭在海南商业航天发射场点火起飞,随后成功将卫星互联网低轨12组卫星送入预定轨道。这标志着中国长征系列运载火箭第600次发射圆满成功,成为我国航天事业发展的又一里程碑。据统计,“十四五”期间,我国长征系列运载火箭已实施243次发射任务,长征二号丁、长征三号甲系列、长征四号乙系列等型号通过持续推进可靠性提升工作焕发新生,长征五号、长征六号、长征七号、长征八号等新一代运载火箭全面进入应用发射,新一代载人运载火箭和重型运载火箭的研制稳步推进。“长征家族”有力支撑了以载人航天、北斗导航、深空探测等为代表的重大航天工程的推进。
钢铁密码
大冶特钢为长征系列运载火箭独家供应特种无缝钢管。1970年,当长征一号运载火箭托举着东方红一号卫星升空时,大冶特钢研制的大口径超薄壁无缝钢管以精度极限撑起了火箭燃料输送的“生命线”,而卫星天线的特殊材料更是在极端温差下保障了信号的清晰传递。在此之后的半个多世纪里,从长征系列火箭的每一次迭代到神舟飞船的连续飞天,从“嫦娥”奔月到“天宫”“北斗”发射升空,大冶特钢始终是航天材料领域的“隐形冠军”。
此外,宝武特冶制造的大推力火箭发动机用双性能高温合金涡轮转子、涡轮盘等锻件,大型运载火箭发动机用超长、薄壁高温合金管材,为长征五号B型火箭和长征八号的首飞提供了材料保障;沙钢集团东北特钢研制的多种型号特种不锈钢带材应用于长征五号B型运载火箭发动机波纹管,具有优良的机械性能和焊接性能;首钢北冶公司生产的多种型号特种合金带材产品,助力长征五号B型运载火箭将空间站天和核心舱精准送入预定轨道;东北特钢集团抚顺特钢公司长期以来为长征系列火箭研制生产了多种高温合金关键材料。
复兴号CR450型电力动车组
工程档案
复兴号CR450型电力动车组是中国国家铁路集团有限公司实施的“CR450科技创新工程”核心成果,标志着中国高铁技术实现从追赶到领跑的历史性跨越。该项目于2021年正式启动,2024年12月份完成样车研制并发布,目前已完成在不同速度、不同场景中的多项试验。试验期间,CR450动车组跑出了动车组单列时速453公里、相对交会时速896公里的最新纪录,成为全球运营时速最快的高速动车组。作为“十四五”规划102项重大项目之一,CR450投用后将使北京至上海运行时间缩短至2.5小时左右,并计划优先在沪渝蓉沿江高铁等新建线路运营。该车型的研制成功,不仅巩固了中国高铁技术的全球领先地位,还推动了新材料、新工艺、智能控制等领域的产业升级,展现出中国高端装备制造的创新实力。
钢铁密码
CR450动车组采用了中国宝武马钢的高速车轮和鞍钢集团的转向架用钢。
由马钢交材自主研制的高速车轮为更高速、更安全的列车运行提供了可靠保障。新一代时速400公里高速车轮的研发,不仅要求材料具有更高的纯净度和稳定性,还需要在轮型设计上实现创新,以满足动车组在高速运行时的各项性能要求。装配了马钢车轮的CR450动车组样车在制动性能和牵引效率上分别提升了20%和3%,在保持制动距离、噪声、能耗指标不变的情况下,实现了运营时速从350公里到400公里的跨越。
鞍钢独家供应的转向架用钢保证了CR450动车组平稳、安全、高速运行。从2009年开始,鞍钢集团依托“十一五”国家科技支撑计划开展高速动车组转向架用钢的国产化研究,鞍钢转向架用钢2016年成功应用于中国标准动车组,2020年试装于世界领先的高速综合检测列车。鞍钢为CR450动车组供货的转向架用钢不仅具有良好的冷加工和易焊接性能,还具有出色的抗冲击、耐疲劳和耐腐蚀性能,综合性能优异。
作者 | 李江梅
来源丨中国冶金报
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