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信息资讯:首钢与桥 ——首钢桥梁钢产品创新发展纪实

2018-05-30 08:35:49
来源: 首钢集团
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跨江越海看首钢

  在首钢大力发展桥梁钢的进程中,首秦公司作为产品研发、技术攻关、市场开发的主体,与首钢技术研究院密切协同,已成功开发出TMCP+回火的新一代370、420、500MPa级高性能桥梁用钢,345—420MPa级耐候桥梁钢,420—460MPa级欧标高性能桥梁钢,Q370qD+316L不锈钢复合板等六大拳头产品。

  世界第一高桥——北盘江大桥,位于云南省和贵州省交界处,大桥桥面至江面高差达565米,相当于200层楼的高度。该桥钢结构总重2.5万吨,最重要、最核心的部分2.4万吨,由首秦公司供货。

  世界跨度最大的公铁两用斜拉桥——沪通长江大桥,是新建沪通铁路全线的控制性工程,全长11072米,主跨采用1092米的钢桁梁斜拉桥结构,是世界首座跨度超过千米的公铁两用桥梁。该桥主桥航道桥高端桥梁钢1.48万吨,由首秦公司供货。

  世界首座高低矮塔公铁两用斜拉桥——芜湖长江公铁大桥,商合杭铁路的控制性工程。该桥高端钢结构用钢量10.32万吨,由首秦公司独家供货。

  孟加拉国最大的桥梁——帕德玛公铁两用大桥,被当地居民誉为“梦想之桥”,目前中国在海外承接最大的桥梁工程项目,是连接中国与东南亚的“泛亚铁路”的重要通道。首秦公司是签约量最大的钢厂,供应高端桥梁钢7.57万吨。

  世界首座集各种桥梁形式为一体的公铁两用大桥——宜宾金沙江公铁两用大桥,成都至贵阳铁路控制性工程,主跨336米,公路与铁路桥面距离差32米,是世界上桥面差最大公铁大桥。该桥钢结构总重2万吨,由首秦公司独家供货。

  首座中俄跨江铁路大桥——同江大桥,连通我国东北铁路网与俄罗斯西伯利亚铁路的大动脉。首秦公司供应桥梁钢1.5万吨。

  国内首座跨越长江荷载最重的公铁两用大桥——荆州长江公铁大桥,地处蒙华铁路荆岳段,全长6317米,主跨518米,设计载重1万吨,是世界上同类型桥梁中跨度最大、荷载最重的公铁两用大桥。该桥用钢2.5万吨,采用首秦公司桥梁钢1万吨。

  2022年北京冬奥会重点配套基础设施——京张高铁官厅水库特大桥。该桥用钢1.6万吨,首秦公司供货1万吨。

  北京地区最大跨径桥梁——长安街西延跨永定河大桥“合力之门”。该桥用钢量4.4万吨,其中高性能桥梁钢3.57万吨,由首秦公司供货。

  世界首座双层铁路钢桁梁斜拉桥——新白沙沱长江特大桥,是渝贵客车线、渝贵货车线引入重庆枢纽的重要过江通道,是世界上首座六线铁路钢桁梁斜拉桥。首秦公司供应桥梁钢1.68万吨。

  国内首座公铁两用跨海大桥——平潭海峡公铁两用大桥。首秦公司完成TMCP轧制不锈钢复合板批量试制和生产供应,是国内第一家能批量供货的厂家。

天堑通途话源泉

  回顾首钢桥梁钢的发展历程,源头可以追溯到改革开放初期的20世纪八九十年代,首钢实施承包制后,加快了主体设备改造和更新换代,1984年钢产量达到200万吨水平,但炼钢仍然不能同300万吨的炼铁生产能力相适应。于是,首钢大胆引进国外二手设备,1987年建成了第二炼钢厂,在规模上真正跻身特大型钢铁企业行列。1993年3月,随着秦皇岛首钢板材有限公司建成投产,开始形成了“首钢北京中板厂+首钢秦皇岛中板厂”的中厚板发展基础格局。

  20世纪九十年代到21世纪初,首钢产品以长材、线材为主,板材主要是低合金结构钢、船板等。2003年初,首钢北京中板厂改造工程完成,首钢二炼钢也进行了相应的改造,加之启动首秦公司及迁钢基地的建设,首钢进一步明确了“开发高强度船板、桥梁板、汽车用钢等一批高附加值产品,提高产品市场竞争力”的目标,首钢技术研究院同步组织启动了桥梁板生产资质的升级。

  2006年之前,首钢桥梁钢依托“北中板”和“秦中板”原产线装备水平(无真空、无热处理线),主要是Q345q系列产品,所承接供应的桥梁除苏通大桥外,其余均是用钢量万吨以下中小型公路桥项目。

  说起这个“第一座”——首钢供应桥梁钢产品第一次超万吨的苏通大桥,它在当时创造了最大主跨、最深基础、最高桥塔、最长拉索4个世界之最,但建造过程却是一波三折。

  苏通大桥于2003年开工建造,历时5年,2008年正式通车。考虑到特殊的地理环境,设计采用了拉索方式建桥,但当时在国内没有一家工厂能够生产出符合建设标准的钢索,便向全世界唯一能生产此类钢索的日本企业求助采购,却被日方拒绝,大桥通车延迟。而正是这种“受制于人”的无奈,使中国人更加坚定了“靠人不如靠自己”信念,通过组织科研人员攻关,仅用3个月的时间,便成功研发出世界最强、最长的钢索,虽然研发过程异常艰辛,但长了中国人的志气。

  我国的很多先进科技都是在封锁中突围出来的,首钢的桥梁钢发展同样如此,正是靠着这种自力更生,在技术和产品攻关上自强不息,才有了从“跟随”到“引领”的跨越。

  2006年至2008年,首钢桥梁钢在“跟随”中崭露头角,技术、销售方面均有所突破。技术方面先后开发出控轧交货状态的Q370qD、Q420qD,并且在炼钢未真空处理情况下保证了钢板探伤质量;销售方面先后中标重庆朝天门长江大桥、鄂东长江公路大桥、浙江宁波明州大桥等用钢万吨以上桥梁项目。

  2009年至2012年,首钢桥梁钢采用三方直供销售模式,进入稳步发展阶段。先后供应德大铁路黄河特大桥、马鞍山长江公路大桥、矮寨大桥、嘉绍大桥等用钢量万吨以上重大桥梁项目20余座。技术方面,正火态Q370qE等系列产品开发成功,并依托“首钢—东大宽厚板研发中心”平台,启动了420MPa级以上产品的研发储备工作。

  这一时期,首钢承接桥梁项目虽然较多,但高端特色产品少,所供主要集中在Q345q、Q370q等品种。而武钢联合中铁大桥局研发的高性能Q420qE(第五代桥梁钢产品)在国内已开始应用,武钢、鞍钢还完成了Q500qE的预研储备工作。

  差距就是动力,首钢加快了追赶的步伐——

遇水架桥攀高峰

  2013年以来,首钢积极推进“制造+服务”战略,组织首秦公司和首钢技术研究院高效协同,建立了产、销、研相结合的桥梁钢产品开发模式,通过与桥梁行业龙头企业中铁大桥局紧密合作,实现多项工艺革新和技术突破,承建了多个精品工程,攀上了一座座高峰,为国家桥梁建设和发展作出了重大贡献。

  ——架起开拓市场的“创业桥”

  为在激烈的市场竞争中寻求突破,2013年开始,首钢对桥梁钢采用直供销售模式。为此,首秦公司专门成立了由公司领导牵头的桥梁钢推进团队,成员由首钢技术研究院首秦派驻站和首秦市场部人员构成,虽然只有几个人,却担负起桥梁钢产销研核心任务。近几年,首钢桥梁钢能够取得跨越式发展,离不开这个团队想干事、能干事、主动创业的责任担当。

  围绕高端产品推广和提高市场占有率,桥梁钢团队开始全力打造“创业之桥”,确立了“研发一批、储备一批、生产一批”的方针,明确了“不一定提供最贵的,也不一定是最便宜的,但一定是性价比最高的”原则。团队成员既清晰分工,又密切配合,对桥梁钢市场进行深入细致的调研。同时着眼于用户潜在需求,紧跟项目规划、立项、设计、制造、施工维护等各节点,全力推进产品和市场开发。

  新白沙沱长江特大桥是世界上首座双层铁路钢桁梁斜拉桥,也是团队成立之初确定的重点跟踪项目,进行了大量技术预研和积累。2013年3月,这一项目启动招标,要求品种是高性能420MPa级桥梁用钢,以及屈强比不大于0.88等高难度技术标准,且交货时间非常紧。充分的准备赢得竞标后,团队成员立志啃下这块“硬骨头”。他们主动与设计单位沟通,加强与用户协作交流,精心组织技术攻关和产品生产,最终较好地满足了合同进度交货要求,解决了用户的燃眉之急,赢得了用户信任。这个项目的成功使首秦公司成为国内第二个被中铁大桥局认可、产品批量应用在铁路桥上的供货厂家,一举进入其第一梯队供应商行列。

  通过主动出击闯市场,首秦公司先后与国内桥梁行业龙头企业中铁大桥局、中铁山桥及中铁咨询、燕山大学等单位建起了长期的合作交流平台,及时掌握桥梁钢发展新方向,共同研究新技术。定期与各大桥梁制造企业进行技术交流,并参加国际、国内桥梁钢会议,了解用户新需求及重点桥梁项目进展情况。产品开发趁早、赶巧(预研+机遇),销售会接、技术能干、生产能保的团队协作,逐步奠定了首钢桥梁钢在业界的领先地位。

  ——架起服务用户的“诚信桥”

  “先期介入、诚信服务,用户提出什么新要求,就开发什么产品”,这是首秦践行“制造+服务”理念,以用户为中心进行产品开发的基本策略,也是他们能够不断赢得用户和市场的“诚信之桥”。

  首秦公司在与中铁大桥局正式签订的孟加拉国帕德玛公铁两用大桥项目供货合同中,技术难度最大、厚度最大部分均在首秦公司生产。面对强大的竞争对手,团队成员坚持先期介入,从2013年7月就跟踪此项目,千方百计满足竞标要求。项目使用高端桥梁钢S420ML需要最大厚度为115mm,而首秦公司当时认证最大厚度仅为60mm。团队成员与时间赛跑,克服重重困难,仅用两个月时间就完成了扩规格认证,最大认证厚度达到了120mm,取得了资质。同时,他们还以此为契机,加强技术营销,加速推进以用户为中心的服务体系建设,与用户深入沟通交流。为确保产品质量,提出整桥保探伤等多项具有竞争力的建议,让用户放心。

  孟加拉国帕德玛大桥项目,使首钢成功研发了115mm厚S420ML特厚桥梁钢,具备高强度、低温冲击、易焊接等性能,在得到批量应用的同时,使特厚桥梁钢开发取得突破性进展。在此基础上,开发了150mm厚Q345qE桥梁钢,成功应用于重点项目。

  诚信服务赢得信任。首秦桥梁钢团队在研发低屈强比、易焊接TMCP+回火Q420qE桥梁钢领先技术过程中,屈强比要求是同级别钢种中最难的。团队成员通过多次现场跟踪,针对不同厚度钢板的特点,最终摸索出针对性强的轧制工艺,生产技术水平深得用户信任,产品质量国内领先,并成为国内该级别桥梁钢的最主要供货钢厂。2015年和2016年,首钢连续被中铁大桥局评为“优秀供应商”。

  ——筑牢技术创新的坚固“桥墩”

  如果把桥梁钢事业本身看成一座“桥”,那么赢得用户就是彼岸,是市场目标;桥体就是产品和服务,是走向彼岸的市场需求;而过硬的技术实力,则是基础和保证,是支撑起整座大桥的“桥墩”。

  在产品和市场开发过程中,首秦桥梁钢团队始终把技术积累和创新作为成功的基石,攻克一道道技术难关,实现了根据市场需求,交货状态、钢种、规格的多元化,供货能力与供货水平得到全面提升。根据用户需求及钢种,可以以热轧、TMCP、正火、TMCP+回火等状态交货。

  “有了金刚钻,才能揽来瓷器活儿。”

  ——高韧性、易焊接TMCP+回火Q370qE桥梁钢最先供货。中俄边界高寒地区同江铁路桥工程要求保证-43℃的低温冲击韧性和焊接性能。团队成员突破原有铁路桥梁标准束缚,制定新的技术标准,提出采用TMCP+回火工艺生产高韧性、易焊接Q370qE。这使首秦公司成为国内首家采用此工艺的钢厂,中铁大桥局TMCP+回火Q370qE采购一直沿用了首秦公司提供的技术标准。

  ——Q500qE桥梁钢国内最先稳定、高效批量生产。2015年4月29日,首秦公司收到中铁大桥局关于《芜湖桥工程用Q500qE投标资格认证建议》。投标要求进行无塑性转变(NDT)温度验证试验、等温断裂试验、焊接接头宽板拉伸试验。试验难度大、时间紧,团队成员群策群力,发挥聪明才智,靠多年的技术积累及刻苦的学习钻研,2015年6月即通过第三方无塑性转变(NDT)温度验证试验、等温断裂试验,并且是所有钢厂中唯一通过焊接接头宽板拉伸试验的钢厂。首秦Q500qE的技术研发工作和实物质量获得中铁大桥局专家高度认可,成功中标该项目。

  ——实现国标、美标、欧标三大标准体系耐候桥梁钢供货。耐候桥梁钢成为高性能桥梁钢一个重要发展趋势,通过优化成分体系、完善生产工艺等措施,首秦公司顺利完成Q345qENH、Q420qENH、Q420qFNH等耐候桥梁钢产品研发。较高的耐候指数、良好的耐腐蚀性能,配套的焊接材料、工艺、表面稳定化处理等,确保首钢耐候桥梁钢再次走到国内前沿,产品应用于英国洲际公路桥、委内瑞拉裸装耐候桥、辽宁平顶堡大桥、官厅水库耐候桥项目。

  ——桥梁钢复合板研发取得突破。伴随桥梁建设快速发展,新材料桥梁钢复合板需求被提出,首秦公司结合平潭海峡大桥需求,率先研发正火态和TMCP+回火态Q370qD+316L桥梁钢复合板,在该项目批量供货,实现桥梁钢复合板首次应用;345qENH+316L桥梁钢复合板完成交货,也成功应用于官厅水库耐候桥,实现国内耐候桥梁复合板首次应用。

  ……

  经过多年持续推进桥梁钢技术创新实践,到2017年底,首钢成功完成了“特大型钢桥用低屈强比易焊接高性能桥梁钢的开发与应用”项目研发,提出的多相组织协同控制技术解决了TMCP工艺生产高强度钢板屈强比高的技术难题;独创了“低温轧制+在线强冷+自回火”的特厚桥梁钢性能成套集成控制技术;通过中国金属学会成果评价,整体达到国际先进水平,尤其在屈强比控制和特厚板生产技术等方面达到国际领先水平。

  2015年至2017年,首钢桥梁钢产品国内市场占有率连续三年第一,高性能桥梁钢累计供货55万吨,420MPa级以上高强度桥梁钢市场占有率达到了81%以上。2017年,首秦公司被评为全国钢铁产业链桥梁板优秀制造商A级企业。

  延伸阅读:

首钢与卢沟桥

  卢沟桥虽然是座石桥,但关键部位均有银锭铁榫连接。1967年曾进行加宽修缮,1986年加固恢复古桥原貌。1971年、1985年先后在卢沟桥旁建起了新桥。

  1986年,桥上停止机动车通行前,卢沟桥曾是首钢物资运输的通道之一。1989年底成立的首钢卢沟工校,也因位于卢沟桥畔的原首钢耐火材料厂内而得名,这个曾被誉为首钢“黄浦军校”的干部学校,培养了一大批年轻骨干人才。

  永定河的水哺育了百年首钢的成长,首钢的发展也反哺着永定河的生机。

  十几年前,卢沟桥北仅1.2公里处还有一个占地面积300多亩的钢渣山,是首钢1964年开始选择在这里堆放炼钢产生的废钢渣而成,九十年代初达到了约300万吨。

  为保护环境,从2005年初开始,按照北京市政府关于搬迁消纳钢渣山的决定,首钢经过为期3年的努力,才将卢沟桥附近堆积几十年、高25米的钢渣山彻底清除。首钢还采用治理污染源与资源再利用相结合的办法,变废为宝,在国内率先开展了钢渣磨细粉项目的研究开发与生产,其产品在奥运场馆得到大面积应用。其中,由首钢开发的钢渣干混砂浆产品,还成功地应用在了鸟巢项目中。

  2010年首钢北京地区钢铁主流程停产后,首钢开始对原钢渣山区域进行了重新规划。近几年来,位于卢沟桥北路96号的北京首钢资源综合利用科技开发公司通过技术攻关,形成首钢自主集成创新的建筑垃圾资源化处理核心工艺技术,在资源化利用建筑垃圾方面,开发出再生干混砂浆、再生砌块、再生无机混合料等产品,逐步走出了一条具有首钢特色与自主知识产权的固体废弃物建材化综合绿色利用之路。

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