有一種鋼材，曾是國內(nèi)工程機械產(chǎn)業(yè)的一塊“心病”，處于產(chǎn)業(yè)鏈上游的關鍵節(jié)點，卻長期受制于人。
5月25日，山鋼股份型鋼廠異型車間里，通紅的鋼坯被加熱至1200℃以上，平均每兩分鐘就有一塊進入粗軋產(chǎn)線。
在這里，金屬坯料在軋機各道次中被擠壓、延展，經(jīng)過粗軋、精軋、矯直等工序，從長方體坯料一步步被碾壓成型，最終變身為推土機與挖掘機賴以行走的“筋骨”——履帶鋼。
曾經(jīng)，國內(nèi)大規(guī)格單齒履帶鋼100%依賴進口；如今，山鋼股份成功拿下該產(chǎn)品系列國內(nèi)100%的市場份額，進口替代比例超過80%。今年5月，又一款高難度異型鋼產(chǎn)品——260單齒履帶鋼完成首次試制，現(xiàn)已進入用戶入廠檢驗試用階段，預計7月實現(xiàn)量產(chǎn)。
從“被卡脖子”到“獨家供貨”，山鋼股份開辟了一條高端機械型鋼的逆襲之路。
啃下塔尖硬骨頭
如果把型鋼家族比作一座金字塔，異型鋼處于塔尖，履帶鋼則是塔尖上尤為難啃的那一塊。它與鋼軌、汽車大梁鋼同屬高端專用型材，但面對的工況卻嚴苛得多。
作為推土機、挖掘機等重型工程機械的“鞋子”，履帶鋼是底盤系統(tǒng)中承受沖擊最直接、工況最惡劣的關鍵部件。它既要撐住底盤和車身的全部重量，又要在行走時扎進土里，靠摩擦力推動重型機械前進。
在礦山碎石、工地硬土等極限工況下，履帶齒每一次“撓地”都是一次重載沖擊，這對履帶鋼的強度、韌性、耐磨性和尺寸精度等提出了極高要求。
2020年以前，國內(nèi)工程機械企業(yè)采購大規(guī)格單齒履帶鋼，只有從國外進口這一個選擇。交貨周期動輒三個月以上，1000噸訂單只交付500噸是常態(tài)，價格高且毫無議價空間。供應鏈一度嚴峻，國內(nèi)主機廠已經(jīng)研發(fā)成功的全球最大推土機，因履帶鋼供應不上，遲遲無法推向市場。
“下游用戶急，我們也急，這不僅是商業(yè)問題，更關乎產(chǎn)業(yè)鏈安全?！鄙戒撗芯吭盒弯撍L、型鋼廠副廠長霍喜偉說。
實際上，山鋼股份并非沒有嘗試過破局。
早在2016年，山鋼股份鋼城基地就曾先后委托兩個國外工藝開發(fā)團隊，為203規(guī)格履帶鋼設計軋制工藝，計劃從小規(guī)格切入，積累經(jīng)驗。
“按照他們的方案做了兩次試驗，結(jié)果連粗軋都沒通過?！被粝矀フf。項目被擱置，但這次交的“學費”并非毫無價值。
此后幾年，型鋼研發(fā)團隊在復雜斷面型鋼領域持續(xù)積累理論與實踐經(jīng)驗。2020年，隨著供應鏈風險加劇、戰(zhàn)略用戶需求迫切，疊加產(chǎn)業(yè)鏈安全考量，山鋼股份鋼城基地決定自主組建研發(fā)團隊。
這支由十幾人組成的產(chǎn)銷研團隊，涵蓋煉鋼、軋鋼、材料、孔型設計等專業(yè)，全職投入攻關。從前端成分設計到冶煉、連鑄、材料分析，整個流程都有專人負責。
攻關歷程長達三年。2020年團隊完成合金成分體系優(yōu)化和專用軋制孔型系統(tǒng)設計；2021年開展中試試驗，攻克高耐磨成分設計、高淬透性穩(wěn)定控制等核心難題；2022年推進工業(yè)化試制，攻克超大型異型鋼的高效、高質(zhì)量形性一體化控制技術。
2022年8月25日，關鍵里程碑到來。
這一天，第一根317系列大規(guī)格單齒履帶鋼在山鋼股份型鋼廠異型線順利下線，國外技術壟斷被徹底打破。
從“翹得像船”到“優(yōu)于進口”
“攻關過程中最難的坎兒，是極不對稱斷面的熱軋成型?！被粝矀セ貞?。
與普通型鋼不同，履帶鋼截面高度不對稱，有一側(cè)高高凸起，金屬很難在靠上的部位完全填滿。在“齒部充型”過程中，如果填充不飽滿，形狀不夠標準，將直接影響機械的驅(qū)動力和使用壽命。
履帶鋼的規(guī)格數(shù)字代表了節(jié)距毫米數(shù)。以節(jié)距317毫米、應用于900馬力推土機的317規(guī)格為例，其截面呈高履齒、寬腹板特征，腹板與齒部金屬流動極不均勻，軋制時容易出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)、側(cè)彎、上翹。
“產(chǎn)品好不容易軋出來了，但翹得像船一樣?！鄙戒摴煞菪弯搹S異型車間副主任劉昀嘉，仍清晰記得試軋期間履帶鋼出軋機時彎曲的場景。
只在成型階段，研發(fā)團隊就失敗了五六次。
后來，團隊從金屬流動機制入手，深入研究履帶鋼磨損機理，完成合金成分體系優(yōu)化和專用軋制孔型系統(tǒng)設計。通過對粗軋過程中齒部與腹板金屬流動平衡的控制，最終消除了表面缺陷。
產(chǎn)線也經(jīng)歷了一場蛻變。
“最開始經(jīng)常出問題，扭轉(zhuǎn)、偏頭、下扣，甚至像擰麻花一樣轉(zhuǎn)動?！眲㈥兰谓榻B，團隊對產(chǎn)線進行了大量的裝備升級改造，比如通過工藝和輔助設備改造，糾正不對稱軋制中金屬兩側(cè)延伸不平衡的問題，確保鋼坯能自動咬入下一道次。
除了成型之外，高尺寸精度的控制、性能的均勻性和生產(chǎn)的穩(wěn)定性，每一關都是挑戰(zhàn)。
關關難過，關關過。
精度的超越發(fā)生在2023年。用戶測試顯示，國外進口產(chǎn)品硬度波動有11個HRC（洛氏硬度），而山鋼股份型鋼廠產(chǎn)品控制在6個HRC，一致性顯著優(yōu)于進口產(chǎn)品。
2024年，性能進一步提升。屈服強度是材料力學性能的重要指標，當國外產(chǎn)品屈服強度普遍做到1200兆帕左右時，山鋼股份的履帶鋼產(chǎn)品早已遠超這一水平。目前，團隊已瞄準更高的目標，聚焦“高強韌、高耐磨、高尺寸精度”三大極限性能，向著新高地進發(fā)。
不僅是一家企業(yè)的技術逆襲
打破壟斷的紅利，迅速體現(xiàn)在市場上。
三年多來，山鋼股份履帶鋼產(chǎn)品譜系持續(xù)擴展。如今，已形成覆蓋單齒、雙齒、三齒的13大系列、90余個規(guī)格的履帶鋼產(chǎn)品矩陣，規(guī)格涵蓋135—317節(jié)距全系列，成為國內(nèi)品種規(guī)格最全的履帶鋼生產(chǎn)基地。
更值得關注的是產(chǎn)品結(jié)構的升級。定位于超高強韌、超長壽命礦山專用需求的260規(guī)格礦山重載專用單齒履帶鋼，已于5月完成首次試制。這意味著山鋼股份正從“替代進口”向“定義下一代標準”躍遷。
市場地位隨之發(fā)生根本性逆轉(zhuǎn)。
“我們在國內(nèi)大規(guī)格履帶鋼的市場占有率是100%，國內(nèi)獨家生產(chǎn)，進口替代比例達到80%以上?！鄙戒摴煞轄I銷總公司型鋼銷售部主管履帶鋼的產(chǎn)品經(jīng)理呂濤說。
憑借定制化的供貨周期和迅捷的服務響應能力，山鋼股份已獲得多家國內(nèi)主流主機廠認證，并實現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定供貨。今年1—4月，履帶鋼接單量同比提升了10%左右。“訂單量的提升，也對產(chǎn)線控制能力、產(chǎn)品質(zhì)量保障和服務響應提出了更嚴苛的要求?！眳螡f。
面對未來，山鋼股份已攜手下游用戶成立工程機械用鋼聯(lián)合研究所，與主機廠建立戰(zhàn)略合作關系，從單純的材料供應商向產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)合研發(fā)伙伴轉(zhuǎn)型。
從被國外“卡脖子”的無奈，到如今自主可控的從容，履帶鋼的突破不僅是一家企業(yè)的技術逆襲，更是我國先進鋼鐵材料體系補鏈強鏈的關鍵落子。
（大眾新聞記者 趙雅南 蘇月鵬 通訊員 馬晶晶）
來源：大眾新聞·大眾日報
編輯：王譽林 劉曉哲
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