衡钢为何执意冲击“超难度”材料关

衡钢为何执意冲击“超难度”材料关
“揭榜”背后:
衡钢高端油套管应用于国家首口万米深井。


左国锋细致检查深海管线管实物质量。


衡钢超纯净钢冶炼与高均质连铸。


衡钢海底管线管批量供应于“深海一号”油气田。


衡钢员工精心把关钢管质量。


衡钢生产现场一派火热。


衡钢强化过程管控,提升产品实物质量。


衡钢将钢管轧制与热处理一体化。


■文/图  衡阳日报全媒体记者  邓小山  通讯员  周金云

深海1500米之下,一根钢管承受的压力,相当于一辆小轿车压在手掌上;深地10000米,一根钢管承受的压力,则堪比手指撑起卡车的重量。而在地底数千米的油气层中,钢管还需同时承受高硫化氢等环境介质腐蚀、地层运动压力与冷热交变应力冲击。

适应这类“超难度”工况的钢铁材料,长期是中国能源安全的咽喉要卡,也是材料工业皇冠上最耀眼的明珠。

近日,湖南省工信厅一则《关于2025年湖南省先进制造业“揭榜挂帅”项目立项的通知》,将衡阳华菱钢管有限公司推至台前。其“深海深地多元极端环境用高品质钢”项目,跻身全省仅有的三个“揭榜挂帅”重大项目之列。

这意味着,这家坐落于中南腹地的钢铁企业,正式向材料领域“地狱级”难度的核心技术发起总攻。


  “揭榜”背后:

能源安全与材料自主的“双重突围”


“我们‘揭榜’的动力,源于国家能源战略的迫切需求。”衡钢管线管IPD经理左国锋向记者道出了项目最现实的背景。

随着浅层资源日趋枯竭,全球能源勘探的触角正加速伸向深海与深地。南海深海区与西部深层油气田,已成为中国未来能源增储上产的主战场。

然而,这些能源“战场”对核心“动脉”——钢管,提出了近乎苛刻的要求。

左国锋解释道,深海管线钢需在巨大外压、低温冲击和腐蚀环境下,保持极高的抗压溃能力和止裂韧性,确保30年用不坏;而深地油套管则要在高温、高压、酸性介质的“围剿”中,实现超高强度与韧性的完美平衡。

“一根适用于Reel-lay铺设的合格深海管线管,在发生1.5%至5%的应变后,仍须满足母材的所有机械性能。”他打了一个形象的比方,“这要求钢材像一位太极高手,既能承受巨大压力而不断裂,又能在低温下保持‘内功’,不脆不裂。”

长期以来,这类高端材料技术被少数国际巨头垄断,不仅价格高昂,更存在供应风险。衡钢此次“揭榜”,正是一场针对产业瓶颈与国家需求的“双重突围”。


何以衡钢?

三代钢铁人的“技术长征”


在钢铁这个资本与技术高度密集的行业,为何是衡钢扛起了这面“揭榜”大旗?

答案,深藏于衡钢三代人数十年的技术征途之中。

“我们这一代是站在前辈肩膀上攀登。”左国锋说。从第一代衡钢人在荒山上建起钢厂,到第二代技术骨干攻克中端市场,再到如今第三代研发团队冲击世界级难题——这是一场跨越半个世纪的技术接力。

“许多人以为钢铁行业是‘傻大黑粗’,但高端无缝钢管是实打实的‘高精特新’。”左国锋指出,衡钢多年来聚焦于无缝钢管这一单一品类,放弃了普通建筑钢材等“红海”市场,持续深耕能源用无缝钢管的“蓝海”。

这份专注,使衡钢在工艺积累、人才储备与市场理解方面形成了独特优势。

然而,深海深地用钢的挑战是系统性的。它并非单一指标的突破,而是高强韧、耐腐蚀、耐疲劳、高精度与可焊性等多重性能的协同优化。

“这就好比长征路上的多重关隘。”左国锋形象地比喻,“既要翻越雪山的耐力,又要强渡大江的勇气,还要突破围堵的智慧。任何一道关口过不去,都到不了陕北。”

为此,衡钢联合中石油、中石化、中海油、钢铁研究总院、中国科学院金属研究所、湖南钢铁集团技术研究院、中南大学、湖南科技大学等机构,共同组建了“产学研用”一体化攻关联盟。

项目设计了一条清晰的技术路径:

成分创新是“设计基因”:—利用热力学计算与大数据模型,精准设计合金配方,从源头为钢材注入“天赋基因密码”。

超纯净冶炼是“净化血液”:—通过真空精炼等工艺,将钢中有害元素和夹杂物控制在极致水平,确保材料“底子”纯净。

形性协同调控是“塑造筋骨”:—将轧制与热处理一体化,像高级裁缝一样,在控制钢管几个丝的尺寸精度的同时,雕琢其微米级、纳米级的微观组织。

全流程AI是“注入灵魂”:—构建从成分到服役的全生命周期AI大模型,让生产过程具备自我学习、自我优化的能力。

这套组合拳,标志着衡钢正从依赖经验的“老师傅”,向数据驱动的“科学家”转型。


核心攻坚:

从微观粒子到宏观性能的“硬仗”


攻关的核心,是两场必须打赢的“硬仗”。

第一仗,是“超纯净钢冶炼与高均质连铸”。

“钢材的寿命,从钢水纯净度就决定了。”左国锋指出,项目目标是实现夹杂物尺寸、有害元素、连铸坯横截面元素极差的精准调控。

这要求对冶炼全流程进行“外科手术式”的精细控制。任何微小的波动,都可能导致产品性能的灾难性下降。

第二仗,是“高尺寸精度与高性能的形性协同调控”。

这是行业公认的痛点。“过去,我们常常面临‘按下葫芦浮起瓢’的窘境。”左国锋坦言,“强度上去了,韧性下来了;热处理工艺调好了,尺寸精度又变差了。”

项目创新性地提出,将轧制与热处理视为一个整体,建立温度场—相变—组织—性能的四维耦合模型,实现微观组织的“定向养成”。

通过构建工艺数据模型,项目推进材料研发和生产从“试错法”向“预测法”转变。“基于大数据分析,我们能够更精准地优化生产工艺参数,从而提升产品性能的稳定性。”左国锋介绍了这一技术方向。


思辨未来:

衡钢一役,中国制造迈向高端的“样本”


观察人士指出,衡钢此次“揭榜”,其意义远超一个项目本身。堪称观察中国制造业如何迈向高端的绝佳样本。

首先,它体现了“新型举国体制”在现代产业攻关中的高效性。“揭榜挂帅”机制将国家战略需求、市场真实场景与企业创新主体高效耦合,实现资源集中,目标明确,避免了研发与应用的“两张皮”问题。

其次,它揭示了高端制造的底层逻辑已发生根本变化。“中国制造过去的优势,常在于规模、成本和效率。但冲击高端市场,核心是比拼‘系统能力’。”该观察人士强调。这种系统能力,是基础研究、工艺Know-how、数据智能与跨学科协同的综合体现。衡钢的项目,正是试图构建这样一套从实验室到产业化、从微观机理到宏观性能的完整技术系统。

最后,它预示着中国钢铁工业的价值重塑。钢铁价值曲线的攀升,靠的不是产能扩张,而是知识密度与技术壁垒。衡钢的探索,正是在为整个行业开辟一条从“要素驱动”转向“创新驱动”的新路。

在左国锋看来,项目的终极目标不仅是交出几项达标的产品。“我们要建立的,是一种持续诞生高端材料的能力。”他表示,“当深海和深地不断提出新的需求,我们能快速响应,量身定制。这才是真正的竞争力。”

这根通向地心与深海的钢管,丈量的不仅是物理的极限,更是一个制造大国向制造强国迈进的决心与智慧。


记者手记

钢铁的“觉悟”与“长征精神”


在左国锋的办公室里,他拿起一小块深海管线钢样品。它外表黝黑、冰冷,与寻常钢铁并无二致。但当他开始讲述,这块金属仿佛被赋予了生命。

“它不是‘死’的材料,它是一个系统。”这句话贯穿了整个采访。

在技术文件里,这是“多元极端环境用高品质钢”;在左国锋口中,这是“要知道疼、懂得变的智能材料”。他描述钢材在深海受压时的微观组织变化,像在描述一个生命体的自我调节。

这种认知的转变,或许正是衡钢能够“揭榜”的深层原因。

走访过不少传统制造企业,常见的是对产能与成本的精细核算,而在衡钢这个项目中,记者听到最多的词汇是“协同”“系统”“智能”。当一位工程师认真阐释如何通过数据模型优化钢材性能时,你所感受到的不仅是技术升级,更是一种产业哲学的演变。

中国制造正经历从“体量优势”向“系统能力”的深刻转型。衡钢的探索如同一面镜子——冲击高端制造,不仅是更换设备或增加研发投入,更是整个认知体系的刷新:把材料视为有“觉悟”的生命体,把工厂视为会“学习”的有机组织。

临别时,左国锋站在连轧车间外,指着轰鸣的生产线说:“从我的师父到我的徒弟,三代人在这里接力。我们要做的,是让钢铁不仅足够坚硬,也足够智慧。”

那一刻,冰冷的钢铁仿佛真的拥有了温度。这并非浪漫的想象,而是一个正在发生的产业现实——当最传统的行业开始与最前沿的科技深度融合,当几代人的“长征”汇聚成创新的洪流,制造的本质,正在被重新定义。