薑周華：攻堅高端特鋼“卡脖子”難題

2026-04-16 04:26:46

中國冶金報社

記者王誌報道

特約通訊員藍義高攝影

　　“我國已是全球公認的鋼鐵強國，普鋼年產量超9億噸、優特鋼達9000萬噸，規模穩居世界第一。”11月13日，東北大學特殊鋼冶金研究所所長薑周華教授在2025中國特殊鋼產業發展論壇上以“高端特鋼和特種合金的研究進展與展望”為題作專題報告。他既客觀剖析我國特鋼產業“大而不強”的短板，又係統呈現團隊在工藝突破、材料創新、智能升級等領域的關鍵成果，為我國鋼鐵產業從規模領先向質量引領跨越提供了重要指引。

圖為薑周華

　　高端特鋼成突破關鍵

　　“我國在高端特鋼和特種合金領域，與國際水平仍有差距。”薑周華在報告中客觀分析產業現狀。據介紹，我國特種冶金方法生產的高端特鋼和特種合金年產量僅500萬噸，雖規模不大，卻集中應用於航空航天、核能電力、國防軍工、集成電路等“卡脖子”領域，部分高端產品仍依賴進口。

　　現有製備工藝也麵臨多重挑戰：真空感應爐熔煉時間波動大、返回料利用率低，推高生產成本；電渣重熔過程中鋁、鈦、硼等活性元素分布不均，影響產品穩定性；真空自耗爐工藝窗口窄，易出現黑斑白斑缺陷，難以滿足高端合金量產需求。“這些問題導致我國部分高端合金質量穩定性差，成本高於國際水平，製約了尖端領域發展。”薑周華坦言。

　　針對產業痛點，薑周華團隊構建“產品—工藝—裝備—服務四位一體”研發體係，以“潔淨化、均質化、細晶化、智能化”為核心，實現全鏈條技術突破。

　　在工藝優化上，團隊攻克真空感應熔煉關鍵技術，通過物理與數值模擬優化12噸真空感應爐（VIM）溜槽結構，開發“低過熱度控製+鑄模預熱+保溫冒口”多種措施為一體的鑄錠質量控製關鍵技術，解決鑄錠縮孔、疏鬆問題；創新“碳+鋁/矽/錳+稀土鎂”階梯式脫氧工藝，加快脫氧速度並實現低氧控製。

　　材料研發方麵，多項成果填補國內空白：核級316H不鏽鋼通過渣係優化與漸進式固溶處理，助力鞍鋼實現大型電渣扁錠量產，成為世界首例第四代核電用鋼供貨方案；開發基於智能模型、殘餘元素和夾雜物控製技術的VIM+VAR的雙真空超純冶煉工藝，製備出“雜質元素極低、夾雜物細小彌散”的高性能超純奧氏體不鏽鋼，滿足半導體設備用材國產化急需；自主開發的一體化壓鑄為代表的大型模具鋼材料具有高熱導率、高淬透性、免真空淬火等特點，應用前景廣闊。

　　智能賦能特鋼產業升級

　　“人工智能在特鋼領域的應用，絕非單純機器學習，必須是機理、數據與知識的融合。”薑周華強調。團隊構建“機理模型+數據驅動模型+專家知識”融合體係，在多裝備實現智能控製：真空感應爐基於基礎數據與融合模型，實現溫度預測與氧氮含量預測；電渣重熔爐基於機理+數據驅動融合智能模型，可以對氧含量和鈦含量進行預測；真空自耗爐通過電弧穩定性控製，緩解黑斑白斑問題，錳含量預測精度顯著提升。

　　目前，該智能係統已在撫順特鋼等企業應用，實現爐內氧、氮含量與熔體溫度實時監測，為工藝優化提供精準指導，推動葉片鋼潔淨度與帶狀偏析改善，產品性能對標國際先進水平。

　　截至目前，團隊技術成果已推廣至全國20餘家特鋼企業，在關鍵領域實現產業化突破：撫順特鋼依托合作技術，實現汽輪機葉片鋼係列產業化，屈服強度優於部分進口材料；上海一郎合金生產的GH4169大型環件、GH3030高溫管件，應用於航空航天設備；南京達邁科技基於團隊靶材技術，鎳基靶材全國市場占有率第一；江蘇申源的內燃機氣閥鋼國內市場占有率60%，成為大眾、豐田等車企全球供應商。

　　“未來將聚焦航空超高強度鋼、航空發動機高溫合金、特種不鏽鋼、高端軸承鋼、高端模具鋼等‘卡脖子’材料，推動氫冶金短流程、特殊鋼和特種合金生產全流程的數字化和智能化等顛覆性技術落地。”薑周華表示，將以原創性、顛覆性、引領性技術培育特鋼新質生產力，助力我國特殊鋼產業和合金材料實現高端化、綠色化、智能化轉型，為製造強國建設築牢材料根基。

來源：中國冶金報-中國鋼鐵新聞網

編輯：張雨恬

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