中厚板发展与技术装备进步的分析

技术与装备纵横

径直缝焊管用板。同时带动了长输管线的建设,在!,#!年至

一、我国中厚板生产与市场分析

近几年我国中厚板生产建设出现了一片从未有过的兴旺景象,产量剧增,质量提高,品种扩大,价格猛涨,新建厂如雨后春笋一般在神州大地上出现。

中厚板消费水平随工业化程度而变化,工业化阶段基础设施建设规模大,中厚板需求多,消费量大,占钢材比例也高,美、日、俄、德、英等国家建设经验都证明了这一点。随着我国经济建设的快速发展,钢铁行业也掀起了一次建设中厚板轧机的高潮。

!,#,年新建成*套直径达%$#/!+!,&&012直缝焊管机组。在

此期间先后建成’艘大型航母,为发展与建设一支强大海军奠定了物质基础。中厚板轧机建设高潮也引领美国各行各业迅速向前迈进,一举成为全球名副其实的经济军事强国。

第二次是在日本。七八十年代日本为了迅速发展经济,掀起了全球第二次中厚板轧机的建设高潮,短短几年间便新建成以四辊式加四辊式双机架型式%’$$&&和四辊式单机架

))$$&&为主中厚板轧机共!’台,其中)&以上特宽%台、%3’&

级)台,四大公司各占!台,使日本中%3+&!台及+/(&中板’台,厚板生产很快走向现代化道路,促使机器、船舶、汽车、家电、交通及现代建筑等各行各业迅速发展起来。)$年代中厚板产量只有+$$多万吨,到!,’%年已达到+$($万吨。特别是有力地推动了造船工业的迅速发展,造船吨位很快超过!$$$万吨以上,荣居全球第一造船大国的地位。同时为满足中东和前苏联长输管线的建设,在!,’$年至!,’%年新建成)套直径达每年出口大口径直缝焊管%$$/!#+)3#&&012直缝焊管机组,

达!$$万吨之多,一举成为全球出口钢材大国。

目前,全球第三次中厚板轧机的建设高潮已在中国大地上掀起。预计建设以()$$&&、(*$$&&、%($$&&及)$$$&&四辊式单机架或双机架型式为主现代化高强度中厚板轧机共,约++台,其中()$$&&*台(内有单机炉卷(台)(*$$&&%台,另外还有+*$$&&级%台。这些轧机%($$&&(台、)$$$&&(台,绝大多数都是大轧制力,达+$456&&以上,大功率,达+476高刚度,达+456&&以上的现代化中厚板轧机,大大&&以上,

超过日本和美国现有中厚板轧机性能水平,将成为全球新一代高性能中厚板轧机,为实现89:;工艺,生产高质量、高性

!

第一次是在美国。二次大战结束后,美国反省战争的经验教训,深深体会到国家工业化与武器现代化的重要性,特别是珍珠港被日本偷袭和几次航母大海战后,决心加速国家工业现代化步伐,发展一支强大舰队的海军力量,建造大型航母。

工业化和建造舰艇需要大量又厚、又宽、性能又高的中厚钢板。于是,在五六十年代美国掀起了全球第一次中厚板轧机的建设高潮。新建成以二辊式加四辊式双机架型式、!#$英寸(%$#%&&)尺寸为主中厚板轧机共!#台,其中%$#%&&’台,现代(&多%台,)&以上特宽!台及(&以下中板%台。另外,化改造*台,其中)&以上特宽+台,%$#%&&+台、(&多(台及+&中厚板!台,也淘汰了若干台三辊劳特式中板轧机。!$年间使美国中厚板生产面貌发生了很大的变化,产量猛增,到!,)’年中厚板产量已提高至!$$$万吨以上,品种迅速扩大,生产出高强船板、高韧性潜艇用板、高耐候桥梁板以及-.*$大口

技术与装备纵横

能、高附加值中厚板创造了非常有利的条件。

另外,我国正在生产的还有!

了阿根廷大陆与马岛的联络,终于取胜。%*)&年空袭利比亚时,美国从航母上起飞的飞机频频轰炸利比亚首府。%**%年海湾战争时,美国派出*艘航母,其中有(艘参战,在袭击中发挥美国又出动!艘航母,了应有的作用。%**’年*月海地危机中,

使军政府下了台。%**’年*月朝鲜半岛核问题引起轩然大波时,美国派出以“小鹰”号航母为首的战斗群驶入朝鲜沿海相威胁。%**’年%$月美国派出一艘航母在我国黄海追逐一艘我国核潜艇,有加剧冷战气氛之势。!$$

萨达姆政权。

这些事例说明,航母威力是不可小看的,但是建造航母必先有大的厚板轧机。

二次大战前,美国、前苏联、日本及德国等主要国家为了建造航母,都建设了特宽厚板轧机。%*%)年

!#我国中厚板市场需求逐步提高

由于国民经济高速增长,我国各行各业中厚板需求量不断扩大。近几年来船板、管线板、桥梁板消费量成倍增加,形成了需大于供的局面。中厚板产量逐年增加,!$$$年生产%&’&万吨,比上一年增产

%!$万吨;!$$%年

生产!%$%万吨,比!$$$年增产

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生产!&(’万吨,比!$$%年增加

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生产

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再以中厚板表观消费占钢材中比例来看,!$$$年为而!$$’年涨至%(,&-,净增(,(个百分点,这也符合国*,*-,

外工业发达国家的发展规律。

热带轧机生产中厚板,是中厚板资源的一支重要力量。国外钢铁大国热带轧机生产中厚板产量约占中厚板总产量!$-左右。我国!$$$年占

美国甾肯司公司科茨维尔厂投产了一台&!

’’,!-,!$$’年提高到&!,&-,也就是说中厚板产量中有一半

以上是由热带轧机来生产,这是一个比较反常的现象。

如果!$%$年钢材消费量达到

为&$$万吨,进口量为!+&万吨。在($$$万吨产量中由现有中新建轧机生产!&$$万吨,留有%&$$厚板轧机生产!$$$万吨,

万吨由热带轧机代劳,占中厚板产量!&-,也是比较合理。到品种、质量都可完全!$%$年我国中厚板轧机生产中厚板产能、

满足国内需求,而且还有一定力量应付出口的贸易需要。

%*’%年在日本制钢公司室工厂投产了一台用蒸汽机驱动的

全球就掀起了一个建造航母和&!)$..特宽厚板轧机。从此,

大型军舰的大高潮,这是二次大战中太平洋和大西洋海战的前奏。

没有有人说,建造航母就需要建设&.以上特宽厚板轧机,英国建造“无敌”号&.以上轧机就不能建造航母。不能这么说,

航母用板是由达尔泽尔厂’

多年来美国一直在奉行炮舰外交,并连连得手,引起世人瞩目的是航空母舰。%*(!年古巴导弹危机时,美国派出)艘航母,迫使赫鲁晓夫连夜撤出导弹。%*)!年马岛战争时,英国派出“无敌”号航母封锁住马岛海峡,夺取制空权和制海权,切断

技术与装备纵横

航母。但是,有了!

为了节能和提高炉子加热能力,新建厂都很注意炼钢连铸和轧钢加热炉之间板坯运输、保温及调度等关系,做到生热装温度产管理一贯制,做到热装热送率达&’/1,’/以上,达&!’1(%’=以上,吨钢燃耗降至’9%>?以下,并在板坯仓库内设置保温坑或罩,尽可能提高板坯装炉温度。目前,日本已实现了直接轧制,使燃料达到零耗。

中厚板轧机最适合于控轧控冷工艺,许多钢板都可用此工艺生产,某些方面其性能赛过热处理钢板,有的厂已实现控轧率达(’/以上。条件好的厂以@;A7为主,而一般厂均以目前等轧方式都采用在轧机前后延伸辊道上多块钢AB生产。板轧制来实现。

日本@;A7有快冷装置的称之为水冷型,而不用快冷的日本称之为非水型。各公司都有自己专利,如新日铁为:CA,川崎为5AB和D@B,住友金属为58@和55A,神户钢管为:A@,为D*:@B*EE。

近#’多年来,国内外中厚板生产技术与装备都有了长足进步,特别是我国的进步比较明显,现在新建成的一批轧机已比,’年代日本建设的&,’’

但逐年来对现有日本已-’多年没有新建中厚板轧机了,

轧机都进行不同程度的技术改造,使装备水平有了较大的提高,特别是生产技术水平仍然处于全球领先的地位。

现将中厚板生产技术和装备两方面进步分述于后。

将控轧与快冷有效地相结合在一起是中厚板生产技术的一大进步,这种工艺可显著地改善钢板性能,降低生产成本与节约贵重合金元素。也可采用轧后直接淬火工艺,取代一部分用热处理炉生产调质钢板,其效果就更加明显。

这项技术有软硬件之分,硬件指轧机和快冷装置,而软件是指操作技术和各种钢种控轧控冷规程及其模型。只有硬件生产不出所要求的钢板。前者是死东西,而后者才是活的精华、经长期试验与多年操作的结晶,应该说软件比硬件更有价值。

这是一项钢板三维立体形状的控制技术,目标是生产出尺寸偏差非常小、切头尾和切边极少、矩形、近似矩形及齐边(不切边或铣边)、性能均一的平直钢板。藉比技术可扩大产品,生产出各种异形板。因此,该控制已成为中厚板生产技术中一项不可或缺的新颖工艺。

控制板形一般由纵向(长度)、横向(宽度)及平面三部分所构成,三者互相配合与影响,统一运筹而轧制出最佳板形和最经济的钢板。目前都采用多功能、响应快、大行程、过压下的高性能8F>A,且将响应快的直动型伺服阀直接安置在液压缸上,以提高其响应性,而压下系统采用数字控制,缸位置控制由数字信息处理机来执行,其控制精度显著提高。

这项技术除加大机架牌坊立柱截面和支承辊直径来提高轧机本身刚度以外,为了减少生产中轧辊挠度和钢板凸

表面无缺陷,切割端不留毛刺,加热前均需清理干净。

#$%&年俄罗斯伊尔诺斯克厂新建了一台!

机,主要是为建造大型航母和各种大型舰艇供板。同年法国敦克尔刻厂进行技术改造,新增一架!

沙钢!

设中,鞍钢!

生产(&英寸)*+大直径焊管的话,新建!!’’

我国为了开发海洋,维护海权,加强海防,应该尽快建设一支自己的强大的海军力量。因此,我国中厚板市场的前景是非常光明的,全球新一代中厚板轧机将在我国很快茁壮成长起来。

二、中厚板生产技术与装备的进步

#.生产技术方面的进步

一般以连铸板坯为主,趋向于全连铸化,连铸比达$!/以上,钢锭及其它料已很少采用。

板坯尺寸增大,厚达0&’

放坯尺寸偏差小了,厚度为!2&1!

钢质洁净,有害元素成分低,53-!66

压缩比减小,一般大于-9!10性能可合格,当为&’’;7

内在无夹杂、分层、内裂及白点等缺陷,且不得有

!

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度,采取了一些补偿与修正措施。如弯工作轧辊或弯支承辊(塔兰托等厂)、阶梯辊(大部分厂都用)、可变凸度辊(原和歌山厂用!

附设立辊轧机又被重视起来,新建改建厂多%&年代开始,

家设置了立辊轧机,日本和韩国都取得了很好效果。一般成材率可提高’()*(,但生产率会降低’+(左右。日本水岛厂以主辊轧机创制了无切边厚板生产技术,由于主辊轧机设备和操作上一些问题比较复杂,至今未得到推广。

由于检测元件、传感器、通讯及计算机等技术的提高,在高速、连续及自动化生产中已能准确及时地检测板形尺寸与外形的各种参数。目前检测技术已走向专业化、智能化和全面自动化阶段,对钢板厚度、宽度、长度、凸度平面板形、镰刀弯、不平直度、头尾形状、浪形及表面缺陷等均能精确稳定地检测。

自动化是优质、高产、低耗及安全生产的保证。但因中厚板生产的特点,在轧机和精整线上实现自动化都比较难。

中厚板的自动化比热带要晚’&多年,而且多数技术都是从热带上移植过来。

目前,国内外中厚板厂都在实现自动化,日本水岛厂早已许多设备和工做到四级计算机,操作人员已缩减达’,*以上,序已见不到人,板坯库和成品发货区原先都是人工集中地方,自从采用生产管理计算机以后,调度工作均在机房内由’)-个人控制。

我国中厚板厂大多数都在实现基础和过程计算机控制。全面计算机自动化控制,而且水平较先进的首推宝钢+.厚板厂,与国外相比也是大大前进一步。

中厚板产品最薄可轧到/..厚,最厚可生产*+&..,最宽可轧至+-+&..,即工作轧辊辊身长度减去’+&)-&&..,以前是减去*&&..,最长板达0&.。

宽度14/)5..,长度12钢板尺寸偏差:厚度12&3&+..,不平直度1’)+..,.,镰刀弯1+..,全长。’&..,

成材率6%/(,成品率6%%(,修磨率1’(,再矫直率1*(。焊接裂纹敏感指数1&3-。碳当量1&3*5)&3/,

中厚板强度普遍提高,普通板!7达/&&8$9以下,而高强度板!7达0&&8$9、5&&8$9及’&&&8$9,’&&&8$9比/&&8$9用板量可节省一半。水力发电用压力水管,用0&&8$9板比

采用四辊式单机架或双机架型式,而二辊式和三辊式已不再采用。一般单位轧制力都在-&SE,..以上,单位功率在刚度在-SE,..以上。轧机尺寸在*+&&..以-ST,..以上,

上,轧制速度达+);35.,U,牌坊主柱截面在%&&&

除鳞高压水喷嘴压力在’58$9以上,使除鳞箱尽量靠近炉子,做到出炉坯料尽快除鳞,一般喷嘴两排布置,且高度可调,能将低温坯料一次铁皮清除干净。在轧机上也设置喷嘴,以清除二次铁皮,确保成品钢板表面的光洁。

普遍采用步进梁式,加热质量好,氧化少,烧损率只&35(以下,耐火材料损伤少,加热灵活,适合于不同钢种的加热,炉长不受限制,也可加热薄的板坯,能配合中厚板小批量多品种的轧制,且便于空炉,单座炉子产量高,炉子座数比较少,一般不多于两座,但投资大、消耗高。推钢式炉仍然有用,但不作首选。

5&&8$9板费用多一倍。天然气输送管线钢板已从:0+、:;&向

而且:’&&已开始批量生产,并向:’-&迈进。船用板:5&奋进,

强度也由/&&)/%&8$9升至/%&)0-&8$9,使船身板厚减薄,因而船体重量减轻。

为了提高使用寿命与减轻维护的工作量,已开始大量轧制如铁路车辆、桥梁、铁塔及建筑等方面用耐大气腐蚀中厚国外以

在钢中增加$、

为了确保结构件所需强度下减轻钢板重量,节省钢材,减少焊缝与工时,达到等级强度,省去加工量,使与混凝土结合更好,外形更美观,已创制出各种异形中厚板,目前有圆板,锥板,即长度方向不同厚度倾斜板,梯形(J9KKIF)板,形(>9HIF)

即宽度方向不同厚度倾斜板,异厚板,异宽板,防挠(LMN?KIO板及带肋(B?7)板等。PQIN?GM)

-R装备方面的进步

#LW

厚仪。为了控制钢板侧边还附设主辊轧机,但在精轧阶段采用轧边工艺的意见,至今仍褒贬不一。为了控轧,轧机前后辊

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道都留有等轧的位置。

这是一项时髦的装备,它利用余热,既可节能,又可提升钢板品位,何乐而不为。新建改建都少不了它,资金实在拮据,也要把位置留好。

与同时()’**+,-.%#/&)之快冷装置有连续(!

实施控轧控冷工艺后,使钢板强度增高、板形变差了,要求设置大范围强力矫直机。现有辊式矫直机受辊径和辊距的配合限制,矫直板厚有一定的范围,一般最厚与最薄之比为6。现在附设有倾斜辊组,油压弯辊、交叉辊,及张力机能的新型可以矫直厚度矫直机,其矫直板厚最厚与最薄之比已增至73,而且矫直力也比以前增加一倍。6839:44**大范围钢板,

冷床的功能是将热矫钢板从;349

以前采用拉钢方式冷床容易划伤钢板,新建厂都采用步进格板式和盘辊式,并有足够的面积使钢板冷至常温,而且冷床长度满足轧制成最长钢板的要求,不需要在冷床前热剪分段,对成材率和剪切线能力大有好处。

超声波探伤是保证中厚板内在质量最理想的手段,具有直接、连续、轻便、成本低、穿透力强及对人体无伤害等优点,且能准确探明钢板内部夹杂、分层、内裂、白点等细小缺陷的位置、大小与形态,检验效率高,走行速度快,可与剪切线生产相配合。

国外现代化中厚板厂至少都有一台,另外,还配有离线的人工探伤手段。日本君津厂在线设置一台超声波探伤装置,探宽度为:44496344**,长度为783973*,探板伤板厚为

中间有36组6个通道,探板边有7组;个通道,探头尾有:组=个探头尾走行速度为6*?*’.,板边与中通道,总共有7>=个通道,间均为

有人说:中厚板叫它为轧钢车间,还不如叫热处理车间。由此可知,中厚板生产中热处理份量之大。虽然推行控轧控冷工艺后,热处理量大大减少,但一个现代化厂仍然有74@以上钢板需经不同的热处理后才能满足交货的条件。

高温处理目前,采用:97座辊底式炉,>座以上炉子很少,多数用氮气保护辐射管加热式,处理前先清除铁皮。只用回火低温处理时,多半都用直接加热。淬火处理时用辊式淬火机,以免钢板瓢曲。

需经高温回火、退火的特殊钢板,专门设置车底式、罩式及外部机械化室式等热处理炉已越来越少。

总的说,中厚板热处理规模逐年减少,而炉型也单一化。剪切机都选用机械化自动化换刀刃和调整剪刃间隙的滚切式,多数由切头剪、双边剪及定尺剪所组成,并附设有板形仪、自动画线机、对正装置、对线机、剖分剪、定尺辊、碎边处理收集装置及标记装置等,全线用计算机以数码传输各种信息,使剪切辅助间歇时间大大缩短。目前拥有一条高产量剪切线的有日本福山厂、鹿岛厂、京浜厂、名古屋厂、韩国浦项厂及意使大利塔兰托厂等,剪切钢板能力都达到:349744万吨以上,精整设备吨位和厂房面积大大减少,因而投资也少很多。

探板国内宝钢为组合式双晶直探头式,总共有:44通道,宽有>组>7个通道,板边有6个通道,探速达**,可:44@板面探伤,这是目前国内最先进的装置。

(作者为北京钢铁设计研究总院教授级高工)

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径直缝焊管用板。同时带动了长输管线的建设,在!,#!年至

一、我国中厚板生产与市场分析

近几年我国中厚板生产建设出现了一片从未有过的兴旺景象,产量剧增,质量提高,品种扩大,价格猛涨,新建厂如雨后春笋一般在神州大地上出现。

中厚板消费水平随工业化程度而变化,工业化阶段基础设施建设规模大,中厚板需求多,消费量大,占钢材比例也高,美、日、俄、德、英等国家建设经验都证明了这一点。随着我国经济建设的快速发展,钢铁行业也掀起了一次建设中厚板轧机的高潮。

!,#,年新建成*套直径达%$#/!+!,&&012直缝焊管机组。在

此期间先后建成’艘大型航母,为发展与建设一支强大海军奠定了物质基础。中厚板轧机建设高潮也引领美国各行各业迅速向前迈进,一举成为全球名副其实的经济军事强国。

第二次是在日本。七八十年代日本为了迅速发展经济,掀起了全球第二次中厚板轧机的建设高潮,短短几年间便新建成以四辊式加四辊式双机架型式%’$$&&和四辊式单机架

))$$&&为主中厚板轧机共!’台,其中)&以上特宽%台、%3’&

级)台,四大公司各占!台,使日本中%3+&!台及+/(&中板’台,厚板生产很快走向现代化道路,促使机器、船舶、汽车、家电、交通及现代建筑等各行各业迅速发展起来。)$年代中厚板产量只有+$$多万吨,到!,’%年已达到+$($万吨。特别是有力地推动了造船工业的迅速发展,造船吨位很快超过!$$$万吨以上,荣居全球第一造船大国的地位。同时为满足中东和前苏联长输管线的建设,在!,’$年至!,’%年新建成)套直径达每年出口大口径直缝焊管%$$/!#+)3#&&012直缝焊管机组,

达!$$万吨之多,一举成为全球出口钢材大国。

目前,全球第三次中厚板轧机的建设高潮已在中国大地上掀起。预计建设以()$$&&、(*$$&&、%($$&&及)$$$&&四辊式单机架或双机架型式为主现代化高强度中厚板轧机共,约++台,其中()$$&&*台(内有单机炉卷(台)(*$$&&%台,另外还有+*$$&&级%台。这些轧机%($$&&(台、)$$$&&(台,绝大多数都是大轧制力,达+$456&&以上,大功率,达+476高刚度,达+456&&以上的现代化中厚板轧机,大大&&以上,

超过日本和美国现有中厚板轧机性能水平,将成为全球新一代高性能中厚板轧机,为实现89:;工艺,生产高质量、高性

!

第一次是在美国。二次大战结束后,美国反省战争的经验教训,深深体会到国家工业化与武器现代化的重要性,特别是珍珠港被日本偷袭和几次航母大海战后,决心加速国家工业现代化步伐,发展一支强大舰队的海军力量,建造大型航母。

工业化和建造舰艇需要大量又厚、又宽、性能又高的中厚钢板。于是,在五六十年代美国掀起了全球第一次中厚板轧机的建设高潮。新建成以二辊式加四辊式双机架型式、!#$英寸(%$#%&&)尺寸为主中厚板轧机共!#台,其中%$#%&&’台,现代(&多%台,)&以上特宽!台及(&以下中板%台。另外,化改造*台,其中)&以上特宽+台,%$#%&&+台、(&多(台及+&中厚板!台,也淘汰了若干台三辊劳特式中板轧机。!$年间使美国中厚板生产面貌发生了很大的变化,产量猛增,到!,)’年中厚板产量已提高至!$$$万吨以上,品种迅速扩大,生产出高强船板、高韧性潜艇用板、高耐候桥梁板以及-.*$大口

技术与装备纵横

能、高附加值中厚板创造了非常有利的条件。

另外,我国正在生产的还有!

了阿根廷大陆与马岛的联络,终于取胜。%*)&年空袭利比亚时,美国从航母上起飞的飞机频频轰炸利比亚首府。%**%年海湾战争时,美国派出*艘航母,其中有(艘参战,在袭击中发挥美国又出动!艘航母,了应有的作用。%**’年*月海地危机中,

使军政府下了台。%**’年*月朝鲜半岛核问题引起轩然大波时,美国派出以“小鹰”号航母为首的战斗群驶入朝鲜沿海相威胁。%**’年%$月美国派出一艘航母在我国黄海追逐一艘我国核潜艇,有加剧冷战气氛之势。!$$

萨达姆政权。

这些事例说明,航母威力是不可小看的,但是建造航母必先有大的厚板轧机。

二次大战前,美国、前苏联、日本及德国等主要国家为了建造航母,都建设了特宽厚板轧机。%*%)年

!#我国中厚板市场需求逐步提高

由于国民经济高速增长,我国各行各业中厚板需求量不断扩大。近几年来船板、管线板、桥梁板消费量成倍增加,形成了需大于供的局面。中厚板产量逐年增加,!$$$年生产%&’&万吨,比上一年增产

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再以中厚板表观消费占钢材中比例来看,!$$$年为而!$$’年涨至%(,&-,净增(,(个百分点,这也符合国*,*-,

外工业发达国家的发展规律。

热带轧机生产中厚板,是中厚板资源的一支重要力量。国外钢铁大国热带轧机生产中厚板产量约占中厚板总产量!$-左右。我国!$$$年占

美国甾肯司公司科茨维尔厂投产了一台&!

’’,!-,!$$’年提高到&!,&-,也就是说中厚板产量中有一半

以上是由热带轧机来生产,这是一个比较反常的现象。

如果!$%$年钢材消费量达到

为&$$万吨,进口量为!+&万吨。在($$$万吨产量中由现有中新建轧机生产!&$$万吨,留有%&$$厚板轧机生产!$$$万吨,

万吨由热带轧机代劳,占中厚板产量!&-,也是比较合理。到品种、质量都可完全!$%$年我国中厚板轧机生产中厚板产能、

满足国内需求,而且还有一定力量应付出口的贸易需要。

%*’%年在日本制钢公司室工厂投产了一台用蒸汽机驱动的

全球就掀起了一个建造航母和&!)$..特宽厚板轧机。从此,

大型军舰的大高潮,这是二次大战中太平洋和大西洋海战的前奏。

没有有人说,建造航母就需要建设&.以上特宽厚板轧机,英国建造“无敌”号&.以上轧机就不能建造航母。不能这么说,

航母用板是由达尔泽尔厂’

多年来美国一直在奉行炮舰外交,并连连得手,引起世人瞩目的是航空母舰。%*(!年古巴导弹危机时,美国派出)艘航母,迫使赫鲁晓夫连夜撤出导弹。%*)!年马岛战争时,英国派出“无敌”号航母封锁住马岛海峡,夺取制空权和制海权,切断

技术与装备纵横

航母。但是,有了!

为了节能和提高炉子加热能力,新建厂都很注意炼钢连铸和轧钢加热炉之间板坯运输、保温及调度等关系,做到生热装温度产管理一贯制,做到热装热送率达&’/1,’/以上,达&!’1(%’=以上,吨钢燃耗降至’9%>?以下,并在板坯仓库内设置保温坑或罩,尽可能提高板坯装炉温度。目前,日本已实现了直接轧制,使燃料达到零耗。

中厚板轧机最适合于控轧控冷工艺,许多钢板都可用此工艺生产,某些方面其性能赛过热处理钢板,有的厂已实现控轧率达(’/以上。条件好的厂以@;A7为主,而一般厂均以目前等轧方式都采用在轧机前后延伸辊道上多块钢AB生产。板轧制来实现。

日本@;A7有快冷装置的称之为水冷型,而不用快冷的日本称之为非水型。各公司都有自己专利,如新日铁为:CA,川崎为5AB和D@B,住友金属为58@和55A,神户钢管为:A@,为D*:@B*EE。

近#’多年来,国内外中厚板生产技术与装备都有了长足进步,特别是我国的进步比较明显,现在新建成的一批轧机已比,’年代日本建设的&,’’

但逐年来对现有日本已-’多年没有新建中厚板轧机了,

轧机都进行不同程度的技术改造,使装备水平有了较大的提高,特别是生产技术水平仍然处于全球领先的地位。

现将中厚板生产技术和装备两方面进步分述于后。

将控轧与快冷有效地相结合在一起是中厚板生产技术的一大进步,这种工艺可显著地改善钢板性能,降低生产成本与节约贵重合金元素。也可采用轧后直接淬火工艺,取代一部分用热处理炉生产调质钢板,其效果就更加明显。

这项技术有软硬件之分,硬件指轧机和快冷装置,而软件是指操作技术和各种钢种控轧控冷规程及其模型。只有硬件生产不出所要求的钢板。前者是死东西,而后者才是活的精华、经长期试验与多年操作的结晶,应该说软件比硬件更有价值。

这是一项钢板三维立体形状的控制技术,目标是生产出尺寸偏差非常小、切头尾和切边极少、矩形、近似矩形及齐边(不切边或铣边)、性能均一的平直钢板。藉比技术可扩大产品,生产出各种异形板。因此,该控制已成为中厚板生产技术中一项不可或缺的新颖工艺。

控制板形一般由纵向(长度)、横向(宽度)及平面三部分所构成,三者互相配合与影响,统一运筹而轧制出最佳板形和最经济的钢板。目前都采用多功能、响应快、大行程、过压下的高性能8F>A,且将响应快的直动型伺服阀直接安置在液压缸上,以提高其响应性,而压下系统采用数字控制,缸位置控制由数字信息处理机来执行,其控制精度显著提高。

这项技术除加大机架牌坊立柱截面和支承辊直径来提高轧机本身刚度以外,为了减少生产中轧辊挠度和钢板凸

表面无缺陷,切割端不留毛刺,加热前均需清理干净。

#$%&年俄罗斯伊尔诺斯克厂新建了一台!

机,主要是为建造大型航母和各种大型舰艇供板。同年法国敦克尔刻厂进行技术改造,新增一架!

沙钢!

设中,鞍钢!

生产(&英寸)*+大直径焊管的话,新建!!’’

我国为了开发海洋,维护海权,加强海防,应该尽快建设一支自己的强大的海军力量。因此,我国中厚板市场的前景是非常光明的,全球新一代中厚板轧机将在我国很快茁壮成长起来。

二、中厚板生产技术与装备的进步

#.生产技术方面的进步

一般以连铸板坯为主,趋向于全连铸化,连铸比达$!/以上,钢锭及其它料已很少采用。

板坯尺寸增大,厚达0&’

放坯尺寸偏差小了,厚度为!2&1!

钢质洁净,有害元素成分低,53-!66

压缩比减小,一般大于-9!10性能可合格,当为&’’;7

内在无夹杂、分层、内裂及白点等缺陷,且不得有

!

技术与装备纵横

度,采取了一些补偿与修正措施。如弯工作轧辊或弯支承辊(塔兰托等厂)、阶梯辊(大部分厂都用)、可变凸度辊(原和歌山厂用!

附设立辊轧机又被重视起来,新建改建厂多%&年代开始,

家设置了立辊轧机,日本和韩国都取得了很好效果。一般成材率可提高’()*(,但生产率会降低’+(左右。日本水岛厂以主辊轧机创制了无切边厚板生产技术,由于主辊轧机设备和操作上一些问题比较复杂,至今未得到推广。

由于检测元件、传感器、通讯及计算机等技术的提高,在高速、连续及自动化生产中已能准确及时地检测板形尺寸与外形的各种参数。目前检测技术已走向专业化、智能化和全面自动化阶段,对钢板厚度、宽度、长度、凸度平面板形、镰刀弯、不平直度、头尾形状、浪形及表面缺陷等均能精确稳定地检测。

自动化是优质、高产、低耗及安全生产的保证。但因中厚板生产的特点,在轧机和精整线上实现自动化都比较难。

中厚板的自动化比热带要晚’&多年,而且多数技术都是从热带上移植过来。

目前,国内外中厚板厂都在实现自动化,日本水岛厂早已许多设备和工做到四级计算机,操作人员已缩减达’,*以上,序已见不到人,板坯库和成品发货区原先都是人工集中地方,自从采用生产管理计算机以后,调度工作均在机房内由’)-个人控制。

我国中厚板厂大多数都在实现基础和过程计算机控制。全面计算机自动化控制,而且水平较先进的首推宝钢+.厚板厂,与国外相比也是大大前进一步。

中厚板产品最薄可轧到/..厚,最厚可生产*+&..,最宽可轧至+-+&..,即工作轧辊辊身长度减去’+&)-&&..,以前是减去*&&..,最长板达0&.。

宽度14/)5..,长度12钢板尺寸偏差:厚度12&3&+..,不平直度1’)+..,.,镰刀弯1+..,全长。’&..,

成材率6%/(,成品率6%%(,修磨率1’(,再矫直率1*(。焊接裂纹敏感指数1&3-。碳当量1&3*5)&3/,

中厚板强度普遍提高,普通板!7达/&&8$9以下,而高强度板!7达0&&8$9、5&&8$9及’&&&8$9,’&&&8$9比/&&8$9用板量可节省一半。水力发电用压力水管,用0&&8$9板比

采用四辊式单机架或双机架型式,而二辊式和三辊式已不再采用。一般单位轧制力都在-&SE,..以上,单位功率在刚度在-SE,..以上。轧机尺寸在*+&&..以-ST,..以上,

上,轧制速度达+);35.,U,牌坊主柱截面在%&&&

除鳞高压水喷嘴压力在’58$9以上,使除鳞箱尽量靠近炉子,做到出炉坯料尽快除鳞,一般喷嘴两排布置,且高度可调,能将低温坯料一次铁皮清除干净。在轧机上也设置喷嘴,以清除二次铁皮,确保成品钢板表面的光洁。

普遍采用步进梁式,加热质量好,氧化少,烧损率只&35(以下,耐火材料损伤少,加热灵活,适合于不同钢种的加热,炉长不受限制,也可加热薄的板坯,能配合中厚板小批量多品种的轧制,且便于空炉,单座炉子产量高,炉子座数比较少,一般不多于两座,但投资大、消耗高。推钢式炉仍然有用,但不作首选。

5&&8$9板费用多一倍。天然气输送管线钢板已从:0+、:;&向

而且:’&&已开始批量生产,并向:’-&迈进。船用板:5&奋进,

强度也由/&&)/%&8$9升至/%&)0-&8$9,使船身板厚减薄,因而船体重量减轻。

为了提高使用寿命与减轻维护的工作量,已开始大量轧制如铁路车辆、桥梁、铁塔及建筑等方面用耐大气腐蚀中厚国外以

在钢中增加$、

为了确保结构件所需强度下减轻钢板重量,节省钢材,减少焊缝与工时,达到等级强度,省去加工量,使与混凝土结合更好,外形更美观,已创制出各种异形中厚板,目前有圆板,锥板,即长度方向不同厚度倾斜板,梯形(J9KKIF)板,形(>9HIF)

即宽度方向不同厚度倾斜板,异厚板,异宽板,防挠(LMN?KIO板及带肋(B?7)板等。PQIN?GM)

-R装备方面的进步

#LW

厚仪。为了控制钢板侧边还附设主辊轧机,但在精轧阶段采用轧边工艺的意见,至今仍褒贬不一。为了控轧,轧机前后辊

技术与装备纵横

道都留有等轧的位置。

这是一项时髦的装备,它利用余热,既可节能,又可提升钢板品位,何乐而不为。新建改建都少不了它,资金实在拮据,也要把位置留好。

与同时()’**+,-.%#/&)之快冷装置有连续(!

实施控轧控冷工艺后,使钢板强度增高、板形变差了,要求设置大范围强力矫直机。现有辊式矫直机受辊径和辊距的配合限制,矫直板厚有一定的范围,一般最厚与最薄之比为6。现在附设有倾斜辊组,油压弯辊、交叉辊,及张力机能的新型可以矫直厚度矫直机,其矫直板厚最厚与最薄之比已增至73,而且矫直力也比以前增加一倍。6839:44**大范围钢板,

冷床的功能是将热矫钢板从;349

以前采用拉钢方式冷床容易划伤钢板,新建厂都采用步进格板式和盘辊式,并有足够的面积使钢板冷至常温,而且冷床长度满足轧制成最长钢板的要求,不需要在冷床前热剪分段,对成材率和剪切线能力大有好处。

超声波探伤是保证中厚板内在质量最理想的手段,具有直接、连续、轻便、成本低、穿透力强及对人体无伤害等优点,且能准确探明钢板内部夹杂、分层、内裂、白点等细小缺陷的位置、大小与形态,检验效率高,走行速度快,可与剪切线生产相配合。

国外现代化中厚板厂至少都有一台,另外,还配有离线的人工探伤手段。日本君津厂在线设置一台超声波探伤装置,探宽度为:44496344**,长度为783973*,探板伤板厚为

中间有36组6个通道,探板边有7组;个通道,探头尾有:组=个探头尾走行速度为6*?*’.,板边与中通道,总共有7>=个通道,间均为

有人说:中厚板叫它为轧钢车间,还不如叫热处理车间。由此可知,中厚板生产中热处理份量之大。虽然推行控轧控冷工艺后,热处理量大大减少,但一个现代化厂仍然有74@以上钢板需经不同的热处理后才能满足交货的条件。

高温处理目前,采用:97座辊底式炉,>座以上炉子很少,多数用氮气保护辐射管加热式,处理前先清除铁皮。只用回火低温处理时,多半都用直接加热。淬火处理时用辊式淬火机,以免钢板瓢曲。

需经高温回火、退火的特殊钢板,专门设置车底式、罩式及外部机械化室式等热处理炉已越来越少。

总的说,中厚板热处理规模逐年减少,而炉型也单一化。剪切机都选用机械化自动化换刀刃和调整剪刃间隙的滚切式,多数由切头剪、双边剪及定尺剪所组成,并附设有板形仪、自动画线机、对正装置、对线机、剖分剪、定尺辊、碎边处理收集装置及标记装置等,全线用计算机以数码传输各种信息,使剪切辅助间歇时间大大缩短。目前拥有一条高产量剪切线的有日本福山厂、鹿岛厂、京浜厂、名古屋厂、韩国浦项厂及意使大利塔兰托厂等,剪切钢板能力都达到:349744万吨以上,精整设备吨位和厂房面积大大减少,因而投资也少很多。

探板国内宝钢为组合式双晶直探头式,总共有:44通道,宽有>组>7个通道,板边有6个通道,探速达**,可:44@板面探伤,这是目前国内最先进的装置。

(作者为北京钢铁设计研究总院教授级高工)


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