我国大单重特厚钢板生产的发展

LIU1018

我国大单重特厚钢板生产的发展

    一、概述
    早在20世纪50年代初，规划鞍山钢铁公司建设项目时，就决定在鞍钢建设特厚钢板轧机，并从前苏联引进轧机设备。后因当时战略考虑，先后改至内蒙包头、四川宜宾地区、甘肃嘉峪关、甘肃连城沟，最后决定在河南舞阳建设我国第一台特厚钢板轧机。
    特厚钢板轧机是生产大单重特厚特宽钢板轧机，它的产品关系到军用、民用两个重要方面。坦克、舰艇等军用钢板、核电及火电锅炉压力容器、造船、建筑、水利、桥梁、机械、模具以及重要结构均需由特厚钢板轧机提供产品。
    经过长时间努力从前苏联和捷克均未能引进到该项设备，中央决定自力更生地设计、制造、建设这套轧机。这项工作在当时的冶金工业部和第一机械部统一领导下进行，由第二重型机器厂负责设计、制造主体机械设备、东方电机厂提供主要电气设备，北京钢铁设计研究总院负责工艺和工厂设计。轧机的设计要求是做到“三个四”，即辊身长度超过4m，最大轧制压力超过4000t，最大钢锭单重为40t。经过长期努力，舞阳4200mm特厚板轧机于1978年投入生产，为我国国防建设和经济建设做出了重大贡献。
    进入21世纪后，我国宝山钢铁集团公司于2005年开始投产双机架5000mm特厚板轧机，最大板厚至350mm，钢锭最大单重70t。江阴兴澄公司正在建设一台4300mm特厚板轧机，轧制钢坯最大厚度为300mm，轧制扁锭最大厚度为1000mm，沙钢两套5000mm宽厚板轧机和鞍钢鲅鱼圈厂区5500/5000mm宽厚板轧机也先后投产。
    二、我国舞钢4200mm特厚板生产线
    舞钢4200mm特厚板生产线炼钢部分配备有75t电炉（变压器容量25MVA，国产）及90t电炉（变压器容量60MVA，引进）各一台；2台LF钢包精炼炉；1台VD真空吹氧脱气装置；一套SL钢包喷粉装置，2台双线喂丝机以达到去除夹杂物、脱氢氧及硫，调整并精确控制合金成分的要求。精炼后配备有3条大钢锭模铸线和一条国产的单流板坯连铸机（最大铸坯规格为300×1900mm）。
    轧机为980/1800×4200mm可逆式四辊轧机，主电动机为DC 2×4600kW，轧机开口度为1100mm，最大轧制压力为4200t。轧机前设有主辊、辊径为?1055/1000mm，辊身长为1100mm，轧辊工作开口度为800～4200mm，最大轧制压力为700t。可用40t大扁钢锭轧制厚度达250mm，最宽达4000mm的各种特殊用途钢板。
    为生产特厚钢板，轧机前除设有推钢式连续加热炉外另设有加热40t钢锭用车底式加热炉一座，原设计还有加热重8～30t均热炉12座（后停止使用）。
    特厚板生产设有收集装置，厚板火焰切割装置，加热缓冷坑6个，车底式热处理炉2座，机械化室式热处理炉8座，辊底式常化炉1座及调质处理线1条，以适应大单重特厚钢板热处理的要求。
    此外钢厂还引进配备了较完整的探伤、检验、分析研究设备对开发新产品品种、提高产品质量起了重要作用。
    进入21世纪以来，于2002年厚板生产线的TMCP技术及装置（控轧、控温）投产。2006年新引进的钢板淬火回火调质处理线建成使用。2008年建成40t大单重扁锭电渣重熔炉1台，另2台在建设中。到目前为止，已开发出厚度为640mm、760mm、960mm三种的P20，WSM718R，980，2.25CrMo，16MnR共5个钢种，月产量达到600t/台，吨钢电耗1300kWh/t，钢板质量进一步提高，由最初达到德国Ⅲ级标准到现在的国家探伤一级标准，成材率达到85％，比普通钢锭成材率提高12％。
    在1978年投产以来的31年中，舞阳特厚钢板生产线做出巨大贡献。生产的钢板有：坦克钢板、舰艇钢板、高压锅炉用板、海洋平台用钢板、模具用特厚钢板，铜钢复合钢板，优质碳素结构钢板，低合金结构钢板等。
    经过多年不懈努力，舞钢广大干部职工不仅胜利完成建厂时国家提出的多方面的要求，并且不断有新的发展，生产出许多新品种，适应了国家经济建设和国防建设的需要。如三峡工程落水管因承受压力很高，原从国外引进的厚板焊接时开裂不能使用，最后由舞钢试制成合格产品用于三峡工程。又如奥运主场鸟巢也大量采用了舞钢提供的钢板（厚100mm的Q460E-Z35）。
    但由于设备技术条件的限制，舞钢生产大于100mm厚的高强度船板质量较不稳定，400MPa级以上和-60℃以下超高强度韧性船舶及海洋平台用钢板主要依靠进口，所生产碳素模具钢和合金模具钢最大厚度只能达到200mm。舞钢可以生产X70级的油气管线用钢板但在尺寸精度和表面质量等方面与国外先进水平还有一定差距，在X80、X100级管线钢方面还需要进一步加强研究工作，高等级抗硫化氢腐蚀管线钢，低温容器超低温韧性钢等也在进一步研制过程中，有些品种虽能生产出来，但从许多数量中选出优品，成材率不高等。
    三、宝钢5000mm特厚板生产线
    生产线用钢由一炼钢厂供给，配备有完整的精炼设施，粗轧机为1240/2300×5100mm可逆式四辊轧机，主电动机为AC 2×8000kW，轧机开口度为1200mm，最大轧制压力为1万t，最大轧制速度为±2.6/5.2m/s，精轧机架轧辊规格为?1210/2300×5300mm，轧机开口度为550mm，最大轧制压力为1万t，主电动机为AC 2×10000kW，最大轧制速度为±3.0/7.3m/s，精轧机工作辊弯辊力最大4000kN，工作辊移动±150mm（CVCPlus）主轧机架配设有立辊轧机，并装配有液压短行程控制（SSC）及自动宽度控制（AWC）装置，板坯加热有两台步进式加热炉，为加热钢锭设有两台车底式加热炉。按设计宝钢5000mm轧机可轧制70t重钢锭，生产厚至350mm钢板，现精整、热处理设施尚不完善。
    四、几点建议
    1.完善宝钢5000mm特厚板轧机生产大单重特厚钢板配套设施。宝钢5000轧机就其主轧机性能来说可以满足生产各种大单重特厚钢板的要求，实现大变形系数轧制，轧机开口度也可轧制厚至1100mm以上重至70t重钢锭，但其配套设施尚需完善。
    1）炼钢车间需装备重至70t钢锭的铸锭设施，研究建设大钢锭电渣重熔设施的可行性，在可能的条件下增设铸坯厚至600mm的板坯连铸机（日本名古屋厂设此项立式连铸机后可生产厚至350mm碳素锅炉钢板，厚至200mm的锅炉压力容器用钢板和高强度钢板等高质量钢板，板厚至330mm的强度400MPa级钢板等）。
    2）由于辊底式热处理钢板厚度有一定限度，需增设大单重特厚钢板热处理设施。
    3）为使大单重特厚钢板能以平直状态交货，德国迪林根公司为此专设一台压力最大为65MN的厚板压力矫直机，可使钢板的抗拉强度增至1200N/mm，处理钢板厚度为50～300mm，精度为±0.2mm宝钢也可研究采用该项设备。
    4）完善的探伤检验分析和研究设备是生产合乎质量要求的大单重特厚钢板的必要条件。
    5）除了硬件以外，生产大单重特厚钢板的生产诀窍和经验是很重要因素，美国两台装备陈旧的5m轧机却能生产出大量高质量军用和民用产品便是实例。
    2.舞阳钢铁公司拥有多年积累起来的生产大单重特厚钢板的宝贵经验以及完善的配套设施是其突出优势。但是轧机装备过于陈旧，轧机刚度不够主电机能力过小，难以实现大变形系数轧制，生产板厚也限制在200mm以内。应当在适当时机进行改造，改造重点是更换立轧机及传动装置，加大轧钢锭单重至60～70t，并实行大变形轧制。
    3.为对舞钢现有4200mm厚板轧机进行改造，有关方面正在研究在原地改造或易地改造成5000mm级轧机问题，建议如下：
    1）不论采用何种方案，舞阳钢铁公司多年努力积累起来的经验诀窍要得以保存并发扬，已经完整配套的成套设备不致废弃。
    2）我国近期兴建了多台5m级厚板轧机，全国厚板产能增加甚大，改造舞阳4200mm轧机的目的和重点不在数量而是品种质量。
    3）舞阳地处内陆，不靠江海，虽可通过高速公路运输宽板，但在成本和运输方面是不利因素。
    4）实施舞钢4200mm特厚钢板轧机改造时要尽量减少对大单重特厚钢板生产的影响，特别是在宝钢5000mm特厚轧机尚未形成大单重特厚钢板生产能力以前更是如此。   

CNEG-Tiger

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