【讲述】超级机器之世界轧机之王

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【讲述】超级机器之世界轧机之王
15 世界轧机之王——鞍钢5.5⽶特宽厚板轧机
⼯程总投资:54.6亿元
⼯程期限:2005年——2009年
你知道这块钢板有多厚吗?这块测试⽤的钢板厚达200mm,竟然被炮弹像切⾖腐⼀样穿透。
“每⼀块钢铁⾥,都隐藏着⼀个国家兴衰的秘密。”
——Peter Krass,美国钢铁⼤王卡内基的传记作者。
钢铁⼯业是重要的基础产业,被誉为⼯业的脊梁。轧钢机是钢铁⼯业核⼼装备之⼀。⽆论是决定战争胜负的航空母舰、核潜艇等尖端武器;还是关乎社会安危的核电站、巨型桥梁、⽔库闸门等基础设施;⼜或是⼈们⽇常⽣活中的汽车、冰箱、洗⾐机等消费品;都离不开⼤型轧钢机⽣产的优质钢材。
鞍钢是我国最早的钢铁⽣产基地,始建于1916年,前⾝为⽇伪时期的鞍⼭制铁所和昭和制钢所。1936年鞍钢第⼀中板⼚建成我国第⼀台2300mm三辊劳特式中板轧机。1945年8⽉苏联红军出兵东北后,将鞍
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钢7万多吨设备物资拆运回国,使鞍钢⽣产完全瘫痪,偌⼤⼚区陷⼊破败境地。1949年7⽉9⽇,新成⽴的鞍钢公司在⼀⽚废墟上恢复建设。到1957年⽣铁产量达到336.1万吨,钢291.07万吨,钢材192.39万吨,成为中国第⼀⼤钢铁基地,向全国输送了⼤量专业⼈才,被誉为共和国钢铁⼯业的摇篮。然⽽同⼤多数国有企业⼀样,在上世纪90年代市场⼤潮的冲击下,积弊严重的鞍钢曾濒临绝境,历经转轨阵痛,通过投巨资对⽣产线进⾏技术改造才重获⽣机。
⾛过60年风⾬历程的鞍钢,⽬前是我国四⼤钢铁集团之⼀,拥有职⼯⼗余万⼈,2008年⽣产铁1608万吨,钢1604万吨,钢材1499万吨,实现收⼊796亿元。形成了以汽车板、家电板、集装箱板、造船板、重轨、⽆缝钢管、冷轧硅钢为主的完整产品系列,是全球最⼤的集装箱钢板供货企业和国内主要的船⽤钢板、汽车钢板供货商;能够⽣产128个钢种的船⽤钢板,最⼤厚度100mm,强度级别从235MPa到550MPa,全部通过9国船级社认证;是世界第3家具备⽣产⾼档船体结构板和海洋⼯程结构钢板的企业。
鞍钢西部基地
2008年9⽉10⽇,鞍钢举⾏新闻发布会,宣布辽宁营⼝鞍钢鲅鱼圈钢铁基地正式竣⼯投产。这是我国⾸个⾃主设计、技术总负责的现代化全流程钢铁⼚,拥有世界最⼤规格的5500mm宽厚板轧机等⼀批先进装备。项⽬于2006年5⽉17⽇经发改委审批⽴项,规划年产1000万吨钢铁,主要⽤于制造⾼技术、⾼附加值板材。
新基地选址辽宁营⼝市南端52公⾥的鲅鱼圈区,北距沈阳190公⾥,南距⼤连160公⾥,紧邻营⼝港20万吨级铁矿⽯码头和华能电⼚,地理位置极其优越。⼚区占地8.32平⽅公⾥,南北长2.75公⾥,东西宽3.05公⾥,其中陆地⾯积5.05平⽅公⾥,挖⼭填海3.27平⽅公⾥,累计使⽤21018吨,挖运填海⼟⽯⽅达5547万⽴⽅⽶(相当于三峡⼯程的
1/2)。
项⽬分两期建设,⼀期总投资226亿元,涵盖原料、烧结、化⼯、炼铁、炼钢、轧钢等钢铁⽣产的全流程,具备年产493万吨铁、500万吨钢、200万吨宽厚板和296万吨热轧板的能⼒。主要⽣产⾼技术含量的船⽤宽厚板、舰艇板、⾼级别管线钢板、桥梁板、⼯程机械板、及⾼端热轧薄板等精品板材。
营⼝鲅鱼圈⼀期主体设备包括:
1、供料系统建设1座1470万吨的现代化综合原料场。
2、焦化系统建设4座国产k法脱硫52孔复热式7⽶焦炉,年产焦炭255万吨。
3、烧结系统建设2台405平⽅⽶烧结机,年产烧结矿933.8万吨。
4、炼铁系统建设2座4038⽴⽅⽶⼤型⾼炉,设计产能650万吨。
4、炼铁系统建设2座4038⽴⽅⽶⼤型⾼炉,设计产能650万吨。
5、炼钢系统建设3座260吨顶底复吹转炉、2套RH-TB真空精炼装置、1座LF钢包精炼炉、1座ANS-OB钢⽔精炼装置,设计产能500万吨。
6、连铸系统建设2台230mm厚度常规板坯连铸机、1台300mm厚度板坯连铸机。年产板坯500万吨,其中200万吨供给宽厚板⽣产线,300万吨供给热连轧⽣产线。
7、轧钢系统建设1台5500mm四辊双机架宽厚板轧机,年产200万吨宽厚板;1条1580mm热连轧⽣产线年产296万吨热轧板,1条1450mm冷轧⽣产线年产96万吨冷轧板。
鞍钢5500mm四辊可逆式双机架宽厚板轧机正在轧制钢板。
世界轧机之王
鞍钢5500mm四辊可逆式双机架宽厚板轧机,是⽬前世界最⼤规格的宽厚板轧机。由⼀台5500mm四辊式粗轧机和⼀台5000mm四辊式精轧机及2台步进式加热炉、除磷箱、热矫直机、3台冷床、切头剪、定尺剪、⽕焰切割机、4200吨压平机、淬⽕机等40余台配套设备组成,零部件总数达10万多个。⽣产⼚房由加热炉跨、主轧跨、剪切跨、中转跨、冷床跨、磨辊间、成品库等部分组成,长1116⽶,宽近100⽶,⾯积达11万平⽅⽶,当于15个⾜球场。两台轧机占地长200⽶、宽35⽶,⾼近20⽶,重
达近7000吨。整个⼯程浇灌混凝⼟16万⽴⽅⽶、吊装钢结构32400吨,设备重达18000吨。由于体系复杂、精度要求⾼、制造难度极⼤,许多部件的重量尺⼨都达到了机械加⼯及运输的极限,被誉为世界“轧机之王”。
⽬前全世界已建成的5500mm轧机仅有6台,分别位于⽇本新⽇铁⼤分钢⼚、JEF京滨⼚(原⽇本钢管扇岛⼚)、JEF仓敷⼚(原川崎制铁⽔岛⼚)、住友⾦属⿅岛⼚、德国迪林根钢⼚和中国鞍钢鲅鱼圈新⼚。从设备来看,5500mm宽厚板轧机仅⼀⽚轧机机架牌坊就重达400吨以上,轧机⽀承辊最⼤直径达到2400mm,重达250吨,整台轧机总重超过3000吨。主电机总功率达20000kW以上,原料板坯重达250吨,车间⽤桥式起重机最⼤吨位达400吨。其⽣产的钢板厚度最⼤可达400mm,是普通轧机的4倍以上,可⽤做航母、战列舰、坦克等武器装甲钢板。钢板宽度达5300mm,是普通轧机的2倍以上;单块钢板重达200吨,是普通轧机的5倍以上,这些规格都远远⼤于中⼩型轧机。
鞍钢5⽶轧机⽣产线由中国⼀重集团与德国西马克·德马格(SMS-Demag)公司联合设计,粗轧机、精轧机等核⼼设备由⼀重制造,冷床、翻板机、辊道由中冶长城重机制造。采⽤了热装热送、板型控制等13项先进技术,轧制⼒为1万吨,⽣产钢板尺⼨宽度为900-5300mm,厚度为5-150mm,最厚可达450mm,长度为3-25⽶。主要⽣产宽度4⽶以上军民⽤⾼强度宽厚船⽤钢板、舰艇板、核电⽤特种钢板、耐⼤⽓腐蚀板、⼤⼝径油⽓焊管和模具板等⾼技术含量、⾼附加值产品。该轧机的成功制造,有助于打破国外特种钢材对我国的封锁,将对推动我国⽯油、天然⽓运输、造船及国防建设等领域起
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到重要作⽤。
造船及海上采油平台⽤特厚钢板
什么是宽厚板轧机?
轧钢机是将钢坯钢锭轧制成钢材(管、板、型、丝)的成套设备,分为钢管轧机、板带轧机、型钢轧机、线材轧机、薄板坯连铸连轧等类型。钢板是钢材四⼤品种中⽤途最⼴泛的⼀种,按⽣产⼯艺分为热轧钢板和冷轧钢板,按厚度可分为薄板(厚度<4毫⽶)、中板(厚度4-20毫⽶)、厚板(厚度>20-60毫⽶)、特厚板(厚度>60毫⽶,最厚达700毫⽶)。在实际⼯作中,中板和厚板通称为“中厚板”。
中厚板⽣产属于热轧⼯艺,主要有中厚板轧机、热连轧机组和炉卷轧机等三种⽅式,中厚板轧机是普遍采⽤的⽣产设备,通过轧机中的上下轧辊咬合碾压经过加热的钢坯,最终轧制成钢板。轧机按照轧辊辊⾯宽度可分为1800mm、2300mm、2800mm、3300mm、3800mm、4300mm、4800mm
以及5300mm等8个级别,每个级别可上下调整200mm。宽厚板轧机主要是指辊⾯宽度达到2800mm以上的宽幅中厚板轧机。辊⾯宽度达到4800mm以上的轧机,⼜被称为特宽厚板轧机,最⼤规格可达5500mm。
宽厚板⽣产线由粗轧机和精轧机及配套设备组成,可采⽤单机架或双机架布置形式。轧机结构出现过
⼆辊式、三辊劳特式、四辊可逆式、复合式和万能式,还曾经出现过单机架⽆牌坊预应⼒轧机,因适应性较低,未能⼴泛推⼴。传动主机由最初的⽔⼒驱动、蒸汽机驱动,发展到现在的电⼒驱动。单机架的⼆辊式和三辊劳特轧机由于⾃⾝结构的制约,⽣产效率低,产品质量差,西⽅在60年代就已经少有使⽤,但作为⼆⼿设备在我国存在了许多年,现已基本淘汰。四辊式轧机是⽬前使⽤最⼴泛的⼀种机型,具有刚度⼤、厚度控制精度⾼,轧制规格范围⼴等优点,使得中厚板的⽣产效率有了⼤幅度提⾼。
⼤幅度提⾼。
宽厚板轧制流程主要包括:铸坯→加热炉→⾼压⽔除鳞→机架辊除鳞→粗轧机→精轧机→控制冷却→压平机/热矫直机→冷床翻板→超声波探伤→激光划线→⽕焰切割机/横剪切头尾、滚切剪双边→定尺、取样→喷丸→加热淬⽕→表⾯检查→修磨→涂漆→烘⼲→打字喷号→垛板⼊库等步骤,在实际应⽤中可根据情况进⾏调整。
第1步是坯料准备:宽厚板轧制坯料主要为连铸坯和铸锭,加热炉将坯料加热⾄1100-1250℃,出炉后⽤⾼压⽔除鳞,吹除坯料加热过程中产⽣的表⾯氧化铁⽪,以避免压⼊钢板表⾯形成⿇点或凹坑。2、轧制⼯序:钢坯除磷后,将1000℃左右的热坯送⼊粗轧机进⾏1-4道次的整形轧制,消除坯料表⾯凹坑缺陷,接着把坯料旋转90度进⾏展宽轧制,再旋转90度进⾏延伸轧制。进⼊精轧机后继续延伸,
控制板形、厚度、表⾯质量等性能。3、控冷剪切⼯序:完成轧制⼯序的钢板,进⼊控冷装置⽤⽔幕直接淬⽕,快速冷却⾄600℃左右,以提⾼板材的屈服强度。然后50mm以下钢板⽤辊式热矫直机消除板材弯曲等缺陷,进⼊宽冷床冷却⾄150℃左右,做超声波探伤;再进⾏激光划线、剪切钢板头尾和两边不规则部分、定尺、取样。50mm以上的钢板轧制后直接进⼊特厚板冷床冷却,⽤⽕焰切割机切割后,⽤压平机进⾏冷矫直,对裂纹敏感钢种要⽤等离⼦切割。4、精整⼯序:对成品钢板根据客户需要进⾏正⽕、调质、回⽕等热处理,对钢板表⾯进⾏检查并修磨;造船桥梁⽤板表⾯需抛丸处理,除去氧化铁⽪后,再做防锈涂层并烘⼲,成品板材打字喷号后垛板⼊库。
2005年8⽉11⽇,美国核动⼒航空母舰CVN-21建造切割第⼀块钢板,这块钢板重15吨,是CVN21的侧舷外板。
丝锥磨床
宽厚板⽤途
宽幅中厚板是重要的战略物资,其⽤途⾮常⼴泛,主要⽤于10万吨以上⼤型船舶和⼤⼝径油⽓直缝焊管,以及武器装甲、巨型桥梁结构钢、海上钻井平台结构钢、核电站安全壳、⼤型⽔坝闸门、电站⾼压锅炉钢板、炼钢⾼炉炉壳、⼤型油⽓储罐、⼤型机械结构钢、模具钢、超⾼层建筑等领域。
当年建设九江⼤桥时,桥梁结构钢板要求厚50mm,长18⽶,单重11吨,由鞍钢2800mm轧机⽣产,因单重与尺⼨满⾜不了,铁道部只好修改钢板尺⼨,增加拼接焊缝。宝钢在建设炼钢⾼炉过程中,需fsad
要⼤单重宽厚钢板,因为舞钢⽆法⽣产,最后只好修改结构,由此可见宽厚钢板的重要性。
⽬前世界造船⾏业的发展趋势是,采⽤⼤分段造船⼯艺,及⼤尺⼨船⽤钢板以减少焊缝,缩短造船周期,因此需要⼤量采购船⽤宽厚钢板。国外建造10万吨级以上船舶,多数采⽤宽度4000mm以上船⽤钢板。随着我国造船能⼒的提升,上海外⾼桥造船⼚⽣产的30万吨级油轮,钢板最⼤宽度要求达到4500mm,这就需要由4.8⽶以上的轧机⽣产。尤其在军⽤造船领域,⼤单重宽厚板更是不可或缺。以美国“尼⽶兹”级航母为例,其飞⾏甲板⾯积达18200平⽅⽶,相当于3个⾜球场,由50毫⽶厚的HSLA-80钢板和复合装甲材料组成;既要承受战机起降时的强⼤冲击⼒和⽕焰灼烧,⼜要有⾜够的防弹能⼒;因此必须要⽤⼤尺⼨钢板,以减少焊缝增加强度。整艘尼⽶兹级航母共采⽤各种特殊钢板达45000吨以上,仅铺设飞⾏甲板就需要特种钢板约8000吨。
特宽厚板还是⽯化建设领域的重要材料,长距离油⽓输送管道由钢板卷焊⽽成,管径分为18、24、30、36、42、48、54、60、64英⼨等⼗个等级。56英⼨(1422mm)以下的焊管钢板可以由4.8⽶轧机提供,⽽64英⼨(1626mm)⼤⼝径直缝焊管所需钢板宽度达到5.11⽶,只能由5500mm轧机轧制。⼀条1000公⾥长的64英⼨管道⼤约需要消耗25万吨钢板。矗⽴在深海的⽯油钻井平台需要抵御狂风巨浪的侵袭,每座消耗钢材数万吨,使⽤的钢板最⼤宽度为5200mm,显然只有5500mm轧机才能满⾜要求。⼤型油⽓储罐也需要板厚20-45mm的⾼强度宽厚钢板来建造罐体,以减少焊缝增加强度。
核电站建造中,圆柱形钢制安全壳是保障反应堆安全的重要屏障,直径40⽶左右、⾼达60多⽶,内层为50mm厚的钢板内衬,外层浇筑1⽶厚的钢筋混凝⼟,要求能够承受地震、飓风、坠落等各种冲击。钢板内衬由130多块宽厚钢板焊成⼗余个巨型钢环再叠套拼装,总重超过4000吨,所需钢板必须由5⽶以上轧机轧制。
2006年7⽉28⽇上午10时15分,鞍钢5.5⽶粗轧机机架在中国⼀重集团公司通过5个钢⽔包合浇成功。
巨型轧机研制过程
⼤型轧机属于极限制造领域,中国⼀重在承制鞍钢5.5⽶轧机过程中克服了诸多技术挑战。2005年11⽉28⽇,⼀重开动4台电炉、2台精炼炉,⽤5包合浇的⽅式,组织716吨钢⽔成功浇铸出鞍钢5⽶精轧机第⼀⽚机架牌坊,成品机架⾼15.2⽶、宽4.67⽶,厚2.3⽶,重412吨,居亚洲之最。机架是轧机上承载数百吨重的巨型合⾦钢轧辊的⽀撑部件,也是轧机上最⼤最重的部件。鞍钢的5500mm粗轧机和5000mm精轧机共需要浇铸2组4⽚机架,钢⽔总量近3000吨,成品机架重量超过1600吨,浇铸难度极⼤。
2006年7⽉28⽇,⼀重再次组织743吨钢⽔浇铸更为庞⼤的5500mm⽶粗轧机机架,他们在⽊模的制造过程中,采⽤螺
2006年7⽉28⽇,⼀重再次组织743吨钢⽔浇铸更为庞⼤的5500mm⽶粗轧机机架,他们在⽊模的制造过程中,采⽤螺栓把合槽钢的办法,顺利解决了超⼤模型强度难题。在浇注过程中牢牢控制钢⽔包上下滑板,有效防⽌了浇注中“跑、穿、漏(钢⽔)”现象的发⽣,准确地将5个钢⽔包中温度⾼达1500多度的743吨钢⽔顺畅注⼊机架型腔,拉滑板、烧氧等⼯作⼀⽓呵成,仅⽤时8分钟,⼀⽚整体机架浇注成功。经过机床加⼯后,成品机架长15.91⽶,宽4.671⽶,厚2.3⽶,重达425吨。
如此巨型的整体铸件,要从齐齐哈尔⼀重运到1400公⾥外的营⼝鲅鱼圈⼯地,⽤空运、海运、公路运输都不⾏,⽽⽤铁路运输⼜没有⼤型载重车辆。为此鞍钢技改部与齐齐哈尔车辆集团组织⼈员历时1年多时间,研制出载重450吨的D45型世界最⼤落下孔车,该车全长70⽶,⾃重202吨,共配有14个转向架、28轴56个车轮和液压制动系统,铁道部还专门配备了装载计算机轮压信息分析系统的测试车和两台牵引机车。2007年9⽉10⽇-27⽇,D45型落下孔车分2次将⼀重制造的2⽚5⽶精轧机机架,成功地从富拉尔基运⾄鲅鱼圈⼯地,创造了中国铁路运输单车载重最⼤纪录。11⽉16⽇,两⽚机架成功吊装到精轧机底座上,11⽉21⽇,轧机⽀撑横梁与机架成功拼合。
2007年11⽉21⽇,鞍钢鲅鱼圈新⼚举⾏5⽶精轧机机架安装仪式。
2008年7⽉16⽇和9⽉12⽇,5.5⽶粗轧机的两⽚机架在⼀重完成装配后,也分别通过铁路运⾄鲅鱼圈新⼚进⾏轧辊安装。轧辊是轧制钢板的关键部件,四辊式轧机需要安装两根⽀承辊和两根⼯作辊。由
于5⽶级轧机⽀承辊需要浇注450吨级真空钢锭,经万吨级⽔压机锻造成型,再经超重型车床进⾏精密加⼯,制造难度极⼤,世界上仅有德国、⽇本少数⼏家企业能⽣产,单根造价⾼达2000万元以上。我国重机企业经过近⼏年的升级改造,也逐步具备了⽣产能⼒,2009年6⽉12⽇,德阳⼆重为五矿集团营⼝中板⼚的5⽶宽厚板轧机⽣产出⾸根⽀承辊,直径2302毫⽶、总长11226毫⽶,交货重量226.4吨,是⽬前国内最⼤的⽀承辊。鞍钢5.5⽶粗轧机的⽀承辊由德国GP公司制造,单根重达251.7吨,直径达到2.4⽶,加上两个轴承箱,每个⽀承辊总重约400吨,是⽬前世界最⼤的轧机⽀承辊。
2008年8⽉30⽇上午10点20分,宽厚板⽣产线的5⽶精轧机完成安装,正式投⼊试⽣产。共轧制出8块不同规格的合格宽厚板。这标志着鞍钢宽厚板⼯程初战告捷。到2009年6⽉,5.5⽶粗轧机⽀承辊成功装⼊轧机机架,整条⽣产线设备安装基本完成。
2009年7⽉10⽇上午11时08分,在鞍钢鲅鱼圈新区宽厚板⽣产线粗轧机试车现场,⼀块红彤彤的钢坯从加热炉⾥吐了出来,经过5500mm粗轧机9个道次的轧制,被轻松地展宽轧长,然后进⼊精轧⼯序,标志着这条世界最先进的宽厚板轧机⽣产线全线贯通。能够为鞍钢每年增加200万吨优质宽厚钢板产能。
⼆次⼤战后,随着机械制造、造船、桥梁、建筑、⾼压容器及⼤直径油⽓管线等⾏业的发展,世界共掀起过三次宽厚板轧机发展⾼潮。
第⼀次在美国。朝鲜战争后期,美国撤销了⼆战后不再建造⼤型航母的决定。1952年美国为建造“福莱斯特”级航母,在印第安纳州的格⾥(Gary)钢⼚投产了⼀台5335mm厚板轧机。到上世纪60年代前后,美国共新建成16台以160英⼨(4064mm)⼆辊式加四辊式双机架为主的中厚板轧机,其中5⽶以上级特宽轧机1台,4064mm轧机7台,3⽶级轧机4台,以及3⽶以下中板轧机4台。
另外有8台轧机经过现代化改造,其中5⽶以上特宽轧机1台,4064mm轧机2台、3⽶级轧机3台,以及2⽶级轧机2台,还淘汰了若⼲台三辊劳特式中板轧机。10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1957年中厚板产量已提⾼⾄1000万吨以上,品种迅速扩⼤,⽣产出⾼强度船板、⾼韧性潜艇⽤板、⾼耐候桥梁板以及X80⼤⼝径直缝焊管⽤板。带动了长输管线的建设,在1961年⾄1969年间,新建成8套直径达406-1219mm的直缝焊管机组。在此期间,美国先后建成7艘⼤型航母,为冷战时期建设⼀⽀全球海军奠定了物质基础。
前苏联为了加快海军的现代化,于1946年将从德国拆回的5000mm厚板轧机在下塔吉尔钢⼚迅速投产,并于1984年在伊诺尔斯克(Izhorskiye)钢⼚投产⼀台5000mm四辊式厚板轧机,专门⽣产航空母舰和各种⼤型舰船⽤厚板。1962年法国敦克尔克钢⼚新建⼀台4320mm单机架轧机,1984年进⾏技术改造时,新建⼀台5000mm精轧机,组成
4320mm+5000mm双机架轧机,并于1985年投产,为戴⾼乐级航母提供了钢板⽣产条件。1970年德
国迪林根(Dillingen)钢⼚新建⼀台4300mm精轧机,并预留出粗轧机位置,但1985年扩建时增建⼀台5500mm粗轧机(德国DEMAG制造),发现粗精轧机尺⼨差太⼤,于是把4300mm精轧机换成4800mm,组成5500mm加4800mm双机架轧机,精整线也做了相应修改。
上世纪七⼋⼗年代⽇本经济崛起,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17台4700mm以上级四辊式双机架轧机。其中包括4台世界最⼤规格的5500mm特宽轧机,5台4.7⽶级轧机,l台4.2⽶级轧机,还有7台2-3⽶级中板轧机。上世纪50年代⽇本中厚板年产量只有200多万吨,到1974年已经达到2030万吨,使⽇本中厚板⽣产⾛向现代化,促使⽇本机械、船舶、汽车、家电、交通及建筑等各个领域得到迅速发展。尤其是⽣产船⽤钢板的5台4.7⽶级轧机,每台年产能达到200多万吨,有⼒地推动了⽇本造船⼯业的发展,使⽇本造船吨位迅速达到1000万吨以上,攀上世界第⼀造船⼤国的宝座。1970-1976年间,世界油价⾼起,为降低运输成本,需要建造30-50万吨级的超级油轮和长
世界第⼀造船⼤国的宝座。1970-1976年间,世界油价⾼起,为降低运输成本,需要建造30-50万吨级的超级油轮和长距离的⼤⼝径油⽓输送管线。⽇本四⼤钢铁公司⼀⼝⽓建成4台世界最⼤规格的5.5⽶级特宽厚板轧机,分别安装在住友⾦属⿅岛⼚、新⽇铁⼤分⼚、川崎制铁⽔岛⼚和⽇本钢管扇岛⼚,主要⽣产特⼤油轮⽤宽板和⼤⼝径直缝焊管。这类单机架轧机年产能⾼达150万吨上,使⽇本⼀举成为全球钢材出⼝⼤国。30多年过去了,这些轧机尽管已经⽼旧,但在⽇本企业不断进⾏技术改造的条
件下,依然保持着良好的产品声誉。
003年开始,世界第三次中厚板轧机建设⾼潮在中国⼤地上掀起。⾄2009年10⽉末,全国共建成投产了2800mm⾄5500mm四辊式单机架或双机架中厚板轧机共35台,其中5000mm以上级别轧机4台,4100-4300mm轧机9台、
3800mm轧机6台,3500mm轧机12台(含单机炉卷3台),另外还有2800mm级轧机4台。2003年前已经投产的26台中厚板轧机也都经过了不同程度的技术改造。此外规划建设的5000mm以上轧机还有7台。
在此之前,我国连⼀台4300mm以上厚板轧机都没有。三台4⽶以上轧机中,最⼤的⼀台是鞍钢宽厚板⼚耗资数亿元,从⽇本住友⾦属和歌⼭制铁所引进的4300mm单机架四辊轧机⼆⼿设备,于1993年5⽉投产。上海浦钢的4250mm四辊粗轧机是原上钢三⼚从德国蒂森厚板⼚进⼝的⼆⼿设备,与之配套的3300mm四辊精轧机由德阳⼆重制造,组成双机架机组,于1991年10⽉投产。河南舞阳钢铁的4200mm单机架四辊轧机是上世纪60年代中苏分裂后,由冶⾦⼯业部和⼀机部,领导北京钢铁设计研究总院、德阳⼆重、东⽅电机等企业⾃⾏设计制造的国产设备,于1978年9⽉建成投产。
河南舞阳钢铁公司,我国⾃⾏研制的第⼀台4200mm四辊式厚板轧机于1978年投产
中国宽厚板轧机发展概况
近代以来,我国钢铁⼯业长期处于落后⽔平,机械设备主要靠进⼝。1871年福州船政局所属拉铁⼚为⽣产造船钢板,引进4台轧机,轧制厚15mm以下的铁板及6-120mm的⽅圆棒材。1890年湖⼴总督张之洞兴建汉阳铁⼚时,从德国引进蒸汽机驱动的2450mm⼆辊双机架中板轧机、和蒸汽机驱动的⼆辊三机架横列式轨梁轧机以及⼩型轧机。抗战期间,这套轧机从汉⼝搬迁⾄重庆,⼀直在重庆钢铁公司原⼤轧⼚运⾏到1984年才拆除,服役长达百年之久。
新中国成⽴后,我国为加速实现⼯业化,从前苏联引进了⼤量冶⾦技术和设备。1958年7⽉,鞍钢⾃苏联引进的
2800/1700mm半连续式板带轧机建成投产。1966年8⽉27⽇,武钢建⼚时从苏联引进⼀条2800mm四辊式轧机建成投产。1966年10⽉,太原钢铁五轧⼚⾃苏联引进的2300/1700mm炉卷轧机建成投产。从1958年开始,各地⽅钢铁企业,仿照鞍钢第⼀中板⼚的模式,先后建造了13套2300mm级三辊劳特式轧机。⼴州钢铁⼚还曾投产⼀套1700mm三辊劳特式轧机,因板⾯太窄,满⾜不了⽤户的要求,后停产拆除。刮刮卡制作
中苏分裂后,由于设备难以进⼝,我国决定⾃⾏建造⼀台4⽶级厚板轧机,1966年开始由冶⾦⼯业部和⼀机部统⼀领导研制,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。1978年9⽉8⽇,这台我国当时最⼤的4200mm四辊
可逆式单机架厚板轧机在河南舞阳钢铁公司投产,全套机械设备共计108项,196台,设备总重17768吨。所产钢板厚度8-250mm,长18⽶(特殊的达27⽶),⽤于舰船、坦克、潜艇、⾼压锅炉、核电等领域,为我国国防建设做出了重⼤贡献,被授予“功勋轧机”称号。
80年代后,各家企业对原先建设的三辊劳特式中板轧机进⾏了技术改造,改造后的轧机以三辊加四辊或双四辊轧机为主,基本解决了三辊劳特式轧机尺⼨偏⼩,钢板宽度窄,长度短、尺⼨偏差⼤、板形差、以及原材料和能源消耗成本、经济效益差等问题。90年代初期,随着国内各⾏业的快速发展,对中厚板的需求量迅速上升;但国家暂时还拿不出⼤量资⾦来建设全新的中厚板轧机。为解决发展与需求的⽭盾,鞍钢、浦钢、邯钢、⾸钢等企业,分别从⽇本、德国、美国进⼝⼀批⼆⼿中厚板轧机⽣产线,在国内做必要技术改造并补齐相应配套设施后快速投产。
总体上看,在我国2003年前投产的26台中厚板轧机中,有2台是50年代苏联进⼝设备、6台国外⼆⼿设备、2台国内⼆⼿设备、13台国产2300mm轧机(有9台三辊劳特式,其中3台精轧机、6台粗轧机),1台1700mm三辊轧机,还有2台国产轧机。技术装备总体⽔平⽐较落后。由于多数轧机规格在2300mm以下,导致半个世纪以来,我国所产厚度5-
25mm、宽度2000mm以下的钢板占据市场主导地位。这也是长期以来,我们习惯把中厚板、厚板、宽厚板轧机笼统地称为“中厚板轧机”的主要原因。
2004年后,由于我国经济⾼速发展,市场对中厚板的需求量迅速攀升,全国各地掀起中厚板轧机的建设⾼潮,相继投产⼀批具有世界先进⽔平的特宽厚板轧机,绝⼤多数都是轧制⼒达到20kn/mm以上,功率达到2kw/mm以上,刚度达到
2kn/mm以上的现代化⼤功率中厚板轧机,⼤⼤超过⽇本和美国现有中厚板轧机性能⽔平。我国中厚板产能从2000年的1545万吨,增长到2008年的5553万吨,成为世界最⼤的中厚板⽣产国和消费国。
天然气加气机新投产的四台5⽶轧机中,宝钢5000mm宽厚板轧机是我国⾸台5⽶级轧机,⽣产线建在宝钢⼀炼钢⼚区内,总投资46亿元,分两期建设,⼀期建设⼀台5000mm四辊可逆式精轧机和⽴辊轧机,轧制⼒10000吨,主机功率20000KW,采⽤液压AGC轧辊定位、CVC板形控制等新技术。设计产能140万吨,主要⽣产⼤⼝径输油⽓管线、⾼强度船板、⾼强度建筑

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