淺談國內中厚板生產工藝裝備的演變和發展

楊海濤

摘? 要：伴隨著社會經濟的快速發展，我國的鋼鐵工業也取得了飛快的發展，由此推動了我國中厚板生產技術和裝備水平的不斷進步。中厚鋼板是我國造船（海工）、橋梁、壓力容器、輸氣管線、高層建筑、鍋爐等制造行業不可或缺的結構材料。中厚板的生產能力和工藝技術水平也體現了一個國家鋼鐵工業的綜合水平。我國中厚板的裝備水平、生產能力和工藝技術基本達到國際先進水平，基本實現了主要中厚板鋼材產品的國產化。本文主要對國內中厚板生產工藝技術的演變和發展做了簡述，并對中厚板生產采用的先進技術及特點等進行了介紹。以供參考。

關鍵詞：中厚板;生產現狀;工藝技術

引言

中厚鋼板作為我國國民經濟建設重要的支撐材料，從新中國成立以來，從無到有，從起步、發展、壯大到今天的舉世矚目已走過了漫長的70年。1978年改革開放開啟征程，直接推動了我國中厚板生產技術和工藝裝備的快速發展。20世紀90年代起，老企業的技術改造逐步掀起，裝備能力和工藝技術水平逐步提高。進入21世紀，我國以引進發達國家核心技術為主，建成了一批裝備先進、技術一流的中厚板生產線，在“引進、消化、吸收、創新”方面做了大量卓有成效的工作，使中厚板的生產能力、裝備技術、生產工藝技術都有了量和質的飛躍。

1? 原料

20世紀60～80年代，我國中厚板生產的原料絕大部分采用普通模鑄鋼錠或鋼錠經初軋工序開坯后的初軋坯;20世紀80年代后期，少數企業開始嘗試用連鑄板坯作原料，但所占比例仍很低;90年代起國家大力推廣連鑄技術，使連鑄坯占比逐年提高，但初軋坯仍有一定用量;進入21世紀，連鑄坯已成主角，得到廣泛應用（僅少數特厚板企業仍保留鋼錠初軋坯）。

21世紀初，我國部分鋼廠已掌握電渣重熔技術，使原料家族增加了電渣重熔鋼錠，之后又出現了焊接復合連鑄坯、特厚連鑄坯，目前國內有些企業正在研究單向凝固鋼錠。所以21世紀以來，我國中厚板生產的原料呈現出多樣性特點，但連鑄坯仍然是主要原料。

2? 加熱爐

在我國一些老的中厚板生產線采用的加熱爐仍然為推鋼式，國外發達國家采用的多為步進式加熱爐，近年來，我國新建或是搬遷改造的生產線基本上都變為步進式加熱爐?，F階段，熱裝熱送技術也達到成熟階段，如南鋼的寬厚板廠熱裝熱送率達60%左右，達到了節能效果?，F階段，中厚板加熱爐基本都具備自動燃燒控制，實現爐溫和燃燒質量的精確控制。

特厚板企業的加熱爐是車底爐，用于加熱鋼錠及大型坯、焊接復合坯，爐型從早期到現在沒有根本性變化。

3? 軋制工藝

我國中厚板生產起步較晚，所以軋制工藝開發也較晚。20世紀60～80年代，以傳統軋制（普通軋制）為主;20世紀80年代中期，開始嘗試控制軋制工藝，直到20世紀90年代才形成完善的控制軋制體系。20世紀90年代后期～21世紀初期，開始嘗試控軋控冷工藝，尤其是2007年起推廣的控軋+新一代超快冷工藝后，我國的軋制工藝才有了一個質的飛躍。目前，除極少數特殊品種的軋制工藝還有待挖掘和完善之外，絕大部分品種的軋制工藝和國際同步。

3.1 軋機設備

中厚板生產技術已有210多年的歷史。18世紀初，西歐采用二輥周期式薄板軋機可以生產出尺寸較小的中板。美國于18世紀中葉引入中板軋制技術，并將其應用于工具鋼和高合金鋼中板的生產。之后經歷二輥可逆式軋機、三輥勞特式中板軋機、四輥可逆式厚板軋機、大寬度中厚板四輥軋機。21世紀，我國建成了數條中厚板生產線，其中寬度3500mm以上的軋機設備近30條，裝備水平均屬當今世界先進水平。這些先進的軋機設備，具有大牌坊、高剛度、大扭矩、大軋制力、高軋制速度、大主電機功率等特點，能夠滿足低溫控軋工藝對軋機性能的要求。南鋼寬厚板軋制達120000KN，機架剛度9500KN/mm，是目前世界之最。同時，我國大部分中厚板軋機均實現了三級計算機控制系統，基礎自動化、過程自動化水平先進。

3.2控冷設備

20世紀末至21世紀，我國開始廣泛應用TMCP，其中冷卻工藝是以層流冷卻為主導的傳統冷卻工藝，通常稱為ACC。2006年開始，為了滿足生產高強鋼、特殊容器鋼、厚板等產品的需要，我國一些鋼廠通過聯合國內外水冷設備廠家和高校院所，開發并采用新一代超快速冷卻工藝，在軋制后進行在線淬火處理，滿足在線淬火組織達到離線淬火組織，如某大學的UFC在線淬火水冷技術、某國超強水冷+ACC技術和某國LOI淬火機等形式。

3.3冷床

中厚板冷床形式主要有3種，分別為步進梁式、輥盤式和拖鏈式，其他形式的冷床冷卻能力差和鋼板表面劃痕較多，基本上很少見?，F階段，國內外主要采用的是步進梁式，此種形式的冷床冷卻性能好，適用板厚范圍大，設備維修率低，但設備費用高，綜合考慮步進梁式為最好形式。

4 熱處理

20世紀60年代，我國采用直焰式燃燒的輥底式熱處理爐，基本沒有自動控制手段。20世紀60～90年代中期，我國采用直焰式燃燒的輥底式熱處理爐逐漸被氮氣保護無氧化輻射管加熱的輥底式熱處理爐所代替。同時，壓力淬火機也逐漸被輥式淬火機所代替?，F階段，我國熱處理工藝的種類包括：正火、退火、淬火、回火，伴隨著TMCP工藝的應用，也實現了在線淬火+離線回火的工藝。

5 超聲波探傷

20世紀70年代，我國就出現了利用超聲波原理進行探傷的工藝。到如今，我國經歷了：完全離線人工手動探傷、嘗試將人工探傷中“Z”字形掃測改為機械往復式移動掃測、自動離線探傷、自動離線復探、半離線自動探傷、在線自動探傷幾個階段。我國中厚板自動探傷設備已具備100%全板面覆蓋掃查的自動化探傷，并能夠準確的對探傷結果進行自動判定，并保存大數據。

結束語

和鋼鐵其他產品的生產裝備一樣，中厚鋼板品種的軋機和相關裝備在漫長的生命周期內都會進行技術改造的過程。中厚板裝備逐年升級換代、工藝技術不斷演變和發展，是適應新工藝、新技術和新產品的需求，適應社會發展的需要，也是制造強國的需要。

參考文獻

[1]? 劉朋.中厚板低鋼溫軋制工藝根除表面花斑缺陷的實踐[J].寬厚板，2018，24（06）：18-21.

[2]? 王麗霞，張闊斌，王俊，王麗云.中厚板氧化鐵皮壓入缺陷控制研究[J].寬厚板，2018，24（06）：34-36.