國(guó)內(nèi)中厚板生產(chǎn)現(xiàn)狀與工藝變化

來(lái)源：絲路印象 2024-07-19 17:33:59 瀏覽：1988 收藏

    摘要：概述了從18世紀(jì)初至今中厚板生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展史，并對(duì)不同時(shí)期的生產(chǎn)狀況進(jìn)行闡述；對(duì)4個(gè)不同厚度區(qū)域的板材產(chǎn)量進(jìn)行分析，對(duì)3個(gè)不同廠家11個(gè)品種的鋼板進(jìn)行產(chǎn)量分析，同時(shí)比較鞍山和營(yíng)口地區(qū)中厚板的產(chǎn)能情況，從上述三個(gè)方面對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行分析；闡述了中厚板產(chǎn)品的變化，尤其是在新品種開(kāi)發(fā)方面；結(jié)合中厚板生產(chǎn)線(xiàn)主要設(shè)備的變化，簡(jiǎn)要說(shuō)明中厚板工藝的現(xiàn)狀和變化，最后對(duì)未來(lái)中國(guó)中厚板的發(fā)展進(jìn)行總結(jié)。

    中厚板生產(chǎn)技術(shù)已有210多年的歷史。中厚板生產(chǎn)技術(shù)始于18世紀(jì)初，西歐采用二輥周期式薄板軋機(jī)可以生產(chǎn)出尺寸較小的中板。美國(guó)于18世紀(jì)中葉引入中板軋制技術(shù)，并將其應(yīng)用于工具鋼和高合金鋼中板的生產(chǎn)。之后經(jīng)歷一系列軋機(jī)形式的變化，先后順序?yàn)檎魵鈾C(jī)傳動(dòng)二輥可逆式軋機(jī)、第一臺(tái)三輥勞特式中板軋機(jī)、第一臺(tái)四輥可逆式厚板軋機(jī)、大寬度中厚板四輥軋機(jī)。到二次大戰(zhàn)期間，世界上擁有中厚板軋機(jī)30多臺(tái)，其中美國(guó)占10多臺(tái)、約占總量一半。

    二次大戰(zhàn)后，世界上中厚板軋機(jī)得到迅速發(fā)展，除美國(guó)大批新建外，日本、加拿大、原西德、巴西等國(guó)家也新建成多臺(tái)。

    到60年代，中厚板軋機(jī)的優(yōu)勢(shì)被日本所奪取，但1976年以后，日本已多年未新建軋機(jī)，多數(shù)軋機(jī)都經(jīng)過(guò)不同程度的改造，因此，軋機(jī)的軋制力、剛度及主電動(dòng)機(jī)功率相對(duì)不足，與全球先進(jìn)軋機(jī)相比較，已落后一大截。

    現(xiàn)在的日本中厚板軋機(jī)產(chǎn)能很大，但已不注重產(chǎn)量，而關(guān)心是成本和成材率，追求工序連續(xù)化，同期化，無(wú)人操作，提高質(zhì)量與勞動(dòng)生產(chǎn)率，增加與創(chuàng)新品種。目前，勞動(dòng)生產(chǎn)率已達(dá)每人每年5000t以上。

    日、德、美、法、英、意及俄等國(guó)都致力于提高中厚板生產(chǎn)技術(shù)，將原料連鑄化、品種高級(jí)化，價(jià)格低廉化、板厚精確化、板形準(zhǔn)確平直化、成材率高、消耗少，將控軋控冷與板形控制工藝水平推向更佳的階段。

    1936年，在鞍山建成了我國(guó)第一套中厚板軋機(jī)，其形式為2300mm三輥勞特式軋機(jī)，但產(chǎn)量只有幾萬(wàn)噸，品種和規(guī)格也有限。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)急速發(fā)展，建設(shè)需求也隨之增加，一大批2000mm～2500mm中板軋機(jī)也隨之建設(shè)起來(lái)，并形成了一定的規(guī)模。1958年之后的20年是國(guó)內(nèi)中厚板軋制生產(chǎn)線(xiàn)快速建設(shè)的時(shí)期，達(dá)到一個(gè)高峰期。改革開(kāi)放到21世紀(jì)初，通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，并根據(jù)本國(guó)的實(shí)際情況開(kāi)創(chuàng)出自己新技術(shù)，從而使國(guó)內(nèi)中厚板生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備和產(chǎn)品具有中國(guó)特色，符合國(guó)內(nèi)市場(chǎng)行情。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，以寶鋼5100mm軋機(jī)的建設(shè)為標(biāo)志，我國(guó)迎來(lái)了中厚板軋機(jī)建設(shè)的跨越時(shí)期，在不到10年的時(shí)間里先后建成了二十幾套中厚板軋機(jī)，使我國(guó)中厚板生產(chǎn)線(xiàn)上的設(shè)備、生產(chǎn)工藝均進(jìn)入世界領(lǐng)先水平。

    1、中厚板產(chǎn)品的市場(chǎng)分析

    據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年全國(guó)中厚板實(shí)際產(chǎn)量7266萬(wàn)t，全國(guó)總設(shè)計(jì)產(chǎn)能為10035萬(wàn)t。根據(jù)規(guī)格、品種和產(chǎn)能等方面對(duì)中厚板市場(chǎng)進(jìn)行分析。

    1.1    鋼板寬度和厚度規(guī)格統(tǒng)計(jì)分析

    1)鋼板寬度規(guī)格統(tǒng)計(jì)分析

根據(jù)實(shí)際調(diào)研，調(diào)查了鞍山5500mm+5000mm雙機(jī)架生產(chǎn)線(xiàn)(簡(jiǎn)稱(chēng)鞍山)、營(yíng)口5000mm+5000mm雙機(jī)架生產(chǎn)線(xiàn)(簡(jiǎn)稱(chēng)營(yíng)口)和秦皇島4300mm+4300mm雙機(jī)架生產(chǎn)線(xiàn)(簡(jiǎn)稱(chēng)秦皇島)三家不同中厚板生產(chǎn)廠家，具體寬度規(guī)格的分布情況見(jiàn)表1。

表1 鞍鋼、營(yíng)口和秦皇島寬厚板產(chǎn)線(xiàn)鋼板寬度規(guī)格分布表

表1 鞍鋼、營(yíng)口和秦皇島寬厚板產(chǎn)線(xiàn)鋼板寬度規(guī)格分布表

    如表1所示，寬度≥4000mm的板材，鞍山、營(yíng)口和秦皇島分別為4.88%、0.48%和0.70%，平均三條生產(chǎn)線(xiàn)大約為2%的大寬幅鋼板，因此特寬板的生產(chǎn)量很低；同時(shí)從目前大寬幅鋼板市場(chǎng)需求情況看，市場(chǎng)需求鋼板4000mm寬度以下比例占95%～99%，因此，5000mm軋機(jī)和5500mm軋機(jī)對(duì)應(yīng)的投入產(chǎn)出比不明顯，現(xiàn)階段4300mm生產(chǎn)線(xiàn)的投入產(chǎn)出性?xún)r(jià)比為最佳。

    2)特厚板統(tǒng)計(jì)分析

    現(xiàn)階段，特厚板主要應(yīng)用于鍋爐壓力容器、模具、重型機(jī)械行業(yè)；在軍工行業(yè)、海洋石油行業(yè)和高層建筑行業(yè)中對(duì)其要求級(jí)別高且用量少；在橋梁和管線(xiàn)行業(yè)厚度50mm以上用量極少。

在國(guó)內(nèi)，主要包括8家鍋爐容器廠和13家重型機(jī)械廠需求特厚板，同時(shí)海洋工程、模具制造、高層建筑行業(yè)也有一定需求，據(jù)統(tǒng)計(jì)，年特厚鋼板需求量為1125萬(wàn)t，其中≥120mm特厚板每年需求量為18.45萬(wàn)t，比例僅占1.64%。鞍山、營(yíng)口和秦皇島中厚板產(chǎn)線(xiàn)特厚板(≥120mm)分布見(jiàn)表2。

表2 鞍山、營(yíng)口和秦皇島中厚板生產(chǎn)線(xiàn)特厚板(≥120mm)分布表

表2 鞍山、營(yíng)口和秦皇島中厚板生產(chǎn)線(xiàn)特厚板(≥120mm)分布表

    如表2所示，鞍山、營(yíng)口和秦皇島特厚板(≥120mm)所占總量的比例分別為10%、0.59%和7.17%，故生產(chǎn)特厚板的比例大約為7%～9%。

    以鞍山為例，2015年上半年，鞍山生產(chǎn)線(xiàn)≥100mm特厚板產(chǎn)量為1.5萬(wàn)t/月，≥50mm厚板產(chǎn)量為2.8萬(wàn)t/月。

    綜上，特厚板的需求大約在10%左右，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中應(yīng)該予以適當(dāng)考慮，可以使產(chǎn)品厚度分布更廣，用于提高中厚板產(chǎn)品在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)能力。

1.2 中厚板品種統(tǒng)計(jì)分析

表3 鞍山、營(yíng)口和秦皇島中厚板產(chǎn)線(xiàn)品種分布表

    根據(jù)實(shí)際調(diào)研，調(diào)查了鞍山、營(yíng)口和秦皇島三家不同中厚板生產(chǎn)廠家品種分布情況，具體分布情況見(jiàn)表3。

    如表3所示，對(duì)比2014年和2015年不同品種鋼板所占總產(chǎn)量的比例，其中船板、普碳低合金及優(yōu)碳鋼為主要品種，鞍山、營(yíng)口和秦皇島三家中厚板生產(chǎn)線(xiàn)的合計(jì)比例分別為90%、88%和68%，全部超過(guò)了鋼板產(chǎn)量總數(shù)的一半以上。同時(shí)對(duì)比2014年和2015年各品種所占比例，總體看來(lái)，每個(gè)品種所占比例變化不大。

    以鞍山為例，對(duì)軍工鋼和核電鋼進(jìn)行下面分析：

    2014年，鞍山生產(chǎn)線(xiàn)全年共計(jì)生產(chǎn)145萬(wàn)t，僅為設(shè)計(jì)產(chǎn)能的60%，其中船板比例45%，普碳、低合金、優(yōu)碳鋼共計(jì)45%，橋梁板5%，容器等5%。(其中軍工板全年2000t，核電鋼全年000t，臨氫鋼為0t。)

    軍工板入門(mén)資質(zhì)要求高、試驗(yàn)費(fèi)用高，而且軍工鋼用量基本10年為一個(gè)周期，2014年為用量相對(duì)較大的一年。鞍山生產(chǎn)線(xiàn)與其他廠區(qū)中厚板生產(chǎn)線(xiàn)全年共計(jì)生產(chǎn)軍工鋼1萬(wàn)t，其中鞍山生產(chǎn)線(xiàn)全年生產(chǎn)軍工板為2000t，主要是60mm以下艦船用鋼。2015年軍工板產(chǎn)量較少，月產(chǎn)量在200t以?xún)?nèi)，厚度均為50mm以下的艦船用鋼，品種規(guī)格主要為10mm～25mm厚度的921鋼和20mm～50mm厚度的980鋼。

    2015年上半年，鞍山生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)核電鋼主要為60mm以下規(guī)格，月產(chǎn)量較少，月產(chǎn)量均在100t以?xún)?nèi)。

    從鞍山生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)情況可以看出，軍工板和核電鋼都不是長(zhǎng)期產(chǎn)品，用量相對(duì)較少，需要考慮這兩個(gè)品種的偶然性，但根據(jù)近年來(lái)核電的發(fā)展情況，應(yīng)該著重考慮核電鋼的發(fā)展方向。

    1.3    鞍山、營(yíng)口地區(qū)鋼板產(chǎn)能實(shí)際情況：

    國(guó)內(nèi)78條中厚板生產(chǎn)線(xiàn)，合計(jì)生產(chǎn)規(guī)模為1億35萬(wàn)t，此統(tǒng)計(jì)也不夠完全，以鞍山生產(chǎn)線(xiàn)和營(yíng)口生產(chǎn)線(xiàn)的實(shí)地考察為例：①2010年，在鞍山生產(chǎn)線(xiàn)毗鄰新上了3800mm雙機(jī)架中厚板產(chǎn)線(xiàn)，由于市場(chǎng)原因，調(diào)試完成后，一直未投入正常生產(chǎn)；②營(yíng)口生產(chǎn)線(xiàn)受鐵鋼產(chǎn)能過(guò)剩的原因，進(jìn)行3800mm雙機(jī)架中厚板產(chǎn)線(xiàn)的施工建設(shè)，2016年年底已經(jīng)投入生產(chǎn)序列。

    綜上，到目前為止鞍山實(shí)際共有4條中厚板產(chǎn)線(xiàn)，滿(mǎn)負(fù)荷生產(chǎn)可達(dá)到600萬(wàn)t規(guī)模；至2016年?duì)I口將實(shí)際共有3條中厚板產(chǎn)線(xiàn)，滿(mǎn)負(fù)荷生產(chǎn)可達(dá)到550萬(wàn)t規(guī)模。僅僅鞍山、營(yíng)口地區(qū)的中厚板規(guī)格就已達(dá)到1150萬(wàn)t規(guī)模，可見(jiàn)中厚板市場(chǎng)后續(xù)的競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)更加嚴(yán)峻。

    2、中厚板產(chǎn)品及生產(chǎn)工藝變化

    2.1    中厚板產(chǎn)品變化

    近年來(lái)，在水電、核電、高強(qiáng)鋼、容器用鋼等方面不少中厚板生產(chǎn)企業(yè)研究并開(kāi)發(fā)了大量新產(chǎn)品，同時(shí)已經(jīng)有部分產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用于實(shí)踐。

    世界上裝機(jī)容量最大的抽水蓄能電站河北豐寧抽水蓄能電站二期工程中，已經(jīng)應(yīng)用了某企業(yè)開(kāi)發(fā)的610MPa級(jí)高強(qiáng)度水電鋼。同企業(yè)開(kāi)發(fā)的Q420qD、Q420qDZ25等型號(hào)產(chǎn)品，在天津北運(yùn)河大橋工程建設(shè)項(xiàng)目中也成功應(yīng)用。

在核電領(lǐng)域中，某鋼廠成功開(kāi)發(fā)出法國(guó)牌號(hào)16MnD5、18MnD5、20MnD5和美國(guó)牌號(hào)SA533等核反應(yīng)堆壓力容器用寬厚鋼板，準(zhǔn)確掌握了它們的組織特性和性能狀況。研制的核安全二、三級(jí)壓力容器用15MnNi鋼板覆蓋10mm～100mm厚度規(guī)格范圍。

表4 不同寬度、類(lèi)型軋機(jī)統(tǒng)計(jì)表

表4 不同寬度、類(lèi)型軋機(jī)統(tǒng)計(jì)表

    在高強(qiáng)鋼、容器用鋼方面，某鋼廠通過(guò)調(diào)研實(shí)際應(yīng)用情況，研究開(kāi)發(fā)厚度在20mm～50mm之間的Q690、A537CL2等品種鋼，開(kāi)發(fā)出的品種媲美瑞典SSAB生產(chǎn)的厚度20mm～40mm規(guī)格中板。

    近年來(lái)在品種鋼開(kāi)發(fā)方面，我國(guó)已經(jīng)取得了較好成績(jī)，可以有效的支撐下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展(包括水電、核電、橋梁等產(chǎn)業(yè))。但是，還需要考慮在開(kāi)發(fā)過(guò)程中出現(xiàn)的一些問(wèn)題：

    1)在我國(guó)，在研制開(kāi)發(fā)新品種的過(guò)程中，很少注重基礎(chǔ)理論的研究以及機(jī)理的探索，應(yīng)引起各企業(yè)和研究人員的重視；

    2)還有很多企業(yè)對(duì)新品種的研發(fā)和新工藝技術(shù)的重視程度不夠，資金投入不足，一些很有前景的技術(shù)只能擱淺；

    3)新產(chǎn)品、新技術(shù)必將引起對(duì)上下工序要求的變化，因此盡量在改變較小的情況下，研發(fā)新產(chǎn)品、新技術(shù)，以便減少投資。

    2.2    中厚板生產(chǎn)工藝變化

    目前，國(guó)內(nèi)主要的中厚板生產(chǎn)企業(yè)基本上完成生產(chǎn)線(xiàn)上裝備和技術(shù)的改造工作，進(jìn)入穩(wěn)定期和鞏固期。國(guó)內(nèi)中厚板生產(chǎn)線(xiàn)的主要工藝設(shè)備都有一定的變化，具體如下：

    1)加熱爐

    在我國(guó)一些老的中厚板生產(chǎn)線(xiàn)采用的加熱爐仍然為推鋼式，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家采用的多為步進(jìn)式加熱爐，近年來(lái)，我國(guó)新建或是搬遷改造的生產(chǎn)線(xiàn)基本上都變?yōu)椴竭M(jìn)式加熱爐?，F(xiàn)階段，熱裝熱送技術(shù)也達(dá)到成熟階段，如首秦搬遷的中板廠就實(shí)現(xiàn)了熱裝熱送工藝，達(dá)到了節(jié)能效果，熱裝熱送率達(dá)50%左右。

    2)軋機(jī)

    據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)中厚板現(xiàn)役軋機(jī)總共78套(不包括擱淺以及暫未完工產(chǎn)線(xiàn))。從軋機(jī)寬度分布來(lái)看：5000mm及以上軋機(jī)7套，4000mm以上軋機(jī)12套，3800mm軋機(jī)5套，3500mm軋機(jī)12套，3000mm及3000mm以下

    的為42套。不同寬度軋機(jī)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表4。

    由表4可知，全國(guó)中板軋機(jī)在所有中厚板軋制生產(chǎn)線(xiàn)中所占一半以上，單機(jī)架和雙機(jī)架所占比例也是一半左右，因此，從兼顧寬板的角度看，4300mm軋機(jī)為最佳。

    3)快速冷卻裝置

    為了滿(mǎn)足生產(chǎn)高強(qiáng)鋼、容器鋼等產(chǎn)品，需要在軋制后進(jìn)行在線(xiàn)淬火處理，一些鋼廠通過(guò)聯(lián)合國(guó)內(nèi)外水冷設(shè)備廠家和高校院所，開(kāi)發(fā)在線(xiàn)淬火工藝，滿(mǎn)足在線(xiàn)淬火組織達(dá)到離線(xiàn)淬火組織，如某大學(xué)的UFC在線(xiàn)淬火水冷技術(shù)、德國(guó)超強(qiáng)水冷+ACC技術(shù)和德國(guó)LOI淬火機(jī)等形式。

    4)熱矯直機(jī)

    早起的中厚板生產(chǎn)線(xiàn)采用的矯直機(jī)多為二重式矯直機(jī)，性能較低，剛度差，同時(shí)由于控軋控冷技術(shù)的發(fā)展，使終軋溫度低，且板型平直度要求高，因此二重式矯直機(jī)基本已經(jīng)淘汰，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外主要采用四重式11輥矯直機(jī)，國(guó)內(nèi)的大連重工，太原重工等廠家都可以設(shè)計(jì)生產(chǎn)。

    5)冷床

    中厚板冷床形式主要有3種，分別為步進(jìn)梁式、輥盤(pán)式和拖鏈?zhǔn)?，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(jiàn)?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)外主要采用的是步進(jìn)梁式，此種形式的冷床冷卻性能好，適用板厚范圍大，設(shè)備維修率低，但設(shè)備費(fèi)用高，綜合考慮步進(jìn)梁式為最好形式。

    6)剪切線(xiàn)

    當(dāng)前，剪切線(xiàn)由切頭剪機(jī)、雙邊剪機(jī)、定尺剪機(jī)及鋼板形狀識(shí)別、自動(dòng)劃線(xiàn)、自動(dòng)檢測(cè)厚度、自動(dòng)檢測(cè)寬度和平直度等設(shè)備組成。與較早時(shí)期的鍘刀剪相比，剪切精度高，效率高，不容易出現(xiàn)剪切缺陷。如首秦搬遷中板工程的剪切線(xiàn)就是此典型形式。

    對(duì)于熱處理設(shè)備、自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備等非主線(xiàn)設(shè)備，國(guó)內(nèi)也在不斷更新，在通過(guò)調(diào)研學(xué)習(xí)國(guó)外技術(shù)，以及我國(guó)自己的研究開(kāi)發(fā)，也有一定發(fā)展，如首秦搬遷中厚板工程中熱處理設(shè)備就為國(guó)內(nèi)廠家設(shè)計(jì)改造。

    3、結(jié)語(yǔ)

    通過(guò)國(guó)內(nèi)鋼板現(xiàn)狀分析以及上述情況，4000mm以上大寬幅鋼板需求量較少。從目前情況看，5000mm及5500mm大軋機(jī)對(duì)應(yīng)的投入產(chǎn)出比不明顯；中厚板品種上也是比較集中的；在產(chǎn)能上，總體仍是過(guò)剩狀態(tài)。而在未來(lái)，中厚板的品種會(huì)有新的發(fā)展，生產(chǎn)工藝上也會(huì)有相應(yīng)的改變。就目前形勢(shì)，中厚板在依靠區(qū)域性市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、把握鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展大勢(shì)、挖掘優(yōu)特鋼及特厚板小批量生產(chǎn)等方面，未來(lái)可能仍有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>

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