浅谈国内中厚板生产工艺装备的演变和发展

杨海涛

摘  要：伴随着社会经济的快速发展，我国的钢铁工业也取得了飞快的发展，由此推动了我国中厚板生产技术和装备水平的不断进步。中厚钢板是我国造船（海工）、桥梁、压力容器、输气管线、高层建筑、锅炉等制造行业不可或缺的结构材料。中厚板的生产能力和工艺技术水平也体现了一个国家钢铁工业的综合水平。我国中厚板的装备水平、生产能力和工艺技术基本达到国际先进水平，基本实现了主要中厚板钢材产品的国产化。本文主要对国内中厚板生产工艺技术的演变和发展做了简述，并对中厚板生产采用的先进技术及特点等进行了介绍。以供参考。

关键词：中厚板;生产现状;工艺技术

引言

中厚钢板作为我国国民经济建设重要的支撑材料，从新中国成立以来，从无到有，从起步、发展、壮大到今天的举世瞩目已走过了漫长的70年。1978年改革开放开启征程，直接推动了我国中厚板生产技术和工艺装备的快速发展。20世纪90年代起，老企业的技术改造逐步掀起，装备能力和工艺技术水平逐步提高。进入21世纪，我国以引进发达国家核心技术为主，建成了一批装备先进、技术一流的中厚板生产线，在“引进、消化、吸收、创新”方面做了大量卓有成效的工作，使中厚板的生产能力、装备技术、生产工艺技术都有了量和质的飞跃。

1  原料

20世纪60～80年代，我国中厚板生产的原料绝大部分采用普通模铸钢锭或钢锭经初轧工序开坯后的初轧坯;20世纪80年代后期，少数企业开始尝试用连铸板坯作原料，但所占比例仍很低;90年代起国家大力推广连铸技术，使连铸坯占比逐年提高，但初轧坯仍有一定用量;进入21世纪，连铸坯已成主角，得到广泛应用（仅少数特厚板企业仍保留钢锭初轧坯）。

21世纪初，我国部分钢厂已掌握电渣重熔技术，使原料家族增加了电渣重熔钢锭，之后又出现了焊接复合连铸坯、特厚连铸坯，目前国内有些企业正在研究单向凝固钢锭。所以21世纪以来，我国中厚板生产的原料呈现出多样性特点，但连铸坯仍然是主要原料。

2  加热炉

在我国一些老的中厚板生产线采用的加热炉仍然为推钢式，国外发达国家采用的多为步进式加热炉，近年来，我国新建或是搬迁改造的生产线基本上都变为步进式加热炉。现阶段，热装热送技术也达到成熟阶段，如南钢的宽厚板厂热装热送率达60%左右，达到了节能效果。现阶段，中厚板加热炉基本都具备自动燃烧控制，实现炉温和燃烧质量的精确控制。

特厚板企业的加热炉是车底炉，用于加热钢锭及大型坯、焊接复合坯，炉型从早期到现在没有根本性变化。

3  轧制工艺

我国中厚板生产起步较晚，所以轧制工艺开发也较晚。20世纪60～80年代，以传统轧制（普通轧制）为主;20世纪80年代中期，开始尝试控制轧制工艺，直到20世纪90年代才形成完善的控制轧制体系。20世纪90年代后期～21世纪初期，开始尝试控轧控冷工艺，尤其是2007年起推广的控轧+新一代超快冷工艺后，我国的轧制工艺才有了一个质的飞跃。目前，除极少数特殊品种的轧制工艺还有待挖掘和完善之外，绝大部分品种的轧制工艺和国际同步。

3.1 轧机设备

中厚板生产技术已有210多年的历史。18世纪初，西欧采用二辊周期式薄板轧机可以生产出尺寸较小的中板。美国于18世纪中叶引入中板轧制技术，并将其应用于工具钢和高合金钢中板的生产。之后经历二辊可逆式轧机、三辊劳特式中板轧机、四辊可逆式厚板轧机、大宽度中厚板四辊轧机。21世纪，我国建成了数条中厚板生产线，其中宽度3500mm以上的轧机设备近30条，装备水平均属当今世界先进水平。这些先进的轧机设备，具有大牌坊、高刚度、大扭矩、大轧制力、高轧制速度、大主电机功率等特点，能够满足低温控轧工艺对轧机性能的要求。南钢宽厚板轧制达120000KN，机架刚度9500KN/mm，是目前世界之最。同时，我国大部分中厚板轧机均实现了三级计算机控制系统，基础自动化、过程自动化水平先进。

3.2控冷设备

20世纪末至21世纪，我国开始广泛应用TMCP，其中冷却工艺是以层流冷却为主导的传统冷却工艺，通常称为ACC。2006年开始，为了满足生产高强钢、特殊容器钢、厚板等产品的需要，我国一些钢厂通过联合国内外水冷设备厂家和高校院所，开发并采用新一代超快速冷却工艺，在轧制后进行在线淬火处理，满足在线淬火组织达到离线淬火组织，如某大学的UFC在线淬火水冷技术、某国超强水冷+ACC技术和某国LOI淬火机等形式。

3.3冷床

中厚板冷床形式主要有3种，分别为步进梁式、辊盘式和拖链式，其他形式的冷床冷却能力差和钢板表面划痕较多，基本上很少见。现阶段，国内外主要采用的是步进梁式，此种形式的冷床冷却性能好，适用板厚范围大，设备维修率低，但设备费用高，综合考虑步进梁式为最好形式。

4 热处理

20世纪60年代，我国采用直焰式燃烧的辊底式热处理炉，基本没有自动控制手段。20世纪60～90年代中期，我国采用直焰式燃烧的辊底式热处理炉逐渐被氮气保护无氧化辐射管加热的辊底式热处理炉所代替。同时，压力淬火机也逐渐被辊式淬火机所代替。现阶段，我国热处理工艺的种类包括：正火、退火、淬火、回火，伴随着TMCP工艺的应用，也实现了在线淬火+离线回火的工艺。

5 超声波探伤

20世纪70年代，我国就出现了利用超声波原理进行探伤的工艺。到如今，我国经历了：完全离线人工手动探伤、尝试将人工探伤中“Z”字形扫测改为机械往复式移动扫测、自动离线探伤、自动离线复探、半离线自动探伤、在线自动探伤几个阶段。我国中厚板自动探伤设备已具备100%全板面覆盖扫查的自动化探伤，并能够准确的对探伤结果进行自动判定，并保存大数据。

结束语

和钢铁其他产品的生產装备一样，中厚钢板品种的轧机和相关装备在漫长的生命周期内都会进行技术改造的过程。中厚板装备逐年升级换代、工艺技术不断演变和发展，是适应新工艺、新技术和新产品的需求，适应社会发展的需要，也是制造强国的需要。

参考文献

[1]  刘朋.中厚板低钢温轧制工艺根除表面花斑缺陷的实践[J].宽厚板，2018，24（06）：18-21.

[2]  王丽霞，张阔斌，王俊，王丽云.中厚板氧化铁皮压入缺陷控制研究[J].宽厚板，2018，24（06）：34-36.