宽厚板坯连铸技术和宽厚板生产 北京首钢机电有限公司钱振伦 摘要：文章叙述了我国近几年宽厚板坯连铸技术和宽厚板轧制生产的最新发展，重点评析了我国新建的宽厚板坯连铸机和宽厚板轧机所具有的当代世界的最新技术，介绍它们的设备特点、工艺过程和控制方案。提出了关于宽厚板坯连铸装备和工艺技术自主研发和生产高等级宽厚板的几点思考。 关键字：宽厚板；板坯连铸；轧机； 一.宽厚板钢材生产技术的新发展 在整个“十一.五”期间，我国建设了十四套宽度在4100mm以上的宽厚板机，增加产能2400多万t。满足大型海洋工程和造船业, 大型桥梁, 大口径石油、天燃气输送管线, 大型压力容器和儲罐,重型建筑结构(特别是高层、防火、耐侯、大跨度和非对称的空间结构用途),大型水利电力，核能和机械工程的技术进步和旺盛需求,极大地拉动了高等级宽厚板生产的发展。 高强度宽厚板不仅要求具有高的强度等级，要求高的纯净度, 高的韧性和抗疲劳特性;良好的厚度公差、板形、表面质量和性能的均匀性，还要求具有良好的焊接和加工性能及其它特殊性能. 高强度宽厚板是典型的高技术含量和高附加值产品,它的自主供应和满足极端需求的能力,是国家工业发展战略和安全的综合能力的体现。 宽厚板轧机生产的产品的厚度在5-150(200)mm, 宽度在3800-4800(5300)mm.我国新建的这十余套宽厚板轧机，大多由SMS-Siemag和SIEMENS-VAI承担技术总负责，具有当代最先进的机电液一体化配置，有效的板形和厚度公差控制，最优化的工艺和自动化技术；特别是SIEMENS-VAI的Mulpic多重目标分级冷却技术，
SMS-Siemag的加速冷却和直接淬火技术，不仅解决快速冷却，获得精确的微观结构；它们与适当的工艺模型和控制系统配置成为精确的冶金工具，是现今宽厚板轧机升级投资最积极的领域。 高强度宽厚板钢材的屈服强度在345MPa以上, 用于重大钢结构的则有Q390、Q420和Q460,例如2008年奥运会主体工程—国家体育场(鸟巢结构)大量使用了我国舞阳钢厂生产的厚度为110mm的Q460E-Z35钢板; 为了提高安全性和整体性能, 减轻自重,减少焊接量,造船和海洋平台则多用D36和E36以上的宽幅厚板;￠1220mm以上的大口径石油和天燃气输送管线多用X70级或以上,甚至X100和X120等级的抗硫化氢腐蚀的宽厚板; 这些用途的宽厚板往往还单独或综合要求具有良好的低温冲击性能, 抗焊接热影响和裂纹敏感特性, 或者试件断面收缩率达到25%或35%以上的抗层状撕裂的性能. 表1 2010年末前我国新建投产的宽厚板轧机
国内主要宽厚板生产企业概况 1. 概况 有句话是这么说的：战争年代，工业的发展速度和创新水平都能得到很大的提高。宽厚板的发展也是如此，最初由于战舰、航空母舰等武器装备的发展，对于钢板的质量、强度以及厚度等要求越来越高，宽厚板轧机在这期间得到了很大发展。 和平年代，应大型桥梁，核电站，大型水坝，油田钻井平台，大型机械等领域的需要，宽厚板得到了更广泛的应用，这也促进了宽厚板行业的迅猛发展。厚钢板产量从2004年的821.26万吨发展到2009年的1874.86万吨，增长了128.3%，而今年也继续保持增长趋势，前10个月的产量就已经达到1860.9万吨。特厚板的产量增长速度也比较快，从2004年的180.01万吨增至2009年的474.56万吨，增长幅度达163.6%，今天1-10月份的产量达393.1万吨。而在2000年的时候，我国特厚板产量仅为71.43万吨，从2003年以后，随着我国经济的高速发展，国内也相继投产了一批具有世界先进水平的特宽厚板轧机，之后一直到2007年我国特厚板的产量也以每年百分之三十几的速度增长。
从地区来看，我国目前特厚板产量最大的省份是河南省，今年1-10月份特厚板产量已经达到109.2万吨了，其中贡献最大的是舞阳钢铁，现在已经成为我国宽厚板生产基地。其次是湖南省，随着华菱湘钢2006年8月建成投产目前国内配置水平最高、最大的常化热处理炉，产量迅速从2005年的4.33万吨跃升到2006年的37.77万吨。河北省也在特厚板市场上占有较大份额，今年前10个月的特厚板产量已经达到43.3万吨。而近两年产量增长最快的要数江苏省，迅速崛起的民营钢企沙钢、长达、益成等宽厚板生产企业也渐渐在市场上占据了一席之地。
冶金能源000107 冶金能源 ENERGY FOR METALLURGICAL INDUSTRY 2000 Vol.19 No.1 P.30-34 济钢宽厚板加热炉的技术改造 刘江 顾复康 曹丰平 摘 要：介绍了济钢宽厚板加热炉的技术改造情况，内容包括改造前炉子存在问题的分析，炉顶及滑轨等部位的改造措施和使用效果等。 关键词：加热炉 技术改造 宽厚板 TECHNICAL MODIFICATION OF THE HEATING FURNACE ATTACHED TO THE BROAD AND THICK PLATE PLANT IN JIGANG Liu Jiang Gu Fukang Cao Fengping (Broad and Thick Plate Plant,Jinan Iron and Steel Group Co.) Abstract：In the paper,technical modification of the heating furnace attached to the Broad and Thick Plate Plant in Jigang is presented,which includes the analysis of existing problems of the furnace before modification,and modification measures and using effects of the furnace roof and sliding track etc. Keywords：heating furnace technique modification broad and thick plate 1 概况 济钢宽厚板厂现有2座相同的推钢式连续加热炉：有效长37.488m，炉膛内宽6.38m，设计能力100t/h，下排烟、炉外短滑坡端出料。自1998年2月投用以来，多次出现炉顶局部坍塌，严重划伤板坯下表等事故，极大地制约了产品产量和质量。为此，自1998年5月起，相继对2座炉子进行了一系列的技术改造，效果显著。 2 改造前存在的主要问题 2.1 炉顶局部坍塌 炉子投用仅1个月后，炉顶的炉尾封火梁，炉头封火梁和炉顶结合处，炉尾扩张段等部位即发生坍塌。除耐火材料和施工质量问题外，炉顶结构设计不合理是一个十分重要的因素。 2.2 严重划伤板坯下表 钢坯在加热工序中下表受到严重划伤，导致成品出现大量折叠缺陷，造成次品或废品。次品率(包括废品)最高时达23%，导致被迫停产。其主要原因是炉内滑轨和炉外短滑坡设计不合理。 2.3 单位燃耗高 据测算，正常生产时月平均单位燃耗达2370kJ/kg。除作业率影响外，炉子本身存在以下三个主要问题： (1)炉顶扼流梁脱落近80%，导致炉膛分段不明显，烟气在炉内滞留时间较短，排烟热损失较大。 (2)炉底水管包扎层寿命仅2～3月，冷却水热损失较大。 (3)空气预热温度较低，仅180～220℃。 3 加热炉技术改造情况 file:///E|/qk/yjny/yjny2000/0001/000107.htm（第 1／6 页）2010-3-23 12:49:25
年产280万吨以船板为主的3300宽厚板1.宽厚展板发概况 我国板材生产的品种按厚度分为特厚板、厚板、中板、薄板和极薄带五大类。将厚度大于60mm的钢板称为特厚板，厚度为20mm到60mm的钢板称为厚板，厚度为4mm~20mm的钢板称为中板，厚度为0.2mm~4mm的钢板称为薄板，厚度小于0.2mm的钢板称为极薄带。目前我国的宽厚板生产的规格范围有 4.5mm~200mm，宽度1200mm~5500mm，长度1200mm~12000mm。 1.1国外研究现状分析 中厚板生产至今大约有200年的历史。18世纪初，西欧在二辊薄板轧机上生产小块中板。在1850年左右美国开始采用二辊可逆式轧机生产中板。美国在1864年创建了第一套三辊劳特轧机，轧机不需轧辊正反转动而是利用升降台进行往复轧制，在当初盛行一时。而在1891年，美国为了提高钢板厚度精度，投产世界上第一套四辊可逆式轧机。美国钢铁公司科茨维尔厂为了满足军舰用板的需要，建成了一套5230mm四辊式轧机，这是世界上第一套5m以上的特宽厚板轧机。1918年美国为满足军舰用板的需要，建成了一套5230mm四辊可逆式轧机，之后，为了提高表面质量，增加了一架二辊破鳞机。后来发展成美国典型的二辊和四辊双机架厚板轧机。1907年美国钢铁公司南厂为了轧边，率先创立了万能式厚板轧机，1931年南厂还建立了世界上第一台连续式中板轧机。 二次世界大战期间，日内瓦厂建了一套3350半连续式中板轧机，年产达到了188万吨，成为当时世界上产量最高的中厚板轧机。1910年捷克投产了一套4500二辊厚板轧机。1940年苏联投产了一套5300mm四辊厚板轧机。在此期间，欧洲投产了一批4000-5000mm的中厚板轧机。 二战之后，机器制造、造船、建筑、桥梁、压力容器罐及大直径输送管线等部门的发展，特别是海上运输，能源开发与焊接技术的进步，对中厚板的需要量和品种质量方面提出了更高的要求。 1936年我国在鞍山建成了第一套2300mm三辊劳特式轧机。1949年以前中厚板的产量只有几万吨，钢种少，质量差。重钢的一套2440二辊式中板轧机，1951年恢复生产，采用蒸汽传动，生产出优质锅炉钢板。1958年鞍钢和武钢先后从苏联引进、建成了2800mm半连续钢板轧机，太钢引进了2300/1700mm炉卷轧机。这三台轧机都是二辊和四辊双机架形式。投产后，生产了大量难度比较高的装甲、锅炉、高压容器、造船、桥梁钢板。1958年开始，先后在全国大多数省市建造了13套2300mm三辊劳特式轧机。1978年舞阳公司投产了我国第一套国产的4200mm轧机。1987年首钢引进了一套二手3300mm宽厚板轧机。 通过引进中厚板热处理设备技术和装备，中国逐步掌握了高级别中厚板的热
中厚板厂钢板性能分析 近期，我厂钢板性能控制不理想，特别是Q460C、JG590等性能不合量较大，严重威胁了我厂合同兑现率的完成。为进一步理清我厂的钢板性能控制，寻找进一步提高性能合格率的措施，现对我厂影响性能的重点工序进行分析。一、炼钢坯料问题 坯料问题对我厂性能的影响很大，主要有以下几点： 1、化学成分 化学成分对钢板的最终组织和性能有直接的影响，其中影响最大的是C％、Mn％、S％、P％和合金元素。 a、碳：随着碳含量的增加，抗拉强度、屈服强度增加，延伸率和冲击值下降。 b、锰：可以提高强度，且Mn/C比值越大（达2.5以上），钢的低温冲击韧性就 越好。但当Mn％超过1.5％时，塑性变差。 c、磷：可以使抗拉强度稍有增加，但延伸率和冲击功下降，但P可以提高耐蚀 性。 d、硫：是非常有害的元素，且容易形成偏析，降低强度和塑性，易形成热脆裂 纹。 e、合金元素如铌、钒、钛，可以大大提高强度，细化晶粒。 在成分设计时，必须充分考虑各元素的含量分配。一般来说，如果抗拉强度不合，很可能是成分偏低造成的。 2、夹杂物 钢中的夹杂物是任何一种裂纹萌生、扩展到断裂的直接原因，当夹杂物达到
较高数量，偏析达到一定程度时，轧钢控制再精细，也会造成冷弯、冲击、拉伸等的不合。 延伸性能不合时，要对不合试样进行夹杂物分析，比如12979、12110批，夹杂物严重超标，则性能不合的责任归咎于三炼钢。 3、成分偏析 由于冶炼原因造成的成分偏析（这种现象很普遍），造成能够抑制晶粒长大的夹杂物的分布不均匀，在加热时容易造成混晶现象。 4、裂纹 裂纹对性能的影响不言而喻。 二、热装热送 热装热送对我厂钢板性能控制有一定的影响，Ar3是冷却时钢从奥氏体向铁素体转变的开始温度（一般在800℃左右），Ar1是冷却时钢从奥氏体向珠光体转变的终了温度（一般在650℃左右），相变能够起到晶粒细化的作用。 1、当装炉温度低于Ar1时，钢坯内的凝固组织及C、N化合物的析出与冷装坯 基本无区别，对于性能影响不大。 2、当装炉温度高于Ar1时，由于装炉前钢坯没有经过相变或相变不完全，钢坯 内晶粒比较粗大或处于混晶状态；而且在加热时，钢坯仍将不能经过铁素体向奥氏体的相变细化，因此： 2.1、对于普碳钢，当装炉温度高于1000℃，轧制时必然发生再结晶，因此可以通过热轧过程发生的再结晶进行晶粒细化，所以影响小。 2.2、对于低合金钢，其具有较高的再结晶温度，即使1150℃左右的高温轧制也不能保证钢中再结晶进行的充分，所以钢种将产生粗大的晶粒或混晶，力学性能
1．中厚钢板概述 中厚钢板：厚度大于4mm的钢板属于中厚钢板。其中，厚度4.5-25.0mm的钢板称为中厚板，厚度25.0-100.0mm的称为厚板，厚度超过100.0mm的为特厚板。中厚板主要用于建筑、机械、造船、石油、电力等行业，中厚板分为普通中厚板和优质中厚板，应用更为广泛的是普通中厚板，它主要用于制造各种容器、炉壳、炉板、桥梁及汽车、拖拉机某些零件及焊接构件。 普通中厚板用途：广泛用来制造各种容器、炉壳、炉板、桥梁及汽车静钢钢板、低合金钢钢板、桥梁用钢板、造船钢板、锅炉钢板、压力容器钢板、花纹钢板、汽车大梁钢板、拖拉机某些零件及焊接构件。 桥梁用钢板用于大型铁路桥梁。要求承受动载荷、冲击、震动、耐蚀等。 造船钢板：用于制造海洋及内河船舶船体。要求强度高、塑性、韧性、冷弯性能、焊接性能、耐蚀性能都好。 锅炉钢板：用于制造各种锅炉及重要附件，由于锅炉钢板处于中温（350°C以下）高压状态下工作，除承受较高压力外，还受到冲击，疲劳载荷及水和气腐蚀，要求保证一定强度，还要有良好的焊接及冷弯性能。 压力容器用钢板：主要用于制造石油、化工气体分离和气体储运的压力容器或其它类似设备，一般工作压力在常压到320kg/cm2甚至到630kg/cm2，温度在-20-450°C范围内工作，要求容器钢板除具有一定强度和良好塑性和韧性外，还必须有较好冷弯和焊接性能。 汽车大梁钢，用于制造汽车大梁（纵梁、横梁）用厚度为2.5-12.0mm的低合金热轧钢板。汽车板属于高附加值产品，特别是载货汽车中，横梁、竖梁、车桥、以及车轮等结构件广泛使用中厚板。由于汽车大梁形状复杂，除要求较高强度和冷弯性能外，要求冲压性能好。 花纹板由于表面存在花纹，增加防滑能力，用于制造厂房、船舶、扶梯、工作平台、工作踏板等。另外，优质中厚板主要用于机械、车辆等零件、构件、工具等。不锈板用于航空、石油化工、纺织、食品、医疗等。