舞阳钢结构用宽厚板的开发
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第22卷第6期宽厚板V ol.22,No.62016 年 12 月WIDE AND HEAVY PLATE December 2016 • 19 •氨合成塔用大厚度14CrlMoR钢板的研制开发李样兵牛红星吴艳阳柳付芳(舞阳钢铁有限责任公司)摘要结合氨合成塔的技术要求以及舞钢4 200 m m宽厚板生产线的装备特点,通过优化成分设计、合 理控制冶炼、轧制及热处理工艺,成功开发出厚度达151 m m的14CrlMoR钢板,并对所研制的钢板进行了力 学、理化性能检验。
结果表明:舞钢开发的151 mm厚14CrlMoR钢板组织为均勻的单一贝氏体回火组织,具有 良好的常温、高温拉伸性能和优良的低温冲击钿性。
关键词氨合成塔14CrlMoR钢板研制开发Study and Development of Large Thickness 14Crl M oR SteelPlate for Ammonia ConverterLi Yangbing,Niu Hongxing,Wu Yanyang and Liu Fufang(Wuyang Iron and Steel Co. ,L td.)Abstract Combining the technical requirements of ammonia converter with installation features of Wugang 4 200 mm wide and heavy plate production line, rationally controlling metling, rolling and heat treatment process, Wugang successfully develops 151 mm thick 14CrlMoR steel plate and performs mechanical testing and chemical analysis on the developed steel plate. The results show that the steel plate composes of uniform and sole bainiate tempering microstructure and possesses good tensile properties at ambient temperature and elevated temperature, excellent low temperature impact toughness.Keywords Ammonia converter 14CrlMoR steel plate Study and development〇前言氨合成塔是合成氨工业中的重要设备,原料 分别为氢、氮、氨混合气体,处于高温、高压和腐蚀 性介质环境,服役条件十分恶劣[1]。
舞钢简介与发展历史更多不锈钢管知识,请登录西安不锈钢管网站:河北钢铁集团舞阳钢铁有限责任公司是我国首家宽厚钢板生产和科研基地,我国重要的宽厚钢板国产化替代进口基地,中国500强企业,河南省重要的利税大户。
现有资产总额132亿元,职工一万余人。
具有年产钢500万吨、宽厚钢板300万吨、销售收入百亿元以上的综合实力。
舞钢于1970年建厂,原为国防军工项目。
1978年9月,曾经号称我国“轧机之王”的舞钢4200mm宽厚板轧机建成投产,一举结束了中国不能生产特宽特厚钢板的历史。
1997年9月,舞钢由原冶金工业部直属企业改制为邯钢集团控股的有限责任公司,2008年6月加入国内最大的钢铁集团—河北钢铁集团。
30多年来舞钢因特而建,因特而兴,奠定了在中国宽厚钢板行业的特殊而重要的地位。
舞钢拥有国内同行业少见的四米一、四米二两条宽厚钢板生产线,主体设备有超高功率电炉4台,钢水精炼、真空处理设施11台,大型钢锭模铸线9条,300×1900mm板坯连铸机一座、300mm×2500mm 板坯连铸机两座,4100mm双机架宽厚板轧机和4200mm宽厚板轧机各一座。
拥有我国宽厚钢板行业最为齐全配套的钢板热处理设施、国际一流水平的科研检测装置和国家级的理化检验中心。
在舞钢已经生产过的12大系列、400多个牌号的产品中,有200多个替代了进口或采用外国标准生产,30多个品种出口美国、德国、日本等发达国家和地区。
先后有十类产品荣获“中国冶金产品实物质量金杯奖”,七类产品荣获“河南省名牌产品”称号。
“舞钢牌”被评为河南省著名商标、河南省著名出口品牌。
2008年“舞钢牌”建筑结构用钢板被评为“中国名牌产品”,2010年舞钢商标被认定为中国驰名商标。
舞钢还是我国建筑结构用钢板、石油天然气输送管线用宽厚钢板、厚度方向性能钢板等5个国家标准的起草单位。
2010年10月,公司荣获全国质量奖。
舞钢产品大量应用于国家重大工程、重大技术装备和国防军工项目。
本科生毕业设计说明书题目:设计年产124万吨的4100mm宽厚板车间设计学生:学号:专业:材料成型及控制工程班级:成型一班指导教师:〔教授〕目录摘要: (5)第一章前言 (6)中厚板发展状况及发展趋势 (6)中厚板轧机发展历史 (6)1.1.2 中厚板生产现状 (6)中厚板发展主要问题 (7)1.1.4 中厚板轧机建设状况 (7)中厚板发展方向 (8)国外中厚板发展概况 (8)中厚板轧机概况 (8)国外中厚板生产技术发展状况 (8)在包头新建中厚板厂的必要性和可行性 (9)1.3.1 原料供给情况分析 (9)区域辅助设施状况 (9)总结................................................. 错误!未定义书签。
第二章产品大纲和金属平衡表编制 (10)2.1 产品大纲 (10)产品方案 (10)产品方案的编制原则 (10)产品大纲 (10)编制金属平衡表 (11)第三章生产工艺流程的制定 (13)工艺流程制定的依据 (13)生产工艺流程 (14)第四章轧机的选择、布置形式 (14)4.1 轧机选择原则 (14)轧机的类型 (15)轧辊尺寸 (15)第五章设备间距确实定和车间的平面布置 (16)设备间距确实定 (16)5.1.1 轧钢机与加热炉距离 (16)轧机机架间距 (16)5.1.3 热矫直机到精轧机的距离 (16)车间的平面布置 (16)车间布置原则 (16)选择金属流程线 ....................................... 错误!未定义书签。
第六章轧制制度确实定.. (17)制定轧制制度的原则和要求 (17)压下规程的制定 (17)道次压下量的分配规律 (17)6.2.2 分配压下量 (18)确定速度制度 (18)计算各道轧制温度 (21)第七章轧制力能参数确实定 (23)变形程度的计算 (23)计算平均单位压力 (27)变形区长度计算 (28)计算轧制压力 (28)计算各道次的轧制力矩 (29)轧制力矩的计算: (29)总传动力矩确实定 (29)第八章轧辊强度校核和电机能力检测 (33)轧制咬人校核 (33)轧辊强度校核 (34)电机过载过热能力校核 (39)第九章车间年产量计算 (41)典型产品轧制图表 (41)轧机小时产量计算 (42)轧钢机平均小时产量 (43)9.4 轧钢车间年产量的计算 (43)9.5 车间平面布置与起重运输 (45)9.5.1 原料库面积计算 (45)9.5.2 中间仓库面积计算 (45)9.5.3 成品库面积计算 (45)第十章主辅设备的选择及性能参数确实定 (47)加热区设备选择 (47)10.2.矫直机主要技术参数确定 (48)冷床 (49)剪切机主要参数确定 (49)钢区设备选择 (51)第十一章技术经济指标 (53)概述 (53)11.2 各类材料消耗指标 (53)金属消耗 (53)燃料消耗 (54)电能消耗 (54)轧辊消耗 (54)水消耗 (55)润滑油的消耗 (55)氧气消耗 (55)耐火材料消耗 (55)参考文献 (55)年产124万吨的4100mm中厚板车间设计摘要:我的毕业设计主要是以包头市及周边地区为设计条件,设计年产量为124万吨的4100宽厚板车间。
X 80—X 100级管线钢的开发陆岳璋 周玉红(舞阳钢铁有限责任公司)Development of X 80-X 100Class Pipeline SteelLu Yuezhang and Zhou Yuho ng(Wuyang Ir on and Steel Co.Lt d)1 前言过去几年,不断提出了增加管线钢材强度的要求,不断增高强度的同时也需要改进韧性。
图1扼要描述了管线钢材和生产工艺的开发历程。
图1 管线钢的发展历程70年代,T M CP 控轧工艺代替了热轧和正火。
通过Nb 和V 的微合金化和降低C 含量,TM CP 工艺可以生产上至X70级的钢板。
包括TM CP 工艺及紧随其后的快速冷却工艺在内的改进工艺方法于80年代崭露头角。
采用这一工艺,只要进一步降低碳含量,即能生产更高强度的材料,例如X 80级(GRS 550),它有很好的野外焊接性能。
厚≤25mm 的F(铁素体)-B(贝氏体)组织的X80级钢板可以不加Mo 生产出来,但>25m m 则必须加M o 。
当采用T MCP 工艺和加速冷却工艺轧制≤20m m 的钢板时,只要在Mn -Nb-Ti 系合金中添加Mo 就能使强度水平高达X100级。
对于X80级及更高级管线钢材料开发的争论已进行了大约15年。
首批交付的管线采用GRS550级钢板用于试验段管线工程。
(它与X80为同一级别,但它的抗拉强度更高,其最小值为690MPa)。
交付日期可追朔到1985和1986年。
钢管由曼内斯曼公司的米尔海姆工厂供应,在那以后一晃又过了7年,直到1992年德国鲁尔天然气公司安排一份管线钢合同,用于世界上第一条采用(X80级)GRS550级钢板的输气工程。
欧洲管道公司供应了全部14.5万t 钢管。
钢管直径为1219m m,管壁厚度为18.3m m 到19.4mm 。
X100级在80年代中期已完成了实验开发,但在那时尚无实际应用的需求。
10年过去了,直到1995年几家石油和天然气公司开始设计研究X100级的材料。
1.1 世界中厚钢板生产技术的发展18世纪初,西欧国家在二辊周期式薄板轧机上生产小块中板。
美国在1850年左右,用二辊可逆式轧机生产中板。
轧机前后设置传动辊道,用机械化操作实现来回轧制,而且轧辊辊身长度已增至2m以上,不过,轧辊是靠蒸汽机传动的。
1864年美国创建了世界上第一套三辊劳特式中板轧机,它不需要轧辊正反转而利用升降台进行来回轧制,当时盛行一时,推广于世界。
到1891年,美国钢铁公司霍姆斯特德厂,为了提高钢板厚度的精度,投产了世界上第一套四辊可逆式厚板轧机。
1918年卢肯斯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以上的特宽的厚板轧机。
1907年美国钢铁公司南厂为了轧机,首次创建了万能式厚板轧机,这套轧机立辊能力很小,板边压下量很有限,随眼效果不明显,但在当时还是十分新奇的。
南厂在1931年还建成了世界上第一套连续式中厚板轧机,在精轧机组后设精整作业线,用于大量生产厚度为10mm左右的中板,满足了市场上对这类尺寸钢板的需要。
欧洲国家中厚钢板生产也是比较早的。
1910年,捷克斯洛伐克投产了一套4500mm二辊式厚板轧机。
1940年,德国建成了一套5000mm四辊式厚板轧机,1937年,英国投产了一套3810mm中厚板轧机。
1939年,法国建成了一套4700mm四辊式厚板轧机。
1940年,意大利投产了一套4600mm二辊式厚板轧机。
1913年,西班牙建成了一套二辊式厚板轧机。
这些轧机都是用于生产机器和兵器的钢板,多数是为了二次世界大战备战的需要。
1941年日本制钢公司室兰厂投产了一套5280mm四辊式厚板轧机,采用蒸汽机传动,主要式满足海军用钢板的需要。
二次世界大战期间,美、苏、英、法、德、意、日、加等八国为了制造军舰和坦克等武器,先后都投产了一批厚板轧机。
二次世界大战后,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,对中厚钢板的需要量和品种质量方面提出了更高的要求。
平舞工程建设亲历记张向阳今日舞钢,是一个资产万亿,职工万余的大型钢铁企业,它是曾为长江三峡24扇巨型闸门,为北京奥运会鸟巢,为国家重大工业装备项目作出过重大贡献的我国首家宽厚钢板生产、科研基地。
它的辉煌是在七十年代初期,有十数万人参与的平舞工程会战和平舞工程建设基础上发展和壮大起来的,组织这场会战的总指挥就是时任河南省军区司令员张树芝将军。
当年我曾以平舞工程会战民兵师施工调度、平舞工区办事处技术员身份,参与平舞铁路施工和平舞工区建设,现回首往事记述亲历与见闻。
一、从焦枝到平舞我是许昌水利战线上的一名治淮老兵,1969年9月响应党的号召去支援三线建设,修建焦枝铁路。
经过80万民兵的艰苦奋战,仅用八个月时间,就修成一条北起河南焦作,南到湖北枝城,长达800公里,贯通鄂、豫两省的我国第二条南北交通大通道。
创造了我国铁路建设史上的一个奇迹,受到党中央、国务院的通电祝贺。
1970年7月1日焦枝铁路通车典礼刚刚结束,人们正沉浸在通车的喜悦之中,还没有来得及休息的时候,又传来消息说,参加焦枝铁路会战的第三民兵师师部机关全体干部,整建制转入平舞工程会战,修建平舞铁路,参加我国第一座特厚钢板厂的建设施工。
在过去,我国工业落后,所需特厚钢板全靠进口,西方禁运,苏联封锁,一直制约着我国军工和装备制造业的发展。
上世纪60年代末,国际形势紧张,在中苏两千多公里的边境线上双方陈兵对峙,摩擦不断。
1969年3月中苏在黑龙江省珍宝岛上发生一场战斗,一辆苏军坦克被我军击坏滞留在乌苏里江江面上,苏军数次企图拖走坦克,都被我军击退。
很显然,这辆坦克一定有什么玄机。
我军就炮击坦克附近冰面,坦克下沉,使苏军无法拖走,最终坦克被我军缴获。
据说钱伟长就是根据这辆坦克研制出我国防弹能力极强的特种钢。
我们所要参与的平舞工程会战,就是要建造又宽又厚防弹能力极强的特种钢,是国家的“独生子”。
同志们都深感责任重大,任务光荣。
再加上在那个年代里,绝大部分同志都已离开原工作单位两年有余,修完焦枝铁路,个人的去向还不明,当听到要继续参加平舞工程会战的消息后,同志们都喜出望外,忘记了八个月会战施工的疲劳,顾不上探家和休息,就又迅速投入到平舞工程会战中去了。
进入 21 世纪以来,大型造船业,海洋工程,桥梁、大口径石油、天然气输送管线、大型压力容器和贮罐、重型建造结构(特殊是高层、防火、耐侯、大跨度和非对称的空间结构用途、机械工程的技术进步和旺盛需求,极大地拉动了宽厚板的发展,低合金、高强度的宽厚板的生产技术进步。
宽厚板轧机生产的产品的厚度在 5- 100(200)mm,宽度在 3500- 4800(5300)mm。
高强度宽厚板钢材的屈服强度普通在 345MPa 以上,用于重大钢结构的则有Q345、Q390、Q420 和 Q460,例如 2022 年奥运会主体工程———国家体育场(鸟巢结构)就大量使用了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 以上的宽厚板,用于大口径石油和天然气输送管线多用 X70 级以上,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者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Ψ达到 25%或者 35%以上的抗层状撕裂的性能。
生产工艺简单。
中厚钢板大约有 200 年的生产历史,它是国家现代化不可或者缺的一项钢材品种,被广泛应用于大直径输送管、压力容器、桥梁、锅炉、海洋平台、坦克装甲、各类战舰、车辆、机器结构、建造构件等领域。
其种类繁多,使用温度要求广(-200—600℃),使用环境要求复杂(耐蚀性、耐候性等),使用强度要求高(强韧性、焊接性能好等)。
一个国家的中厚板轧机水平也是一个国家钢铁工业装备水平的标志之一,进而在一定程度上也是一个国家工业水平的反映。
随着我国工业的发展,对中厚板产品,无论是数量上还是品种质量上都提出了更高的要求。
控制轧制和控制冷却技术在国际上称为 TMCP(Thermo-MechanicalControl Process),也有直译为热机械处理),它以冶金工艺(如再结晶、相变、沉淀)为基础,并充分利用强化机理(如固溶强化、沉淀强化、晶粒位错强化),特殊是通过限制变形和温度条件使晶粒细化 ,将强度和韧性良好结合 ,使轧后状态下的钢板获得预定的最佳材质性能。
国内主要宽厚板出产企业概况有句话是这么说的:战争年代,工业的开展速度和创新程度都能得到很大的提高。
宽厚板的开展也是如此,最初由于战舰、航空母舰等兵器装备的开展,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开展。
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开展开展到2021年的1874.86万吨,增长了128.3%,而本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拟2021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开展,国内也相继投产了一批具有世界先进程度的特宽厚板轧机,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。
从地域来看,我国目前特厚板产量最大的省份是河南省,本年1-10月份特厚板产量已经达到109.2万吨了,此中奉献最大的是舞阳钢铁,此刻已经成为我国宽厚板出产基地。
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程度最高、最大的常化热处置炉,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,本年前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、益成等宽厚板出产企业也垂垂在市场上占据了一席之地。
从我国厚板分省市产量统计表可以看到,我国厚板产量最高的是民营中厚板出产企业集中的江苏地域,在2021年以262.39万吨的产量占据我国厚板产量第一的位置,本年1-10月份的产量就以达到229.2万吨。
其次是河北省,凭借良好的原料采购优势和价格优势,唐山中厚板公司,邯钢等企业的厚板产物如今已是遍布全国。