高强度宽厚板的用途及开发
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第五代高性能中厚板矫直机开发应用发布时间:2021-07-01T17:01:34.730Z 来源:《科学与技术》2021年第29卷第7期作者:马晓明1 王焜盟1 王建1[导读] 矫直机是中厚板生产线的核心装备,直接决定了板材的成品质量。
随着国内轧钢技术的不断发展,马晓明1 王焜盟1 王建1北京冶自欧博科技发展有限公司北京 100071;摘要:矫直机是中厚板生产线的核心装备,直接决定了板材的成品质量。
随着国内轧钢技术的不断发展,现代控冷控轧等先进轧制工艺的普遍应用,被矫直钢板宽度、厚度、平直度以及钢材屈服极限的要求都在不断提高,对矫直机的性能要求也越来越高。
依据上述分析,我们有针对性地开发了新一代高强度矫直机。
突破了制约中厚板生产线的瓶颈,它的推广必将带动一轮产业升级。
关键词:矫直机;预应力互锁;超高密布;辊系。
中图分类号:0前言目前国内现有中厚板矫直机设备比较老旧,受传统设计结构的限制较大,实际矫直力上限在1000~1200吨。
电气控制系统比较简单,自动化程度较低,操作参数设定多为操作工判别,难以实现标准化生产,无法实现自动矫直,在生产中存在着较多问题,不能满足高强钢的矫直需求,已经无法适应现代中厚板生产。
亟待改造提升或新建高性能的高强钢矫直机设备。
由于矫直机的全部矫直力都是要通过辊系来承受,并最终传递到机架上。
现有的矫直机机架主要有两类,一类铸钢牌坊,在矫直过程中弹性形变量较大,会直接影响矫直后钢板的质量,一类采用预应力机架,通过四根预紧螺杆,八个锁紧螺母将上横梁、底座、立柱组合在一起的组合焊接式结构。
机架刚度均有不足。
而现有的矫直机辊系,支承辊布置没有有效的利用空间,支承辊排数受限,使得整个辊系的承载能力不足,而且支承辊为整排调整不能单独调整。
开发高强钢矫直机的工艺和设备技术,是整个市场的需求。
为进一步提高钢板的板形,提高成品板矫直精度,满足高强钢生产的需求,我公司立项进行了第五代高性能强力矫直机设备[]及智能操控系统系列产品的研发,结合中厚板矫直机的应用实际,在结构方面克服现有技术的缺点。
浅析包钢宽厚板轧机中的交—交变频器1 概述大功率交-交变频调速控制技术是20世纪70~80年代发展起来的新技术,已经取代传统的大功率直流调速。
我国已引进多套大功率交-交变频调速装置,同时也自行开发这类装置,但是很多控制系统还是采用外方设计装置和编程理念。
包钢宽厚板生产线于2007年投入生产,其中轧机轧辊传动采用SIEMENS公司交-交变频器。
由于外方在传动系统控制应用技术上采用程序块封装模式,因此当出现系统运行故障时,很难进行解决。
由于我国对交-交变频实际应用研究资料较少,因此在处理现场事故上,难度较大。
轧机主传动设备是轧机生产线最重要的设备之一,它的稳定、安全、连续生产对企业的意义非常大,因此对其控制系统交-交变频器进行剖析和研究非常有必要。
2 包钢宽厚板交-交变频器系统的组成2.1 主回路系统介绍包钢4100mm宽厚板生产线轧机主传动系统是由SIEMENS公司提供的全数字化交-交变频系统及上海电机厂提供的同步电动机组成。
如图1所示,宽厚板轧机主传动每台三相变频器由1台3×3800kVA、35kV/3×3800kV三分裂变压器供电;三相输出的交-交变频器由三套输出电压彼此差120度的单相输出交-交变频器采用Y联结组成。
单相变频器由正、反两组可控整流桥组成,采用无环流控制方式,三相共有12×3个可控硅。
输出Y联结方式的三套单相输出交-交变频器的三个输出端Y联结,电动机绕组不必拆开,引出三根线,变频器中点不与电动机绕组中点接在一起,这时变频器的50Hz电源进线必须相互隔离。
由于主传动电机为同步电动机,因此有专门的励磁控制回路去控制转子绕组电流。
转子绕组电流由1台SIEMENS公司6RA70装置控制,它接收励磁电流给定信号由SIMADYN-D系统计算产生。
2.2 控制系统介绍宽厚板主传动控制系统的硬件配置主要由21槽的TDC系统和24槽的SIMADYN-D系统组成。
每个轧机的上下辊两套交-交变频器共用一套TDC系统,安装在上辊交-交变频器控制柜中,TDC系统采用高速速据传输的GDM网络和现场总线Profibus-DP网络分别与上一级自动化系统和基础控制单元SIMADYN-D系统进行数据传输。
TMCP及调质系列高强度钢板1、前言:自2001年起,舞钢在国内率先采用国际先进的低C贝氏体钢设计理念研制开发了TMCP型低焊接裂纹敏感性系列高强钢(国外也称焊接无裂纹CF钢),其典型产品屈服强度490Mpa级的WDB620,因其良好的实物性能被列入水电压力管道和蜗壳制作设计规范。
2006年舞钢新线建成后,进行了非调质型低焊接裂纹敏感性高强钢强度级别和质量等级的系列开发,形成了焊接性能优良的Q500-690Mpa级系列产品,满足工程机械和水电站建设的需要。
舞钢从德国LOI公司引进了两条调质钢生产线,进行了调质高强钢的研制开发,现已形成屈服强度590Mpa-960Mpa调质高强钢系列品种,同时开发了硬度HB360-500系列调质耐磨钢板。
调质高强钢主要用于制造100吨以上矿车底板、泵送机械、挖掘机、汽车吊、履带吊、煤矿液压支架等,随工程机械的大型化、轻量化发展,工程机械用钢的强度级别、质量等级也在逐步提高,由以前50kg、60kg级发展到现在的100kg、110kg级,甚至130kg级,并且高强度级别钢板的用量也越来越多。
2、装备与技术保证能力:1)一流的炼钢设备和技术,确保钢质纯净。
原料精选入炉,减少了外来夹杂及气体含量;超高功率电炉冶炼、炉外精炼、真空处理、钙处理等一系列工艺措施及严格的操作控制,确保成分控制精确、钢质纯净、夹杂物危害降到最低,可达到[P]≤80ppm,[S]≤30ppm,[N]≤60ppm,[H]≤2ppm,[O]≤20ppm。
2)融合当今国际先进技术的大断面连铸机,为高强钢生产提供了优质原料。
舞钢有3台连铸机,可生产厚度200-300mm、宽度1200-2500mm的连铸坯,其中330-2500mm断面是目前国内最大断面的连铸坯,为高强钢生产提供了更加广泛的原料选择范围,连铸技术方面融合了结晶器液压振动、电磁搅拌、结晶器在线调宽、动态轻压下等当今国际先进技术,确保铸坯内、外部质量优良。
宽厚板剪切线过程计算机培训宽厚板剪切线过程计算机培训随着现代工业生产的不断发展,工人和技术人员对于计算机的使用需求越来越高。
然而,要精通计算机技术不仅需要扎实的计算机理论知识和编程技能,更需要实际操作经验。
本文将介绍关于宽厚板剪切线过程计算机培训的相关知识和技能,帮助读者更好地掌握计算机技术。
1. 宽厚板剪切线过程概述宽厚板剪切线过程是现代实用金属上制造工艺的一种重要环节,主要是用来处理板材、管材、线材等较宽或较厚的金属材料。
这种技术的关键在于如何使得金属材料剪切时尽可能地减小其变形,提高切割精度。
在工业生产中,宽厚板剪切线过程已经得到了广泛应用,其中涉及到计算机控制技术和应用。
2. 计算机技术与宽厚板剪切线过程的结合随着计算机技术的不断完善和应用,宽厚板剪切线过程已经成为了自动化控制领域的重要组成部分。
传统的宽厚板剪切线过程主要依靠直觉经验和人力控制,而如今通过计算机技术的应用,可以实现更加精确的控制与调节。
利用计算机模拟宽厚板剪切线过程进行分析,可以更好地了解材料剪切的动力学特征,以及切割精度的控制方法。
同时计算机技术的附加功能,如远程设备监控和数据管理,也可以加强宽厚板剪切线过程的自动化管理,提高生产效率。
3. 计算机技术培训的重要性掌握计算机技术对于现代工业生产的实践具有重要的意义。
宽厚板剪切线过程计算机培训是获得计算机技术掌握的重要途径,可以加强从业人员的计算机技能水平,提高工作效率和自身竞争力。
此外,在工业生产中,计算机技术的改善不断,在不断出现新技术的情况下,通过计算机培训可以获得先进的技术知识,更好地应对不同生产环境、不同材料的处理要求。
4. 如何提高计算机技术在进行宽厚板剪切线过程计算机培训时,可以通过以下方法来提高计算机技术:(1)系统的学习:通过宽厚板剪切线过程计算机培训,学习相关的理论知识,了解各种工业软件的应用,了解工业自动化系统的工作原理,加强计算机技能。
(2)实践操作:通过实际操作可以更好地掌握计算机技术,可以帮助参训人员更好地适应工作环境。
摘要随着造船、石油、天然气运输管道等行业的迅猛发展,对超宽、高精度的中厚板需求量大大增加。
为了面对社会各个行业对板材的大量需求和国外优质产品的竞争,以及满足我国对中厚板的需求,特别设计了该生产线。
这条生产线的年设计能力为200万吨,典型产品规格:22.5×2500mmA36。
本次设计采用传统的生产工艺和现代最先进的新型轧机,并与许多新技术系统相结合来保证生产高精度中厚板,从而使产品在质量、精度等各方面都居于世界先进水平。
设计内容主要包括:中厚板生产现状与发展综述、产品方案与金属平衡制定、设备选择及参数确定、工艺流程制定、典型产品压下规程设计、板型控制等。
另外该设计附有车间平面布置图一张。
关键词: 中厚板,CVC轧机,压下规程,高精度轧制目录摘要 (1)目录 (2)1 绪论 (5)1.1国内中厚板生产的发展历史 (5)1.2中厚钢板生产的发展趋势 (6)1.3本设计目的与内容 (7)2 产品大纲与金属平衡 (8)2.1产品大纲 (8)2.1.1 产品大纲 (8)2.1.2 技术要求 (9)2.2.金属平衡 (10)3 设备选择及参数确定 (12)3.1宽厚板轧机选择 (12)3.1.1 新型轧机 (12)3.1.2 轧机选择 (14)3.2辅助设备选择 (15)3.2.1 加热设备选择 (15)3.2.2 炉型确定 (15)3.2.3 产量计算 (16)3.2.4 炉子尺寸确定 (16)3.3斜刃剪的选择 (17)3.3.1 斜刃剪的形式 (17)3.3.2 主要技术参数 (17)3.4矫直设备选择 (18)3.5冷床的选择 (20)3.5.1 冷床结构和形式 (20)3.5.2 冷床主要技术参数 (21)3.6起重运输设备选择 (22)3.6.1 辊道形式 (22)3.6.2 辊道主要技术参数 (22)3.6.3 起重机的选择 (22)3.6.4 起重机的主要参数 (23)3.7热处理设备选择 (23)4 生产工艺流程与轧制规程制定 (24)4.1坯料选择 (24)4.1.1 原料的种类 (24)4.1.2 原料的材质 (24)4.1.3 原料的设计 (24)4.1.4 原料表面的缺陷清理 (25)4.2坯料加热 (25)4.2.1 加热的目的 (25)4.2.2 钢的加热温度 (25)4.2.3 钢的加热速度 (26)4.2.4 钢的加热制度 (26)4.3钢的轧制 (26)4.4钢板精整 (28)4.5板形控制 (28)4.6轧制规程设计 (29)4.6.1 轧制道次 (29)4.6.2 各道次压下量分配 (29)4.6.3 速度制度 (32)4.6.4 温度制度 (33)4.6.5 力能参数计算 (33)4.7典型产品22.5×2500MM A36厚板生产压下规程设计 (35)5 轧制图表和年产量计算 (39)5.1轧制图表 (39)5.1.1 研究轧机工作图表的意义 (39)5.1.2 轧制图表的基本形式及其特征 (39)5.2年产量的计算 (40)5.2.1 轧机小时产量计算 (40)5.2.2轧钢机平均小时产量 (41)5.2.3 年产量的计算 (43)5.2.4 影响轧机产量的因素 (44)结论 (45)致谢 (47)参考文献 (49)1 绪论中厚板的需求主要集中在建筑、锅炉、机械、造船、石油、电力等行业,产品类别有汽车板、锅炉板、合金结构板、造船及采油平台钢板、油气输送管线用钢板等。
设备管理与维修2018翼10(上)宽厚板轧机高压水除鳞机理及应用王沛峰(重庆长寿钢铁中厚板厂设备室,重庆401258)摘要:介绍宽厚板轧机高压水除鳞的工作原理,通过除磷系统中的关键元件喷嘴、集管等结构分析及布置探讨,除磷打击力理论计算及影响因素等探讨,提出宽厚板轧机钢板表面除鳞的方案及其实际应用。
关键词:钢板;氧化铁;高压水除磷中图分类号:TG335.5+1文献标识码:BDOI :10.16621/ki.issn1001-0599.2018.10.581宽厚板轧机钢板表面氧化铁的形成及清除宽厚板热轧钢板表面氧化铁分为一次鳞(炉生氧化铁)和二次鳞(再生氧化铁)两种。
氧化铁的主要结构和化学成分如图1所示。
热轧钢板除磷:除磷箱除磷主要除一次鳞,粗轧除磷主要除一次鳞的残余和二次鳞,精轧除磷主要除二次鳞。
2除磷机理当高压水通过喷嘴打击钢坯表面时,在零点几秒内同时对氧化铁皮产生4种效应。
(1)冷却效应。
热金属母体与氧化铁皮冷却后其各自的收缩程度不同,从而两者界面之间产生切向应力,此力使氧化铁皮与母体脱落。
(2)破碎效应。
由于高压水的打击力,使氧化铁破碎,对高压喷嘴射流的打击力作图2所示分析,其中,F 为总打击力,MPa ;P x 为F 的水平分力,MPa ;P y 为F 的垂直分力,MPa ,即破碎效应的破碎力;茁为喷嘴轴线与垂直线的交角,一般为10毅耀15毅。
(3)爆破效应。
带有一定压力的小水滴进入氧化铁皮的裂缝中,处于高温下的小水滴迅速气化体积突然膨胀———爆炸,从而使氧化铁皮既脱落又破碎。
(4)冲刷效应。
图2中的P x 分力即为冲刷已破碎氧化铁皮的主要力量,当然P y 也有一定的冲刷作用。
宽厚板轧机除鳞喷嘴打击力是否满足除鳞要求的条件:淤一次鳞,普碳钢、低合金钢(0.6耀0.8)MPa ,高合金钢(0.8耀1.2)MPa ;于二次鳞,(0.5耀0.7)MPa 。
3热轧机除鳞装置的设计根据氧化铁的形成结构及除磷机理,轧机上的集管的设计尤为重要,特别是喷嘴的选型、安装、喷射垂直高度和集管结构的刚度很重要,钢板表面氧化铁高压水除磷的布置装置如图猿所示,其中,E 为喷嘴间距,琢为喷嘴喷射角,h 2为垂直喷射距离,酌为喷嘴喷水偏转角,茁为喷嘴前倾角。
中厚板产品手册HEAVY PLATE PRODUCT MANUAL北京首钢股份有限公司B e i j i n g S h o u g a n gC o.,L t d.Chapter 1 Production Line Introduction第一章 产线简介首钢京唐公司中厚板产线拥有国内第一台400mm 板坯连铸机,拥有4300mm 和3500mm 两条生产线,常化炉、淬火炉、回火炉、车底炉等4座热处理炉,一条预处理产线及国内首条全流程复合板/卷自动化生产线。
产品规格覆盖厚度6~380mm、宽度1050~4050mm、钢板最大单重28.5吨。
首钢京唐公司中厚板产品涵盖12大系列+复合板、400多个品种,包括船舶及海洋工程用钢、管线钢、桥梁钢、容器板、风电钢、高建钢、工程机械用钢、耐磨钢、储罐钢、水电钢、结构用钢、模具钢。
产品广泛应用于能源、造船及海洋平台、机械制造、桥梁制造、交通运输、电力工程等行业。
Shougang Jingtang heavy plate production line is equipped with the domestic first 400mm continuous caster of slab, and two production lines of 3500mm and 4300mm, four heat treatment furnaces such as normalizing furnace, quenching furnace, tempering furnace and car bottom furnace, one pretreatment production line and the domestic first automatic production line of clad plate/coil. The product specifications cover the thickness of 6-380mm, the width of 1050-4050mm and the maximum unit weight of 28.5 tons.Shougang Jingtang Heavy plate category covers 12 major series and clad plate, more than 400 varieties,including shipbuilding and offshore steel, pipeline steel, bridge plate, vessel plate, wind power steel, high-risebuilding steel, high-strength steel, wear-resisitant steel, oil tank steel, hydropower steel, structure steel, and mouid steel. The products are widely applied to shipbuilding industry, energy industry (including pipeline project and petroleum chemistry industry), bridge building industry, transportation industry, manufacturing industry, power industry (including hydropower, wind power and heat power project) etc.1.1 生产流程示意图 Process Diagram1.1.1 炼钢系统Steel making system炼钢系统是一条低成本、高品质洁净钢生产线。
综述(中厚板)西安建筑科技大学材料成型及控制工程0902 XX 2013,04011.中厚板简介中厚钢板大约有200 年的生产历史,它是国家现代化不可缺少的一项钢材品种,被广泛用于大直径输送管、压力容器、锅炉、桥梁、海洋平台、各类舰艇、坦克装甲、车辆、建筑构件、机器结构等领域。
具品种繁多,使用温度要求较广(-200~600),使用环境要求复杂(耐候性、耐蚀性等),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,对中厚钢板产品,无论从数量上还是从品种质量上都已提出厂更高的要求。
板是平板状、矩形的,可直接轧制或由宽钢带剪切而成,与钢带合称板带钢。
2.中厚板生产的总体概况根据《2011中国钢铁工业年鉴》,中国现有中厚板轧机总生产能力为9331万t/a,2012年共生产中厚板7221万t,其中特厚板708万t、厚板2432万t、中板4081万t。
近年来,国内中厚板不仅在产量上增长迅速,而且在品种开发方面也取得了很大成绩。
目前已经开发出了屈服强度高于960Mpa级的高强工程机械用钢,高强韧耐磨钢NM360,NM400,NM500,NM550也已经能生产,并分别制定了国家标准。
低温压力容器钢方面,已经开发出确保-196℃低温韧性的LNG储罐用9Ni钢,中温抗氢钢15CrMoR、14Cr1MoR、12Cr2Mo1VR;开发出的抗拉强度610MPa级的Q420qE钢板已经成功应用于南京大胜关高铁大桥;屈服强度级别为420、460MPa 的高建钢也已应用于水立方、鸟巢等重大工程项目中。
并已能生产460、550MPa级超高强船板、海洋平台用钢及690MP A级齿条钢;X80级管线用钢已经成功大批量应用于西气东输二线,并具备了X100及X120超高强韧管线钢的生产能力;用于第3代核技术建造反应堆安全壳用钢板SA738GRB也已国产化。
[41]第6期科研开发宽厚板生产线双边剪设备结构改造马小英(中信戴卡股份有限公司 河北秦皇岛 066000)摘要:宽厚板是现代工业生产中常见的基础材料,在建筑、机械、车辆制造等工业生产环节中都有广泛用途。
目前宽厚板生产线中关键的生产设备就是双边剪设备,双边剪设备的性能和工作状态直接决定了宽厚板的生产效率。
但双边剪设备的结构复杂,在使用时经常会出现卡钢等问题,影响设备工作。
因此本文对宽厚板生产线中的双边剪设备结构的改造进行了研究。
关键词:宽厚板;生产线;双边剪设备1引言双边剪设备是一种用于生产中厚板和宽厚板等钢板的设备,在宽厚板生产线上,双边剪设备使用液压控制的剪刃对板材进行切割,从而达到生产特定型号的宽厚板的作用。
但双边剪设备的这种工作方式使得设备自身的结构较为复杂,难以进行维护,同时随着长时间的工作双边剪设备的性能和稳定性会下降,导致所生产的宽厚板难以满足工程质量的要求。
2宽厚板生产线中双边剪设备存在的主要问题2.1主刀机构稳定性差主刀是负责对宽厚板进行剪切的装置,主刀在工作时的稳定性对于宽厚板的生产质量有着直接的影响。
目前的双边剪设备中,主刀位置的控制是由导向滑架完成,导向滑架通过将主刀之间的空隙调整到三段式偏心轴上,以此控制主刀在工作时与板材之间的空隙,并且通过将设备下端机构与后退机构之间的连接实现主刀切割完成后的后退作用,因此导向滑架的稳定性对于整个双边剪设备的稳定性都有较大影响。
由于三段式偏心轴的结构是由轴套之间嵌套而成,因此三段式偏心轴的轴套在长时间工作的情况下容易出现松动的现象,在导向滑架通过三段式偏心轴调整主刀与板材之间的缝隙时,很容易出现偏心轴轴套之间的松动而是导向滑架自身产生晃动,这种现象会直接影响主刀的工作,导致主刀工作不稳定,进而对所切割的板材的切边质量造成影响。
2.2剪切机构易损坏剪切机构由碎刀组组成,每一碎刀组由多组刀片组成,对于一般的双边剪设备来说,碎刀组的刀片之间的距离应控制在2mm 左右。
内蒙古科技大学 课程论文
题 目:高强度宽厚板用途及开发 学生姓名:谢庆云 学 号:1261105225 专 业:材料成型及控制工程 班 级:2012-成型2班 指导教师:曹建刚 教授 2
高强度宽厚板的用途及开发 谢庆云 (内蒙古科技大学 材料类与冶金学院,内蒙古 包头014010) 摘要:本文介绍了高强度中厚板的种类、用途、市场现状与发展,详细阐述了中国近几年船舶及海洋工程用钢板、高强度机械用钢、车辆用钢、水电站压力管用钢及其他用途高强度宽厚板,尤其针对几种不同用途的高强度钢的开发进行详细分析,并对高强度宽厚板的前景进行展望。 关键字:高强度;用途;开发;研究方向 Application and development of high strength and wide plate XIE Qing-yun (School of materials and metallurgy, Inner Mongolia University of Science and Technology, Baotou, Inner Mongolia,014010) Abstract:This paper introduces the types, application, market status and development of high strength plate, and expounds in detail the steel plate for ship and offshore engineering,high strength mechanical steel, vehicle steel,hydropower station pressure pipe steel and other uses high strength heavy plate in China in recent years,the development of several high strength steel is analyzed in detail,and the prospect of high strength and wide plate is prospected. Key words:high strength;uses; development; research direction 人们通常把厚度4mm以上,宽度3000mm以上的钢板称为宽厚板。宽厚板用途广泛、品种繁多。概括有钢结构用板、造船板、桥梁板、压容板、锅炉板、管线用板、装甲板、建筑用耐侯板、原子能用板等。σs大于250MPa的钢板称作高强度钢板。[1] 1 高强度宽厚板现状 1.1 高强度钢材的生产现状 目前,国外高强钢的牌号比较强齐全,力学性能等也基本可以满足各种使用要求。国外该类钢的生产和应用已趋于稳定。发达国家的一些钢铁公司已经有了自己的系列产品和标准。例如:瑞典奥克隆德的 HARDOX系列、德国蒂森克虏伯 3
的 XAR 系列、日本的JFE的EVERHARD 系列等。这些厂家生产高强钢的时间 较久,且提供的产品已经得到了成功的应用。近几年,国内的高层钢结构建筑,大跨度空间结构的发展,像国家体育场就使用了Q460E,水立方工程使用了Q420,CCTV 新址使用了Q460,均是经专门论证而使用的。我国新的钢材规范低合金高强度结构钢 GB/T1591-2008,代替 GB/T1591-1994,也给出了Q500,Q550,Q620,Q690 级性能钢材,取消了Q235 强度 级别钢材。目前,国内主要的厂家的高钢产品基本处于同一质量水平。武钢产品主要以360级别为主,成品性能较好;舞钢成品板幅大,热处理手段齐全能够生产较厚的高强钢板;太钢高强钢板板形控 制好,平直度到达进口钢水平。虽然,国内已取得可喜的发展,但我国高钢整体尚未形成通用化、系列化的标准。[2]
1.2 宽厚板轧机的现状 我国目前建设投产的用于宽厚板生产的宽厚板坯连铸机都不同程度地具有前沿技术特征、很高的装备水平、配置了高水平的工艺模型和控制软件,完全具有生产高品质的无缺陷连铸坯的条件。但是生产的连铸坯规格厚度大多≤300mm,轧制厚度>80mm的高物理性能和等级的宽厚板材,工艺条件受到限制。宝钢和舞钢具有电炉冶炼和模铸生产宽厚板的条件,采用传统模铸工艺生产的扁锭,仍然具有高纯净钢和组织生产单件小批量、特殊用途钢材的灵活性。宝钢5m轧机二期工程粗轧机投产后,能采用1000mm厚的钢锭,轧制400mm的特厚钢板。舞阳钢厂经过多轮次试验,以连铸坯替代模铸扁锭轧制厚度130-150mm的钢板,成材率比模铸提高15%,达到88%以上;用连铸坯轧制可大大降低加热能耗和费用,以300mm厚连铸坯为例,其轧制前加热时间是4-5小时;而模铸生产对应的扁锭加热时间需要10多小时。[3] 2 高强度宽厚板的用途 高强度宽厚板多用于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、大型压力容器和储罐、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。高强度宽厚板不仅要求具有高的强度等级,要求高纯净度,高的韧性和抗疲劳特性;还要求具有良好的焊接和加工性能及其它特殊性能。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 4
收缩率达到25%或35%以上的抗层状撕裂的性能。[4] 2.1 船舶及海洋工程用钢板 船用钢材主要是钢板、型材(包括角钢、H型 钢、T型钢、工字钢、球扁钢),以及船用钢管等。从品种规格来看,中国造船板品种、规格已基本能够满足市场要求。国内5000mm级宽厚板轧机已有6套,包括鞍钢鲅鱼圈、宝钢、沙钢、湘钢、五矿营钢等,均配备了完善的精整和热处理系统。船舶行业的发展对钢铁行业提出了“大、高、新”的要求,即大规格、高强度、新技术,需要在品种和规格、低温用钢、集装箱止裂板、油舱用耐腐蚀钢、海洋工程装备用钢、船用配套设备用钢、高效焊接技术等方面取得更大的突破。[5]
2.2 机械用高强钢板高强钢 机械行业是钢材消费大户,钢材消费量仅次于建筑行业,且机械行业用钢具有品种多、规格范围大的特点。目前,高强度工程机械用钢是国内钢铁企业研发进度最快的品种之一,传统的中厚板生产企业已具备了很高的生产技术水平和批量供应能力。宝钢成功研制出1000Mpa 级易焊接超高强厚板和1200Mpa级调质超高强厚板,引领了国内工程机械板的发展方向,达到了国际先进水平。80kg级工程机械用钢主要应用于大型电铲、钻机、推土机的铲斗、起重机吊臂和转台、煤机结构件等。70kg级工程机械用钢主要应用于工程机械、煤矿液压支架、军用舟桥、起重机吊臂等。60kg级工程机械用钢的生产企业相对较多,主要用于工程结构、煤机制造行业,如大型推土机底板、汽车起重机的液压支架、挖掘机底板、液压支架等。以煤炭机械为例,随着煤炭机械向大功率、高性能趋势发展,要求宽厚板的强度,耐磨性必须不断提高。[6] 2.3 车辆用钢 目前,许多汽车制造商为了应对世界范围所提出的节能减排要求,必须大量采用轻量化材料。高强度钢的大量应用不仅起到了节能减排的作用,同时还能提高汽车的安全性能,保持汽车的生产成本和提高其回收利用率。随着汽车碰撞安全性能的不断提升以及轻量化进程的推进,高强度钢已逐渐成为了许多新车型车身的主用材。车辆用钢,基本上分为三种类型,其一是车身结构的主体部分用材,如车身的纵 横梁、保险杠、发动机支架和转向齿轮箱支架等,需用板材虽有一定的厚 5
度要求, 但不需太宽的钢板来制造;其二为火车车箱外板,轿车的底盘、外壳、车门、挡泥板等,属于热轧或冷轧薄板范畴;另一类可以纳入宽厚板领域, 如大型挖掘机、大型装载机及大型电动轮翻斗车用材。154吨电动轮翻斗车的车箱底板,宽达64oomm,就需要宽度在300omm以上的钢板拼焊。[7]
2.4 水电站压力管用钢 高压水管是水电站装备极为重要的组成部分,近年由于各国修建的水电站水头不断提高,管径越来越大,高压水管选材就趋向高强度、大壁厚的钢板。水头高和管径的乘积是选材的一个重要依据。钢材的强度级别取决于钢管在具体电站设 计中受力大小,结构形式、以及水质、气候、地形等条件,同时又制约于钢管的造价、质量要求和施工进度。不论是普通水电站还是抽水蓄能电站,基本趋势是 提高高压水管用钢材的强度级别而减少壁厚。
2.5 其它用途的宽厚钢板 在国民经济和国防建设的其他领域需用厚度或宽度较大的中厚钢板情况,在国外一般15—20%。 2.5.1 桥梁用钢板 栓焊结构的铁路桥和悬拉式公路桥的钢制纵梁,最大跨度已超过20Om。到目前为止世界上大型桥梁拼板厚度在10一50m,最大板宽在30mm左右。 2.5.2 建筑用钢板 不论是工业建筑还是民用设施的梁、柱、衔架等,虽可用钢板拼焊,承受静载或动载,除了大型箱式结构或如水坝闸门、港口码头外,极少采用宽且厚的钢板作为结 构材料。 2.5.3 装甲钢板 在国防建设方面,各军兵种的装甲钢板是特殊的一类钢材,为了提高坦克、装甲运输车、炮台以及舰船的防护能力,要求生产各类高抗弹性能的装甲用板材,由常规热轧钢板到形变热处理的产品,以均质装甲钢板至复合装甲钢板,厚度由6.0-l00mm,产业的提升就要求基础产品用材的质量升级。如低合金类大于60mm的厚板、高层建筑用z向钢、舰艇用钢、桥梁钢等,这些产品(或使用领域)对热处理中厚板都有要求。高层建筑用热处理z向中厚板钢主要使用在超高层的高