寬幅中厚板是重要的戰略物資,其用途非常廣泛,主要用于10萬噸以上大型船舶和大口徑油氣直縫焊管,以及武器裝甲、巨型橋梁結構鋼、海上鉆井平臺結構鋼、核電站安全殼、大型水壩閘門、電站高壓鍋爐鋼板、煉鋼高爐爐殼、大型油氣儲罐、大型機械結構鋼、模具鋼、超高層建筑等領域。
中國寬厚板發展簡史
近代以來,我國鋼鐵工業長期處于落后水平,機械設備主要靠進口。1871年福州船政局所屬拉鐵廠為生產造船鋼板,引進4臺軋機,軋制厚15mm以下的鐵板及6-120mm的方圓棒材。1890年湖廣總督張之洞興建漢陽鐵廠時,從德國引進蒸汽機驅動的2450mm二輥雙機架中板軋機、和蒸汽機驅動的二輥三機架橫列式軌梁軋機以及小型軋機。抗戰期間,這套軋機從漢口搬遷至重慶,一直在重慶鋼鐵公司原大軋廠運行到1984年才拆除,服役長達百年之久。
漢陽鐵廠
新中國成立后,我國為加速實現工業化,從前蘇聯引進了大量冶金技術和設備。
1958年7月,鞍鋼自蘇聯引進的2800/1700mm半連續式板帶軋機建成投產。
1966年8月27日,武鋼建廠時從蘇聯引進一條2800mm四輥式軋機建成投產。
1966年10月,太原鋼鐵五軋廠自蘇聯引進的2300/1700mm爐卷軋機建成投產。
從1958年開始,各地方鋼鐵企業,仿照鞍鋼第一中板廠的模式,先后建造了13套2300mm級三輥勞特式軋機。廣州鋼鐵廠還曾投產一套1700mm三輥勞特式軋機,因板面太窄,滿足不了用戶的要求,后停產拆除。
中蘇分裂后,由于設備難以進口,我國決定自行建造一臺4米級厚板軋機,1966年開始由冶金工業部和一機部統一領導研制,第二重型機器廠負責設計制造主體機械設備、東方電機廠提供主要電氣設備,北京鋼鐵設計研究總院負責工藝和工廠設計。
1978年9月8日,這臺我國當時最大的4200mm四輥可逆式單機架厚板軋機在河南舞陽鋼鐵公司投產,全套機械設備共計108項,196臺,設備總重17768噸。
80年代后,各家企業對原先建設的三輥勞特式中板軋機進行了技術改造,改造后的軋機以三輥加四輥或雙四輥軋機為主,基本解決了三輥勞特式軋機尺寸偏小,鋼板寬度窄,長度短、尺寸偏差大、板形差、以及原材料和能源消耗成本、經濟效益差等問題。90年代初期,隨著國內各行業的快速發展,對中厚板的需求量迅速上升;但國家暫時還拿不出大量資金來建設全新的中厚板軋機。為解決發展與需求的矛盾,鞍鋼、浦鋼、邯鋼、首鋼等企業,分別從日本、德國、美國進口一批二手中厚板軋機生產線,在國內做必要技術改造并補齊相應配套設施后快速投產。
總體上看,在我國2003年前投產的26臺中厚板軋機中,有2臺是50年代蘇聯進口設備、6臺國外二手設備、2臺國內二手設備、13臺國產2300mm軋機(有9臺三輥勞特式,其中3臺精軋機、6臺粗軋機),1臺1700mm三輥軋機,還有2臺國產軋機。技術裝備總體水平比較落后。由于多數軋機規格在2300mm以下,導致半個世紀以來,我國所產厚度5-25mm、寬度2000mm以下的鋼板占據市場主導地位。這也是長期以來,我們習慣把中厚板、厚板、寬厚板軋機籠統地稱為“中厚板軋機”的主要原因。
2004年后,由于我國經濟高速發展,市場對中厚板的需求量迅速攀升,全國各地掀起中厚板軋機的建設高潮,相繼投產一批具有世界先進水平的特寬厚板軋機,絕大多數都是軋制力達到20kn/mm以上,功率達到2kw/mm以上,剛度達到2kn/mm以上的現代化大功率中厚板軋機,大大超過日本和美國現有中厚板軋機性能水平。我國中厚板產能從2000年的1545萬噸,增長到2014年的7366萬噸,成為世界最大的中厚板生產國和消費國。
下面筆者就我國目前幾大寬厚板生產企業的情況做一個簡要概述:
國內寬厚板產業先驅——鞍鋼股份有限公司
鞍鋼集團總經理曾說過“鞍鋼發展史是中國鋼鐵工業發展的一個縮影。可以說,只要有重大工程建設,就能看到鞍鋼的身影”。他這句話一點不假,鞍鋼是我國最早的鋼鐵生產基地,始建于1916年,前身為日偽時期的鞍山制鐵所和昭和制鋼所,但新鞍鋼公司是在1949年7月9日成立的,發展至今已有六十多年的歷史。
作為鋼鐵長子,其發展也歷經了涅槃般的重生,成為目前我國四大鋼鐵集團之一。在這幾十年的發展過程中,鞍鋼創造了無數個第一,那里誕生過新中國第一根無縫鋼管、第一根重軌、第一座現代化高爐……伴隨著被譽為“世界軋機之王”的5500mm特寬厚板軋機線投產,鞍鋼又擁有了我國第一條5000mm以上寬厚板軋機。鞍鋼始終把眼光放在長遠發展上,可以說鞍鋼是我國中厚板尤其是寬厚板生產企業的先驅。
2006年7月28日上午10時15分,鞍鋼5.5米粗軋機機架在中國一重集團公司通過5個鋼水包合澆成功。
20世紀后期鞍鋼是國內少數幾家可以軋制4米以上寬度厚板的鋼鐵企業之一,裝備水平一直處于國內較領先, 地位。然而進入21世紀以后,隨著國內其它鋼廠的改造,鞍鋼遇到極大挑戰,因此鞍鋼也開始引進奧鋼聯的4.3米四輥可逆式軋機對其原先的寬厚板軋機進行改造。到2003年9月3日全線熱負荷試車一次成功,為年產100多萬噸創造了條件。
2007年11月21日,鞍鋼鲅魚圈新廠舉行5米精軋機機架安裝儀式。
此外,鲅魚圈新廠有一條5500mm寬厚板軋機生產線于2009年5月全線投產。該5500mm軋機生產線采用了熱裝熱送、板型控制等13項先進技術,軋制力為1萬噸,生產鋼板尺寸寬度為900-5300mm,厚度為5-150mm,最厚可達450mm,長度為3-25米。主要生產寬度4米以上軍民用高強度寬厚船用鋼板、艦艇板、核電用特種鋼板、耐大氣腐蝕板、大口徑油氣焊管和模具板等高技術含量、高附加值產品。計劃寬厚板年產能為200萬噸。
在引進先進生產裝備的同時,鞍鋼還通過不斷的技術創新,有效的改善了鋼材性能,提高了鋼材強度和產品質量。2005年鞍鋼厚板產品成功通過德國萊茵公司TUV包括AD2000、U標志、PED指令三項認證,成為國內第一家通過歐洲此三項認證的中厚板廠,取得了進軍歐洲市場的通行證。鞍鋼生產出的船板、管線鋼等產品也均處于國內領先水平。2006年5月23日,鞍鋼新軋船板多鋼種全部通過英國、挪威等九國船級社的權威認證,高強級別最大厚度由過去40mm增加到100mm,超高強級別達到80mm,開發填補了國內空白。2009年大線能量焊接船板在國內率先通過五國船級社認證,再一次填補國內空白。
國內寬厚板生產基地——舞陽鋼鐵
1978年9月8日,我國自行研發建造的當時最大的4200mm四輥可逆式單機架厚板軋機在河南舞陽鋼鐵公司投產。產品用于艦船、坦克、潛艇、高壓鍋爐、核電等領域,為我國國防建設做出了重大貢獻,被授予“功勛軋機”稱號。發展至今,舞鋼已具有年產300萬噸鋼、260萬噸寬厚鋼板、銷售收入百億元的大型企業,可產產品規格厚度為8-650mm,寬1500-4020mm,長3000-27000mm,其覆蓋范圍之廣為目前我國之最。
河南舞陽鋼鐵公司,我國自行研制的第一臺4200mm四輥式厚板軋機于1978年投產,被譽為功勛軋機。
舞鋼,是我國首家寬厚鋼板生產和科研基地,我國重要的寬厚鋼板國產化替代進口基地,等等類似頭銜都沒有使舞鋼人迷失前進的動力。隨著近些年國內鋼結構行業的發展,舞鋼寬厚板在國內大型建筑,橋梁,船舶等方面的運用越來越多,奧運會、世博會、亞運會館廠都能看到舞鋼的產品。說到這里,舞鋼的寬厚板在軍工界是非常有名的,我國很多坦克、戰艦用鋼都是在這里生產。
為進一步做大做強寬厚板科研生產基地,走精品加規模的發展之路,引領中國寬厚鋼板的發展方向,該公司作出重大決策:以4200mm軋機易地改造的方式,建設具有世界一流水平的雙機架5000mm軋鋼生產線。5000mm軋機線投產后將使舞鋼具備年產600萬噸鋼、500萬噸鋼板的生產能力。
中國第一條5000寬厚板軋機——寶鋼寬厚板
寶鋼 5m 厚板產線于 2005 年投產,年生產能力為 180 萬噸。厚板產線的主要裝備由德國 SMS 和 SIE 提供,熱處理爐由 LOI 提供。
厚板產線包括萬噸軋機、預矯直機、直接淬火裝備、層流冷卻裝備、熱矯直機、熱處理爐、剪切機和在線探傷等裝備。厚板產線具有先進的控制技術如軋制板形控制、高精度厚度公差控制、大冷速均勻冷卻技術、高效矯直、無氧化均勻加熱等先進技術,可以實現用戶對表面質量、板形、力學性能均勻性等嚴苛要求。
厚板產線生產的主要產品包括機械結構鋼厚板、高等級船舶和海洋平臺用鋼、壓力容器和核電用戶用鋼、管線鋼等。厚板產品已廣泛應用于國家先進裝備制造業和重大工程。
迅速崛起的民營企業——沙鋼
2009年中國企業500強中名列第35位,中國制造業500強中名列第11位,全國民企中名列第1位,并成功躋身世界500強,2010年是全國名企第二位,世界500強第415位,這些殊榮是對沙鋼綜合實力的肯定。但作為寬厚板生產企業,沙鋼卻是一個后來者。基于國內寬厚板生產線成熟的技術,高起點的沙鋼把目光放在高科技含量和高附加值的板材產品上。
沙鋼寬厚板軋機熱試
江蘇沙鋼集團有限公司于2003年7月23日和香港恒得有限公司共同組建張家港沙景寬厚板有限公司,2006年上馬建設5000mm寬厚板軋機生產線。2009年全部建成投產,也將其寬厚板年生產能力提升到400萬噸。主要品種為寬度3500~4800毫米、厚度5~50毫米的高科技含量、高附加值的船用鋼和管線鋼。