“每一塊鋼鐵里,都隱藏著一個國家興衰的秘密?!?nbsp; ——Peter Krass,美國鋼鐵大王卡內(nèi)基的傳記作者。1 s n9 `- _# H- j, W
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鋼鐵工業(yè)是重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),被譽為工業(yè)的脊梁。軋鋼機是鋼鐵工業(yè)核心裝備之一。無論是決定戰(zhàn)爭勝負的航空母艦、核潛艇等尖端武器;還是關(guān)乎社會安危的核電站、巨型橋梁、水庫閘門等基礎(chǔ)設(shè)施;又或是人們?nèi)粘I钪械钠?、冰箱、洗衣機等消費品;都離不開大型軋鋼機生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)鋼材。' P) f: {) P D3 K5 m
鞍鋼是我國最早的鋼鐵生產(chǎn)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。1936年鞍鋼第一中板廠建成我國第一臺2300mm三輥勞特式中板軋機。1945年8月蘇聯(lián)紅軍出兵東北后,將鞍鋼7萬多噸設(shè)備物資拆運回國,使鞍鋼生產(chǎn)完全癱瘓,偌大廠區(qū)陷入破敗境地。1949年7月9日,新成立的鞍鋼公司在一片廢墟上恢復(fù)建設(shè)。到1957年生鐵產(chǎn)量達到336.1萬噸,鋼291.07萬噸,鋼材192.39萬噸,成為中國第一大鋼鐵基地,向全國輸送了大量專業(yè)人才,被譽為共和國鋼鐵工業(yè)的搖籃。然而同大多數(shù)國有企業(yè)一樣,在上世紀(jì)90年代市場大潮的沖擊下,積弊嚴(yán)重的鞍鋼曾瀕臨絕境,歷經(jīng)轉(zhuǎn)軌陣痛,通過投巨資對生產(chǎn)線進行技術(shù)改造才重獲生機。
+ j. V5 U" j/ k, ]( p3 w8 { 走過60年風(fēng)雨歷程的鞍鋼,目前是我國四大鋼鐵集團之一,擁有職工十余萬人,2008年生產(chǎn)鐵1608萬噸,鋼1604萬噸,鋼材1499萬噸,實現(xiàn)收入796億元。形成了以汽車板、家電板、集裝箱板、造船板、重軌、無縫鋼管、冷軋硅鋼為主的完整產(chǎn)品系列,是全球最大的集裝箱鋼板供貨企業(yè)和國內(nèi)主要的船用鋼板、汽車鋼板供貨商;能夠生產(chǎn)128個鋼種的船用鋼板,最大厚度100mm,強度級別從235MPa到550MPa,全部通過9國船級社認證;是世界第3家具備生產(chǎn)高檔船體結(jié)構(gòu)板和海洋工程結(jié)構(gòu)鋼板的企業(yè)。* R6 j. i4 y9 S; D1 P
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( |/ H" R2 i7 c$ G7 z鞍鋼西部基地
+ V1 i6 V0 d, i% n 2008年9月10日,鞍鋼舉行新聞發(fā)布會,宣布遼寧營口鞍鋼鲅魚圈鋼鐵基地正式竣工投產(chǎn)。這是我國首個自主設(shè)計、技術(shù)總負責(zé)的現(xiàn)代化全流程鋼鐵廠,擁有世界最大規(guī)格的5500mm寬厚板軋機等一批先進裝備。項目于2006年5月17日經(jīng)發(fā)改委審批立項,規(guī)劃年產(chǎn)1000萬噸鋼鐵,主要用于制造高技術(shù)、高附加值板材。) P: S0 Y# r! S8 D. `, d6 A: W, A6 l
新基地選址遼寧營口市南端52公里的鲅魚圈區(qū),北距沈陽190公里,南距大連160公里,緊鄰營口港20萬噸級鐵礦石碼頭和華能電廠,地理位置極其優(yōu)越。廠區(qū)占地8.32平方公里,南北長2.75公里,東西寬3.05公里,其中陸地面積5.05平方公里,挖山填海3.27平方公里,累計使用炸藥21018噸,挖運填海土石方達5547萬立方米(相當(dāng)于三峽工程的1/2)。4 n$ P, c2 x n! U3 E. u
項目分兩期建設(shè),一期總投資226億元,涵蓋原料、燒結(jié)、化工、煉鐵、煉鋼、軋鋼等鋼鐵生產(chǎn)的全流程,具備年產(chǎn)493萬噸鐵、500萬噸鋼、200萬噸寬厚板和296萬噸熱軋板的能力。主要生產(chǎn)高技術(shù)含量的船用寬厚板、艦艇板、高級別管線鋼板、橋梁板、工程機械板、及高端熱軋薄板等精品板材。
$ m7 O2 K8 E2 L7 P. g營口鲅魚圈一期主體設(shè)備包括:$ f; o" f- W- h+ X o% x
1、供料系統(tǒng)建設(shè)1座1470萬噸的現(xiàn)代化綜合原料場。
2 y; y+ Y$ v# `6 g2、焦化系統(tǒng)建設(shè)4座國產(chǎn)k法脫硫52孔復(fù)熱式7米焦?fàn)t,年產(chǎn)焦炭255萬噸。8 p5 L8 |3 z3 O" F$ P% E6 H, }7 X
3、燒結(jié)系統(tǒng)建設(shè)2臺405平方米燒結(jié)機,年產(chǎn)燒結(jié)礦933.8萬噸。, g; o3 B i1 ?4 r7 H
4、煉鐵系統(tǒng)建設(shè)2座4038立方米大型高爐,設(shè)計產(chǎn)能650萬噸。' G' Z8 J! Q( s( n1 s
5、煉鋼系統(tǒng)建設(shè)3座260噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐、2套RH-TB真空精煉裝置、1座LF鋼包精煉爐、1座ANS-OB鋼水精煉裝置,設(shè)計產(chǎn)能500萬噸。
& d n( Z# X+ A6、連鑄系統(tǒng)建設(shè)2臺230mm厚度常規(guī)板坯連鑄機、1臺300mm厚度板坯連鑄機。年產(chǎn)板坯500萬噸,其中200萬噸供給寬厚板生產(chǎn)線,300萬噸供給熱連軋生產(chǎn)線。
; `( Z/ R7 A& G& D! O9 W" `7、軋鋼系統(tǒng)建設(shè)1臺5500mm四輥雙機架寬厚板軋機,年產(chǎn)200萬噸寬厚板;1條1580mm熱連軋生產(chǎn)線年產(chǎn)296萬噸熱軋板,1條1450mm冷軋生產(chǎn)線年產(chǎn)96萬噸冷軋板。) @4 o& t. N; X7 A' ~0 h
2008年9月9日15時38分,鞍鋼鲅魚圈新廠煉鋼系統(tǒng)的扒渣機、三號轉(zhuǎn)爐、LF爐外精煉和厚板坯連鑄機一次通過熱負荷聯(lián)合試車,成功冶煉出了鞍鋼鲅魚圈鋼鐵項目的第一塊鋼坯。2009年7月10日上午11時08分,鞍鋼鲅魚圈新廠的核心設(shè)備——5500mm寬厚板粗軋機熱負荷試車成功。, z+ g# j) p% d
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鞍鋼鲅魚圈上圖為焦化車間廠房,下圖為鞍鋼鲅魚圈基地全景; s8 H2 v0 F. E5 o, o# {
鞍鋼5500mm四輥可逆式雙機架寬厚板軋機正在軋制鋼板。 8 [+ g) r! y6 A
世界軋機之王- H# a5 K `# J
鞍鋼5500mm四輥可逆式雙機架寬厚板軋機,是目前世界最大規(guī)格的寬厚板軋機。由一臺5500mm四輥式粗軋機和一臺5000mm四輥式精軋機及2臺步進式加熱爐、除磷箱、熱矯直機、3臺冷床、切頭剪、定尺剪、火焰切割機、4200噸壓平機、淬火機等40余臺配套設(shè)備組成,零部件總數(shù)達10萬多個。生產(chǎn)廠房由加熱爐跨、主軋跨、剪切跨、中轉(zhuǎn)跨、冷床跨、磨輥間、成品庫等部分組成,長1116米,寬近100米,面積達11萬平方米,當(dāng)于15個足球場。兩臺軋機占地長200米、寬35米,高近20米,重達近7000噸。整個工程澆灌混凝土16萬立方米、吊裝鋼結(jié)構(gòu)32400噸,設(shè)備重達18000噸。由于體系復(fù)雜、精度要求高、制造難度極大,許多部件的重量尺寸都達到了機械加工及運輸?shù)臉O限,被譽為世界“軋機之王”。6 T8 D8 W, |- T
目前全世界已建成的5500mm軋機僅有6臺,分別位于日本新日鐵大分鋼廠、JEF京濱廠(原日本鋼管扇島廠)、JEF倉敷廠(原川崎制鐵水島廠)、住友金屬鹿島廠、德國迪林根鋼廠和中國鞍鋼鲅魚圈新廠。從設(shè)備來看,5500mm寬厚板軋機僅一片軋機機架牌坊就重達400噸以上,軋機支承輥最大直徑達到2400mm,重達250噸,整臺軋機總重超過3000噸。主電機總功率達20000kW以上,原料板坯重達250噸,車間用橋式起重機最大噸位達400噸。其生產(chǎn)的鋼板厚度最大可達400mm,是普通軋機的4倍以上,可用做航母、戰(zhàn)列艦、坦克等武器裝甲鋼板。鋼板寬度達5300mm,是普通軋機的2倍以上;單塊鋼板重達200噸,是普通軋機的5倍以上,這些規(guī)格都遠遠大于中小型軋機。 J3 P1 X8 M' f
鞍鋼5米軋機生產(chǎn)線由中國一重集團與德國西馬克·德馬格(SMS-Demag)公司聯(lián)合設(shè)計,粗軋機、精軋機等核心設(shè)備由一重制造,冷床、翻板機、輥道由中冶長城重機制造。采用了熱裝熱送、板型控制等13項先進技術(shù),軋制力為1萬噸,生產(chǎn)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(chǎn)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(shù)含量、高附加值產(chǎn)品。該軋機的成功制造,有助于打破國外特種鋼材對我國的封鎖,將對推動我國石油、天然氣運輸、造船及國防建設(shè)等領(lǐng)域起到重要作用。
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造船及海上采油平臺用特厚鋼板
' o: I" T. q' M. ^% ~' b8 T什么是寬厚板軋機?- Y0 n f" k8 \+ c! b
軋鋼機是將鋼坯鋼錠軋制成鋼材(管、板、型、絲)的成套設(shè)備,分為鋼管軋機、板帶軋機、型鋼軋機、線材軋機、薄板坯連鑄連軋等類型。鋼板是鋼材四大品種中用途最廣泛的一種,按生產(chǎn)工藝分為熱軋鋼板和冷軋鋼板,按厚度可分為薄板(厚度<4毫米)、中板(厚度4-20毫米)、厚板(厚度>20-60毫米)、特厚板(厚度>60毫米,最厚達700毫米)。在實際工作中,中板和厚板通稱為“中厚板”。
3 S5 ^6 b, ^' g! {% F* u5 o2 o% G 中厚板生產(chǎn)屬于熱軋工藝,主要有中厚板軋機、熱連軋機組和爐卷軋機等三種方式,中厚板軋機是普遍采用的生產(chǎn)設(shè)備,通過軋機中的上下軋輥咬合碾壓經(jīng)過加熱的鋼坯,最終軋制成鋼板。軋機按照軋輥輥面寬度可分為1800mm、2300mm、2800mm、3300mm、3800mm、4300mm、4800mm 以及5300mm等8個級別,每個級別可上下調(diào)整200mm。寬厚板軋機主要是指輥面寬度達到2800mm以上的寬幅中厚板軋機。輥面寬度達到4800mm以上的軋機,又被稱為特寬厚板軋機,最大規(guī)格可達5500mm。
5 u" ]# C7 z, M+ Y2 } 寬厚板生產(chǎn)線由粗軋機和精軋機及配套設(shè)備組成,可采用單機架或雙機架布置形式。軋機結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過二輥式、三輥勞特式、四輥可逆式、復(fù)合式和萬能式,還曾經(jīng)出現(xiàn)過單機架無牌坊預(yù)應(yīng)力軋機,因適應(yīng)性較低,未能廣泛推廣。傳動主機由最初的水力驅(qū)動、蒸汽機驅(qū)動,發(fā)展到現(xiàn)在的電力驅(qū)動。單機架的二輥式和三輥勞特軋機由于自身結(jié)構(gòu)的制約,生產(chǎn)效率低,產(chǎn)品質(zhì)量差,西方在60年代就已經(jīng)少有使用,但作為二手設(shè)備在我國存在了許多年,現(xiàn)已基本淘汰。四輥式軋機是目前使用最廣泛的一種機型,具有剛度大、厚度控制精度高,軋制規(guī)格范圍廣等優(yōu)點,使得中厚板的生產(chǎn)效率有了大幅度提高。: Q; q' y) S3 T, [" g+ y" m1 M5 c
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3 C3 Y% r% n1 U# n' r8 p2 g3 C 寬厚板軋制流程主要包括:鑄坯→加熱爐→高壓水除鱗→機架輥除鱗→粗軋機→精軋機→控制冷卻→壓平機/熱矯直機→冷床翻板→超聲波探傷→激光劃線→火焰切割機/橫剪切頭尾、滾切剪雙邊→定尺、取樣→噴丸→加熱淬火→表面檢查→修磨→涂漆→烘干→打字噴號→垛板入庫等步驟,在實際應(yīng)用中可根據(jù)情況進行調(diào)整。& j; T+ V: D7 [
第1步是坯料準(zhǔn)備:寬厚板軋制坯料主要為連鑄坯和鑄錠,加熱爐將坯料加熱至1100-1250℃,出爐后用高壓水除鱗,吹除坯料加熱過程中產(chǎn)生的表面氧化鐵皮,以避免壓入鋼板表面形成麻點或凹坑。2、軋制工序:鋼坯除磷后,將1000℃左右的熱坯送入粗軋機進行1-4道次的整形軋制,消除坯料表面凹坑缺陷,接著把坯料旋轉(zhuǎn)90度進行展寬軋制,再旋轉(zhuǎn)90度進行延伸軋制。進入精軋機后繼續(xù)延伸,控制板形、厚度、表面質(zhì)量等性能。3、控冷剪切工序:完成軋制工序的鋼板,進入控冷裝置用水幕直接淬火,快速冷卻至600℃左右,以提高板材的屈服強度。然后50mm以下鋼板用輥式熱矯直機消除板材彎曲等缺陷,進入寬冷床冷卻至150℃左右,做超聲波探傷;再進行激光劃線、剪切鋼板頭尾和兩邊不規(guī)則部分、定尺、取樣。50mm以上的鋼板軋制后直接進入特厚板冷床冷卻,用火焰切割機切割后,用壓平機進行冷矯直,對裂紋敏感鋼種要用等離子切割。4、精整工序:對成品鋼板根據(jù)客戶需要進行正火、調(diào)質(zhì)、回火等熱處理,對鋼板表面進行檢查并修磨;造船橋梁用板表面需拋丸處理,除去氧化鐵皮后,再做防銹涂層并烘干,成品板材打字噴號后垛板入庫。
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2005年8月11日,美國核動力航空母艦CVN-21建造切割第一塊鋼板,這塊鋼板重15噸,是CVN21的側(cè)舷外板。 |