中厚板轧制

中、厚板轧制

厚度4mm以上的钢板材称中、厚板,简称中厚板。用于造船、建筑构件、机器制造、交通运输、军事工业等部门，以及用于制造大口径焊管、容器、锅炉等。工业发达国家的中厚板产量占钢材总产量的10～22％。轧制中厚板的轧机全世界约有260套,其中将近一半是轧辊辊身长3米以上的宽厚板轧机。此外带钢热轧机也能生产厚4～25.4mm的中厚板（见轧机）。

18世纪初，西欧出现了二辊轧机，轧制出小块中厚板。1854年欧洲建成用蒸汽机传动的二辊可逆式中厚板轧机。1864年美国建成三辊劳特式中厚板轧机，曾经盛行一时。1891年美国建成世界上第一台四辊可逆式中厚板轧机。后来又出现了双机架、半连续式和连续式中厚板轧机。到70年代，一般认为中厚板轧机以四辊式双机架配置方式较好。

原料中厚板轧机使用的原料有初轧板坯、连铸板坯、钢锭和锻坯。初轧坯最宽达2300mm，最厚达610mm，最重达45吨。连续铸钢技术的发展，不但提高了中厚板车间的成材率，降低了生产成本，而且使钢板的质量也提高了。所以中厚板轧机采用连铸坯的比例不断上升,有的已达100％。加上新工艺的采用,中厚板轧机从板坯到成品钢板的成材率有的已达94.2％。如无初轧板坯和连铸板坯，可用扁钢锭作原料。只在生产特殊的中厚板时才用锻坯作原料。

产品中厚板除按尺寸区分外，还有按强度、化学成分、用途和交货状态分类的。按强度分类一般以抗张强度的下限分级,抗张强度50kgf/cm2以上的称高强度钢板。按化学成分分为普通钢板和特殊钢板，后者包括不锈钢板和复合钢板。按用途大致分为造船钢板、焊接结构钢板、锅炉和压力容器钢板、低温钢板、耐腐蚀钢板、焊管用钢板以及特殊用途的钢板等。按交货状态分为轧制钢板、热处理钢板和抛丸、涂层钢板三种，因大型结构和造船的需要，抛丸、涂层钢板的产量，逐年增加。

生产流程中厚板的生产流程通常如图1所示。为配合控制轧制，采用低温出炉的加热制度，可节省燃料消耗。轧制工艺分三个阶段：①成形轧制，消除板坯表面的影响和提高宽度控制的精度，沿板坯长度方向或斜向进行1～4道轧制。把坯料轧至所要求的厚度。②展宽轧制，这是中厚板不同于其他种类板材轧制的重要工序。为达到轧制成品规格所要求的宽度，板坯转90°、沿板宽方向轧制。③精轧，展宽轧制后再转90°，转回原坯料长度方向，轧制到成品板厚度。妥善制定中厚板轧制工艺能提高轧机的生产能力、钢板的质量和成材率。要确保钢板的平直度，除采取各种保证板形的措施外，对厚度40mm以下的钢板每块均需经过热矫直，对不平直的冷钢板进行冷矫直。为冷剪切成品板，钢板要冷至150℃以下，冷却要均匀，冷却速度应适宜；自从采用滚切式剪机剪切后，基本上解决了剪弯缺陷问题；调整剪刃间隙可以大大提高钢板剪切断面的质量。根据钢板质量要求，用超声波进行不同深度的探伤，对焊管用板的四个板边要全面进行探伤。热处理时除了保证板的机械性能外，还要保证板形良好。抛丸涂层法多用于生产造船和桥梁用板，抛丸去除氧化铁皮后，再涂层防锈，涂层后应快干。钢板表面尺寸形状的检查主要靠人工进行，打印标记工序已实现机械化，并可由计算机控制操作。

中国制造的宽厚板轧机60年代中期，中国设计建造了一套4200mm厚板轧机（见彩图）。成品钢板尺寸:厚度8～250mm,宽度1500～3900mm，长度达18米（特殊的达27米）。原料用钢锭或锻坯,最大单重为40吨。轧机为单机架四辊可逆式,工作轧辊直径为980mm，辊身长度为4200mm,支承辊直径为1800mm,采用油膜轴承。主电动机共2台，容量各为4600kW,转速为40/80rpm。立辊轧机的轧辊直径为1000mm,辊身长度为1100mm,开口度为800～4200mm。加热炉有三种,均热炉和车底式炉用于加热钢锭和锻坯；推钢式炉则专用于加热板坯。用钢锭生产厚度较薄的钢板时，先开成坯，再加热，后轧成板。生产某些品种（如不锈钢）时，板坯在修磨机上全面修磨，清除缺陷。轧出的钢板，一般经热矫直和冷却后进入剪切线，切成

用户要求的尺寸。车间内还设有辊底式、外部装出料式和车底式等热处理炉,根据品种和交货状态的要求,可进行常化、淬火、回火、退火和调质等金属热处理。

中厚板轧机的发展60年代以来，宽厚板轧机有了较大的发展。这种轧机的宽度越来越大，新建的宽度小于3米的已不多见。日本在60年代后期,为满足造船等大型结构的需要，建成了6套4.7米级的双机架宽厚板轧机，每套年生产能力已达到200多万吨。70年代,日本为了生产直径1626mm焊管和特大油船用的宽板，又建成4套5.5米级宽厚板轧机，并大量采用新技术。这类轧机的年生产能力很大,单机架的就高达180万吨。目前世界上有10套5米以上的宽厚板轧机，日本占一半,其余分别建在美国、苏联和联邦德国。

典型的现代化高产量宽厚板轧机的设备平面布置见图2。

现代化宽厚板轧机用的板坯,最大重量已达80～110吨、最高轧制速度已达每秒钟7.5米,轧件的最大长度达65米，钢板最大宽度达5300mm，一套双机架宽厚板轧机的年生产能力已从200万吨增至300万吨以上。在板形控制方面,随着轧件的加长,采用了液压自动厚度控制、弯辊装置、轧辊偏心控制和加大支承辊直径，减少了钢板纵向厚度偏差和横向厚度偏差，采用了各种平面板形控制技术后，使钢板成材率大大提高。控制轧制已广泛应用于厚板轧机，提高了钢板的机械性能，减少了热处理量，节省了能耗。在加热炉方面，广泛采用步进梁式加热炉。这种炉子虽设备费和维修费较高，但加热质量好、黑印少、下表面无划伤、炉长不受坯厚的限制、操作灵活，能更适用于小批量多品种生产的要求。为了有效地去除铁鳞,普遍采用水压达170～200kgf/cm2的高压水除鳞装置。轧后钢板的精整设备，多数采用四重式矫直机、步进格板式冷床、连续自动超声波探伤装置、滚切式双边剪以及自动打印机等，使钢板的尺寸偏差、平直度、表面和内部质量等得到了保证。在热处理方面，采用双步进梁式炉，解决了下表面的划伤，并以辊式代替了压力式淬火机，提高了淬火质量。在自动化方面，除轧机上采用计算机过程控制外，加热炉和剪切线也开始实现了计算机过程控制。这样,从板坯仓库到成品板发货,一般采用若干台过程监控机，过程控制机和1～2台专用管理机构成三级计算机系统，实现了全车间的综合自动控制，并已收到效益。

参考书目

〈圧延技術の進步〉特集号，《鉄と鋼》V.59, No.13, 1973。

鞍钢中板厂编写组编：《中板生产》，冶金工业出版社，北京，1975。