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1、中厚板的生产工艺及产品用途等的概述,2008年2月,目录,一.中厚板生产概述二.中厚板生产工艺三.中厚板生产常见缺陷四.中厚板生产管理系统,一.中厚板生产概述1.中厚板的用途与分类中厚板有大约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、建筑物构件、机器结构等领域。其品种繁多，使用温度要求较高（-200600 ），使用环境要求复杂（耐候性，耐腐蚀性等），使用强度要求高（强韧性，焊接性能好等）。随着工业的发展，对中厚板产品无论数量还是品种质量都提出了更高的要求。,中厚板按照厚度可以分为中板、厚板、特厚板，
2、具体分类如下：厚度在420mm的钢板称为；厚度在20-60mm的钢板称为厚板；厚度在60mm以上称为特厚板。我国目前生产的大量中厚板规格是厚度为4-250mm，宽度为1200-3900mm，长度不超过12m；世界上其他国家生产的中厚板厚度规格在3-300mm，宽度在1000-5200mm，长度一般不超过18m，特殊情况下厚度可达380mm，宽度可达5350mm，长度36m，甚至60m。 2、技术要求：“尺寸精确，板形好，表面光洁，性能高” 2.1尺寸精度包括厚度、宽度、长度精度，厚度精度是要求最高和生产难度最大的指标；尺寸精度要求除有通用尺寸精度标准外，对一些特殊钢板还有专用标准（船板、锅炉容
3、器板等）。,2.2板形指标主要要求钢板四边平直，矩形形状，无浪边和瓢曲。轧制宽度大厚度薄的钢板板形控制较难，板形的不良源于变形的不均，而变形的不均又往往导致厚度的不均。 2.3表面质量主要是指表面缺陷的类型与数量，表面平整和光洁度。钢板多做为外围构件，因此钢板表面质量直接影响到钢板的使用、性能和寿命。常见表面缺陷有：表面裂纹、结疤、裂缝、拉裂、裂缝、折叠、重皮和氧化铁皮等。对于国家标准允许的部分缺陷可以经过修磨进行修整。 2.4性能主要包括机械性能、工艺性能和某些特殊钢板的特殊物理和化学性能。一般结构钢板只要求具备良好的工艺性能（冷弯和焊接性能），而对机械性能的要求不很严格。对于重要用途的结构
4、钢板，则要求有较好的综合性能，既要有良好的工艺性能、强度和塑性以外，还要求保证一定的化学成分，保证良好的焊接性能、常温或低温的冲击韧性或一定的冲压性能、一定的晶粒组织及各项组织的均匀性等等。,3、中厚板生产的发展概况 3.1 18世纪初欧洲二辊周期式薄板轧机上生产小块中板。美国在1850年使用二辊可逆式轧机生产中板，1864年在美国创建了第一套三辊劳特式中板轧机，1891年四辊在美国投产了世界上第一条四辊可逆式厚板轧机，1907年建成了万能式厚板轧机，1918年美国为了满足军舰用板的需要，建成了一套5230mm四辊轧机，1941年日本投产了一套5280mm四辊轧机。二战后随着工业发展机器制造、
5、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，对中厚板钢板的需要量和品种质量方面提出了更高的要求，50-60年代中厚板生产开始进行计算机控制，70年代轧机发展以5500mm为主的特宽型单机架轧机，进入80年代中厚板生产进入萧条期。目前日本中厚板轧机性能及生产技术在世界属于领先地位。,3.2 当代新型中厚板生产技术特点 A 原料采用连铸坯为主 B 加热炉控制采用多段步进式计算机控制 C 采用高压水有效清除氧化铁皮提高钢板质量 D 采用高强度机架，牌坊立柱断面积由6000-8000cm2增加到10000cm2，轧制力从30-40MN增加到80-105MN E 控制良好板形采用AGC、弯
6、辊、VC轧辊、HC轧机等，并且采用计算机控制板形 F 提高轧制速度，最快达到7.5m/s，坯料增大，轧件加长，工作辊最大直径达到1200mm G 快速换辊以缩短换辊时间，提高作业时间 H 交流化的主传动系统 控制轧制与快速冷却相配合 J 采用步进式或圆盘式冷床减少划伤 K 切边采用滚切式双边剪为主 L 在线超声波无损探伤 M 计算机应用在宽厚板轧机上。目前测温、测压、测厚、测长、测板形、超声波探伤等自动化手段齐全，从板坯仓库开始，加热炉、轧机、矫直机、冷床、剪切线、辊道输送、吊车输送、打印喷字标示检查以及收集堆垛已全面实现自动化，将整个车间操作情报系统过程计算机，管理计算机以及所有自动化设备有
7、机结合起来。,3.3 我国中厚板生产的发展1、我国第一套中厚板轧机是1936年在鞍山钢铁公司建成的2300mm三辊劳特式轧机，1968年武钢引进2800mm中厚板轧机太钢引进2300/1700mm炉卷轧机，均是从苏联引进。1978年舞钢建造了一套4200mm宽厚板轧机。我国正处于工业化发展过程中，中厚板产量占总消费量的17%，2003年以后建设7套，2010年拟建20套，目前有46套，4444万吨/年，到2010年将有60套，达到8374万吨/年，中厚板市场需求7000万吨/年。今后3000mm以下的中厚板产线将被淘汰，目前除宝钢5000mm等少数产线自动化水平较高外，总体水平较低，我国是中厚
8、板大国而不是强国。2、中国专用板的需求：船板到2015年我国将成为世界造船量第一，需求量在3000-4000万吨/年；锅炉压力容器板每年在70-120万吨/年；管线钢品种在X70以上到2010年360-370万吨/年。,二、中厚板生产工艺简介,检验合格,合格出炉,高压水除鳞,立辊轧机齐边,精轧机成形轧制,AGC、板形控制、控冷控轧技术,厚 板,中 板,钢板分流,发货,发货,检验合格,根据合同,根据合同,2.1 中厚板加热区域工艺八钢中厚板工程分两期建设，加热炉区域在一期建成两座推钢式加热炉，燃烧介质采用焦炉煤气或混合煤气。坯料在炉内采用单排或双排布料，连铸板坯在炉前辊道上精确定位后由推钢机推入
9、炉内；炉内燃烧控制系统根据加热工艺设定进行燃烧控制，保证坯料加热质量；加热炉出钢由出钢机根据计算机行程计算确定深入炉内距离，然后完成抽钢工序。坯料入炉温度，目前为室温，将来热送热装时为400700。坯料出炉温度11001250，坯料加热温差25-30。根据钢种的不同可以采用上限或下限。对控制轧制所采用的微合金化钢，出于缩短轧制过程中的待温时间和细化奥氏体晶粒的双重要求，一般需采用低温加热。加热温度可进一步降至1050左右。加热温度和加热时间的控制应保证微合金化成分在奥氏体中的部分固溶和奥氏体晶粒的均匀化。,2.2 中厚板轧制区工艺八钢中厚板工程轧制区域主要工艺包括：高压水除鳞、粗轧机展宽轧制、
10、粗轧机轧制合格中间坯、立辊轧机齐边轧制改善板形、精轧机厚度控制轧制、精轧机控冷控轧、精轧机板形控制、ACC钢板快速冷却工艺等。经过加热合格的钢坯必须经过高压水除鳞工艺将钢坯表面生成的氧化铁皮去除，避免氧化铁皮压入在轧制过程中造成质量缺陷，同时在粗轧、精轧轧制过程中也要经过道次间高压水去除再生氧化铁皮。粗轧机形式为4200mm四辊可逆式轧机，经过粗轧机往复式轧制和转钢操作将板坯宽展至成品宽度的毛边尺寸，厚度达到成品厚度的2-3倍；粗轧机采用在板坯高温阶段大压下量破碎晶粒，横轧结合纵轧显著改善钢板横向组织性能。立辊轧机对粗轧机展宽钢板宽度方向进行轧制，有效改善钢板平面形状，提高钢板成材率。,精轧机
11、的作用就是将粗轧机轧制的定宽度的中间厚度坯料通过往复式纵向轧制达到厚度规格和长度要求，有效控制钢板开轧温度和终轧温度实施控轧控冷提高钢板组织和力学性能，同时通过轧制规程和先进轧制方法提高钢板平面形状控制，提高钢板质量。八钢中厚板工程精轧机为3500mm四辊往复式轧机，通过液压AGC进行模型厚度控制，增加弯辊装置改变轧辊凸度控制板形。轧钢过程采用L2自动化控制系统，通过模型自学习不断完善和修正轧制规程和过程控制。2.3 中厚板工程精整工艺中厚板生产线精整工艺作用为将轧制合格的钢板通过矫直、冷却、切边、定尺、喷印以及探伤、热处理、修磨工序使钢板满足标准和合同要求交货。精整工艺在整个中厚板生产中非常
12、重要，钢板物流管理在精整工艺实施过程中起到核心作用。,八钢中厚板工程精整区域从热矫直机开始到成品收集入库为止。在ACC后输送辊道上设置一台十一辊轻型热矫直机，对热轧状态存在瓢曲的钢板进行平直度矫直。经过矫直后的钢板通过上冷床抬升装置将钢板送上冷床，一期建设一座宽三十三米、长六十六米的滚盘式冷床，预留一座相同规格冷床二期建设。热态钢板在冷床上通过自然冷却降温到200度以下出冷床，然后通过辊道和移送装置将钢板送到翻板检查台架进行钢板下表面检查，对轻微缺陷通过人工在线进行修磨。在翻板检查台架处根据厚度对钢板进行分流下线，厚板（普碳钢系列厚度大于40mm，低合金系列厚度大于36mm）下线进行人工火焰切
13、割定尺、检验、喷印和入库；中板通过辊道输送到剪切线进行操作。双边剪通过机前激光划线和磁力对中将钢板在辊道上定位准确，双边剪左右两侧机架刀口调整到定宽，然后用夹送辊夹持住钢板向前移动进行双边同时剪切。双边剪切后的钢板输送到定尺剪进行长度方向定尺剪切和去除头尾不良钢板和取试样。定尺剪剪切完毕的钢板就为三维尺寸合格的准交货钢板，然后通过钢板喷印标识送入成品检查台架进行成品三维尺寸和表面质量检查，合格钢板下线入库。,根据标准要求和合同规定钢板进行后续人工超声波探伤和热处理，检化验。船板需要等待船级社进行质量检验。 三、中厚板常见缺陷钢板的表面质量，是以表面和断面缺陷的程度以及外形缺陷程度来表示的。这些
14、缺陷基本上可分为允许存在和不允许存在两大类。允许存在的表面缺陷，是指其缺陷的程度轻微，并且在产品标准的规定范围内。如，钢板表面局部的小凸块和表面的轻微划伤等，并且这些缺陷的深度或高度，不使钢板厚度超出标准规定范围。不允许存在的表面缺陷是指气泡、结疤、裂纹、折叠、夹层、分层和因氧化铁皮压入或轧辊掉肉而在表面产生的凹凸块等，已超出标准规定所允许的范围。但这种缺陷一般允许清理。清理的深度，应保证钢板的厚度在公差规定的范围之内。,1、划伤在钢板表面有低于轧制面的直线或横向沟痕。它长短不一、部位不定。分布或者连续，或者间断。划伤处的伤口，有的有氧化现象；而有的则露出金属光泽。前者为高温划伤，后者为低温划
15、伤。对于纵向的划伤，多为轧制时的护板、导板或辊道的尖角部分与钢板接触所造成的。而横向划伤，则多为钢板在横移过程中所造成的。轻微的划伤可以不处理或修磨，严重的划伤要切除。 2、凸块这类缺陷在钢板的表面呈现为有周期性的局部凸起。其产生原因是由于轧辊或矫直辊表面的掉肉或表面硬度不够被硬物压出凹坑所致。对这种缺陷的处理，应按凸起的程度和范围的大小来决定处理办法。如果凸起不超过允许偏差范围，可以进行修磨或降级处理；对于凸起较严重和范围较大的应判为废品。,3、麻点这种缺陷按照其特征与形成的原因，有两种情况：一是原料在加热时，燃料喷渍浸蚀表面，经过轧制以后，在钢板表面的局部呈黑色蜂窝状的粗糙凹坑面，一般多为
16、小块状或密集的麻面。另一种是原料在加热是，由于氧化严重，在轧制时氧化铁皮全部或部分脱落，在钢板表面出现局部块状和连续的粗糙平面，或者出现灰白色光面凹坑。处理这类缺陷时，可采用轻微的修磨，严重的应采用切除的方法。原料表面有氧化铁皮或在轧制过程中产生的再生氧化铁皮没有除尽。因此，在轧制完成后，钢板表面黏附一层灰黑色或红棕色氧化铁皮，一般成块状或条状。其深度较光麻点浅。轧制时加强除鳞，可以减少这类缺陷。在消除这类缺陷时，较轻的可采用修磨方法，如果妨碍检查质量的，则应将有缺陷的部位切除。,4、波浪、瓢曲波浪是由于钢板终冷温度过高，塑性较好，在冷床上自然冷却时，受冷床的平面性和支点距离等因素的影响，使钢板在长度方向产生了多个弯曲而形成。为防止波浪缺陷，必须严格控制终轧温度和矫直温度。钢板在轧后冷却过程中，上、下表面及各部位冷却不均匀，造成收缩不一致而产生瓢曲。厚度越厚的钢板在轧后冷却过程中越容易产生瓢曲。堆冷、缓冷的钢板也会出现波浪和瓢曲，这是由于堆垛时温度偏高，地面不平或长度、宽度方向摆放不当而造成的。这种缺陷经冷矫后可以得到纠正。这类缺陷，可以通过矫直机处理。如果钢板的波浪形和瓢曲度超出标准规定，对超出不大的，可以对钢板进行补矫；如果超出太多不能补矫的，可以改尺或者判废。,
