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1、世界各国宽厚板冷轧机的发展世界上宽厚板冷轧机的发展摘要：本文对宽厚板冷轧机的发展及目前在我国的发展情况做出基本阐述，介绍 了世界上各国家对冷轧机的几次重要技术改革以及国产冷轧机得生产情况，重点 介绍了目前国内冷轧生产线的组成和冷轧技术的工艺性。关键词：宽厚板冷轧设备；宽板；中厚板；发展绪论：轧钢生产是将钢锭及连续铸坯轧制成材的生产环节。用轧制的方法生产钢 材，具有生产率高、品种多、生产过程连续性强、易于实现自动化等优点。钢材 的生产方法有轧制、锻造、挤压、拉拔等。用轧制方法得到的钢材，具有生产过 程连续性、生产效率高、品种多、质量好、易与机械化、自动化等优点，因此得 到广泛的应用。目前，约有
2、90的钢都是经过轧制成材的。有色金属成材，主 要也用轧制的方法。轧钢生产在国民经济中所起的作用是十分显著的。钢铁工业 生产中，除少量的钢用铸造或铸造方法制成零件外，炼钢厂生产的钢锭与连铸坯 有8590%以上要经过轧钢车间轧成各种钢材，供应国民经济各部门。可见在 现代钢铁企业中，作为使钢成材的轧钢生产，在整个国民经济中占据着异常重要 的地位，对促进我国经济快速发展起十分重要的作用。正文：轧钢机的出现和发展已经经历了几百年的时间，宽厚板轧机只是其中的一 个分支。据记载，1480年意大利人达芬奇曾设计出轧机的草图。1766年英国 人帕内尔在轧制铅片的手遥式轧机基础上，设计出用于轧制熟铁棒材的双辊轧
3、机。1783 年英国人科特制造出水轮驱动的二辊式型材轧机，使得型材轧制很快 发展起来。1779年，J.皮卡德用蒸汽机驱动轧机，极大提升了轧机的应用能力。 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。1891 年，美国钢铁公司建成世界第一台四辊可逆式中厚板 轧机。1897 年，德国人采用电动机取代蒸汽机用以驱动轧机并取得成功。 1910 年捷克维特科维采哥特瓦德钢铁公司投产了一套4500mm二辊式厚板轧机。1912 年苏联日丹诺夫依里奇冶金工厂也建成了一套同样的轧机。20 世纪的两次世界 大战中，庞大的军火需求极大推动了轧机发展。世界上陆续出现
4、了双机架、半连 续式、连续式中厚板轧机。二战后进入冷战对抗，美国、苏联、德国、日本又相 继建成一批4100-55000m的宽厚板轧机历史上，各个国家建设特宽厚板轧机的一个主要目的，是为航空母舰、战列 舰等武器供应造船用大尺寸宽厚钢板。由于航空母舰飞行甲板需要承受战机降落 时的强大冲击力，战列舰、巡洋舰等大型军舰都需要安装大面积的装甲钢板，这 就需要钢板尺寸尽量加长加宽，以减少焊接工作量。为此，美国、苏联、德国及 日本等国家在战争推动，都建设了大型宽厚板轧机。早在1918年，美国为了建造航空母舰，在宾夕法尼亚州卢肯斯钢铁公司科 茨维尔钢厂投产了一台当时世界最大的5230mm四辊式厚板轧机。这也是
5、全球第 一台5米以上特宽厚板轧机，为美国大批建造航母和战列舰提供了优质大单重舰 船用宽厚钢板。1922 年诺福克海军工厂用运煤船加装飞行甲板，改制成美国第 一艘航空母舰兰利号。从1922年至1950年间，美国凭借强大的工业实力共 新建改建了46艘航母及上百艘护航航母，最终赢得二战胜利。1935 年德国突破一战限制，开始建造俾斯麦级战列舰，其侧舷装甲高 8.4 米，采用克虏伯公司制造的320毫米KCn/A表面渗碳硬化钢，全舰装甲钢板重达 17450吨。为建造更大型的H级战列舰,1938年由克虏伯公司在多特蒙德的赫尔 德钢厂建成一台5000mm四辊式特宽厚板轧机，以提供造船钢板。前苏联为了备 战，
6、于1940年在莫斯科Serp i Molot炼钢厂投产一台5300mm四辊式厚板轧机， 大量生产坦克和军舰用装甲钢板，在卫国战争中做出了重要的贡献。1940年前，意大利冶金公司特尔尼厂投产了一台4600mm二辊式厚板轧机。1941年日本为扩大侵略战争，耗费巨资从德国进口了一台1.4万吨自由锻造水 压机，以及一台德国DEMAG公司制造的蒸汽机传动5280mm四辊式特宽厚板轧机， 安装在日本制钢所室兰工厂，用以加速建造航空母舰和巨型战列舰。其整铸机架 牌坊重达230吨，可轧制350mm厚的钢板。1937年日本开始在吴海军工厂三号 船渠建造大和级战列舰，侧舷装甲采用410毫米维氏硬化钢，由万吨水压机
7、轧制， 主炮防护盾正面装甲更是厚达650毫米，全舰装甲钢板重达22895吨，占全舰正 常排水量的33%。在此期间，英国、法国、捷克及西班牙等国家也相继投产了一 批宽厚板轧机，由此掀起一个建造航母和大型战舰的高潮，这是第二次世界大战 中大西洋海战和太平洋海战的前奏。二次大战后，随着机械制造、造船、桥梁、 建筑、高压容器及大直径油气管线等行业的发展，世界共掀起过三次宽厚板轧机 发展高潮。第一次在美国。朝鲜战争后期，美国撤销了二战后不再建造大型航母的决 定。1952年美国为建造“福莱斯特级航母，在印第安纳州的格里（Gary）钢厂 投产了一台5335mm厚板轧机。到上世纪60年代前后，美国共新建成16
8、台以160 英寸（4064mm）二辊式加四辊式双机架为主的中厚板轧机，其中5米以上级特宽轧 机1台，4064mm轧机7台，3米级轧机4台，以及3米以下中板轧机4台。另外 有8台轧机经过现代化改造，其中5米以上特宽轧机1台，4064mm轧机2台、3 米级轧机3台，以及2米级轧机2台，还淘汰了若干台三辊劳特式中板轧机。10 年间使美国中厚板生产面貌发生了很大的变化，产量猛增，到1 9 5 7年中厚板产 量已提高至1000万吨以上，品种迅速扩大，生产出高强度船板、高韧性潜艇用 板、高耐候桥梁板以及 X80 大口径直缝焊管用板。带动了长输管线的建设，在 1961年至1969年间，新建成8套直径达406
9、-1219mm的直缝焊管机组。在此期 间，美国先后建成7艘大型航母，为冷战时期建设一支全球海军奠定了物质基础。前苏联为了加快海军的现代化，于1946年将从德国拆回的5000mm厚板轧机 在下塔吉尔钢厂迅速投产，并于1984年在伊诺尔斯克钢厂投产一台5000mm四辊 式厚板轧机，专门生产航空母舰和各种大型舰船用厚板。1962 年法国敦克尔克 钢厂新建一台 4320mm 单机架轧机，1984 年进行技术改造时，新建一台 5000mm 精轧机，组成4320mm+5000mm双机架轧机，并于1985年投产，为戴高乐级航母 提供了钢板生产条件。1970年德国迪林根钢厂新建一台4300mm精轧机，并预留
10、出粗轧机位置，但1985年扩建时增建一台5500mm粗轧机（德国DEMAG制造）， 发现粗精轧机尺寸差太大，于是把4300mm精轧机换成4800mm，组成5500mm加 4800mm双机架轧机，精整线也做了相应修改。上世纪七八十年代日本经济崛起，掀起了全球第二次中厚板轧机的建设高 潮，短短几年间便新建成 17 台 4700mm 以上级四辊式双机架轧机。其中包括 4 台世界最大规格的5500mm特宽轧机，5台4.7米级轧机，l台4.2米级轧机，还 有7台2-3米级中板轧机。上世纪50年代日本中厚板年产量只有200多万吨， 到1974年已经达到2030万吨，使日本中厚板生产走向现代化，促使日本机械
11、、 船舶、汽车、家电、交通及建筑等各个领域得到迅速发展。尤其是生产船用钢板 的5台4.7米级轧机，每台年产能达到200多万吨，有力地推动了日本造船工业 的发展，使日本造船吨位迅速达到1000万吨以上，攀上世界第一造船大国的宝 座。1970-1976年间，世界油价高起，为降低运输成本，需要建造30-50万吨级 的超级油轮和长距离的大口径油气输送管线。日本四大钢铁公司一口气建成 4 台世界最大规格的5.5米级特宽厚板轧机，分别安装在住友金属鹿岛厂、新日铁 大分厂、川崎制铁水岛厂和日本钢管扇岛厂，主要生产特大油轮用宽板和大口径 直缝焊管。这类单机架轧机年产能高达150万吨上，使日本一举成为全球钢材出
12、 口大国。30 多年过去了，这些轧机尽管已经老旧，但在日本企业不断进行技术 改造的条件下，依然保持着良好的产品声誉。2003年开始，世界第三次中厚板轧机建设高潮在中国大地上掀起。至2009 年10月末，全国共建成投产了 2800mm至5500mm四辊式单机架或双机架中厚板 轧机共35台，其中5000mm以上级别轧机4台，4100-4300mm轧机9台、3800mm 轧机6台，3500mm轧机12台（含单机炉卷3台），另外还有2800mm级轧机4台。 2003年前已经投产的26台中厚板轧机也都经过了不同程度的技术改造。此外规 划建设的5000mm以上轧机还有7台。在此之前，我国连一台4300mm
13、以上厚板轧 机都没有。三台4米以上轧机中，最大的一台是鞍钢宽厚板厂耗资数亿元，从日 本住友金属和歌山制铁所引进的4300mm单机架四辊轧机二手设备，于1993年5 月投产。上海浦钢的4250mm四辊粗轧机是原上钢三厂从德国蒂森厚板厂进口的 二手设备，与之配套的3300mm四辊精轧机由德阳二重制造，组成双机架机组， 于1991年10月投产。河南舞阳钢铁的4200mm单机架四辊轧机是上世纪60年代 中苏分裂后，由冶金工业部和一机部，领导北京钢铁设计研究总院、德阳二重、 东方电机等企业自行设计制造的国产设备，于1978年9月建成投产。近年来。 冷轧带钢生产技术的发展，主要是增加钢卷的重量，加快机组的
14、速度，提高产品 的厚度精度，改善板型，提高自动化程度及改进轧机组的结构生产工艺，其典型 有WRS轧机，HC轧机，VC轧机等。在带钢冷轧机上,广泛的采用液压弯辊装置或抽动工作辊装置来改善板型， 由于冷轧机带钢的厚度公差要求高，为增加轧机压力装置的响应速度，在冷轧机 上采用了全液压装置及厚度自动控制装置，对于高速，高产量的带钢冷连轧机 实现计算机控制。参考文献：【1】轧钢机械第三版冶金工业出版社 2000【2】轧制过程控制东北工学院 1999【3】机械设计标准应用手册机械工业出版社 1997【4】机械制造基础第二版华中科技大学出版社 2000【5】工程材料成型技术基础第二版高等教育出版社 2011【6】金属压力加工概论第二版冶金机械出版社 2005【7】矿冶概论
