我国新建中厚板轧机工艺方案的探讨

    一、国内新建中厚板轧机工艺特点

    经过长期生产实践与现代化科学技术的发展，中厚板轧机生产工艺方案有两种，一种是传统的常规中厚板生产线，采用单张钢板轧制方式，轧机布置型式有：落后的三辊劳特式轧机、单机架四辊轧机、双机架二辊粗轧＋四辊精轧机、双机架四辊粗轧＋四辊精轧机组；另外一种布置型式为卷轧中厚板生产线（炉卷轧机），是从上世纪80年代逐步发展起来的，即可单张钢板轧制，又可采用卷轧方式生产中厚板。现将两种工艺方案的优缺点简介如下：

    1.常规中厚板生产线

    （1）常规中厚板生产线的优点 适合生产高档次中厚板。由于坯料长度较短，一般在1300～4500mm之间，因此可以采用横轧方式生产中厚板，能够生产海洋平台用Z向钢等具有双向性能要求的钢材品种。

    坯料较厚（150～250mm），适合轧制厚度较厚、压缩比较大、强度要求较高的专用钢板品种，如厚规格的锅炉板、压力容器板、造船板、桥梁板、结构板等品种。

    相比节省一次性投资。常规中厚板生产线设备国产化进程较快，大部分设备可以国内制造，同时备品备件可实现国产化，运行成本相对较低。

　　生产品种灵活，适合生产小坯量、多品种产品。

　　（2）常规中厚板生产线的缺点 成材率相对较低，老企业落后的生产线成材率为88％左右，现代化的生产线成材率可达到92～94％。在常规中厚板生产线上单张轧制钢板，由于设备间距、轧件头尾温差的限制，不可能生产大单重的钢板，这对钢板的成材率及生产效率造成不利影响。

　　不适合生产薄而宽规格的中厚板产品。中厚板轧机可以生产很宽的钢板，但由于受轧制温度的限制，厚 4mm 左右的宽幅中板是中厚板轧机的极限产品，生产难度较大，生产量很小，现国内常规中厚板轧机可以大批量生产的厚度范围一般在 6mm 以上。

　　2.卷轧中厚板生产线（炉卷轧机）

　　（1）卷轧中厚板生产线的优点 用卷轧的方式生产钢板，通过增大坯料长度（最大 18000mm ），可大幅度提高单重，实现多倍尺轧制，减少单张钢板轧制的切头尾损失，提高综合成材率和生产效率，降低生产成本。

　　可以生产薄而宽规格的中厚板产品。热连轧宽带钢轧机适合生产薄而窄的产品，常规中厚板轧机适合生产厚而宽的产品，宽规格卷轧中板轧机能够很容易生产上述两种轧机生产比较困难的薄而宽规格的产品。

　　与常规厚度板坯相比，选用125／ 150mm 厚的中等厚度板坯，可减少轧制道次，降低电能消耗。

　　可以和连铸机一起建成短流程生产工艺，通过较高的坯料热送温度，较高的热装率，降低能耗消耗。

　　该工艺适合少品种、批量生产。

　　（2）卷轧中厚板生产线的缺点 由于采用卷轧生产工艺，连铸坯长度较长，不能实现横向轧制，因此不能生产海洋平台用Z向钢等具有双向性能要求的钢材品种。

　　由于采用中等厚度板坯，连铸坯厚度相对较薄，压缩比受到限制，不能生产较厚规格的专用板，产品定位以市场容量较大的一般中厚板品种为主。

　　一次性投资大，引进比高，备品备件暂时不能实现国产化，运行成本相对较高。

　　二、两种中厚板生产工艺对比

　　目前国外已建成8套宽规格卷轧生产线，我国安阳钢铁公司、南京钢铁公司等正在建设宽规格卷轧生产线（宽炉卷轧机），韶钢正在建设的 3500mm 中板生产线预留建设宽炉卷轧机的位置。除了宽规格卷轧生产线外，常规的四辊宽厚板或中厚板轧机（单机架或双机架）仍是目前国内外新建或改造中板轧机主要选择的机型，如新投产的济钢双机架 3500mm 、北台双机架 3500mm 、首钢单机架 3500mm 、天津钢厂双机架 3500mm 、唐山建龙单机架 3500mm 等。现将这两类轧机生产工艺特点对比列表如下。

常规中厚板轧机与宽炉卷轧机工艺特点对比

　　从上表对两类轧机的工艺特点对比可以看出，宽炉卷轧机产品定位于中低档，适合单一品种、大批量、高效率，单机架宽炉卷轧机年生产规模110万吨，投资较高。韶钢一期新建单机架 3500mm 轧机，生产规模80万吨，预留二期上热卷箱及卷取机的位置，总投资14亿元（外汇4200万美元）；安阳钢厂新建中厚板炉卷车间，生产能力110万吨，总投资约18亿元。常规中厚板轧机产品定位于中高档，具有投资省、见效快、备品备件国产化率高等优点，如北台、济钢双机架3500中厚板轧机，年生产能力140万吨（生产普碳钢时），投资约12～14亿元。

　　三、新建中厚板轧机应注意的几点问题

　　1．中厚板运输的问题

　　对于宽度规格较大的宽厚板（板宽＞ 3000mm ），铁路运输较为困难。我国铁路线上敞车宽度为 3米 ，平放可适合运输最宽 2900mm 的中厚板，中厚板宽度在3000～3400mm可采用斜放进行运输，但相应增加安装、固定费用。宽度超过 3400mm 的钢板需采用汽车运输，运输成本高于火车运输。目前我国已建成的鞍钢 4300mm 轧机、舞阳钢厂 4200mm 轧机，某些宽度规格产品受到运输条件的限制，影响其生产能力的发挥，因此新建宽厚板轧机应充分考虑利用水路运输，将轧机建在沿海地区。内陆地区新建中厚板轧机，产品宽度应定位在 3400mm 以下。

　　2．新建中厚板轧机宽度的选择

　　国内轧辊辊身长小于 3000mm 的中厚板轧机占总生产能力的70％，日本、德国的中厚板轧机全部在 3米 以上，由此可见，我国中厚板轧机辊身长度普遍较窄，产品覆盖面相对较小。

　　在产品宽度方面：对于 5000mm 或 5500mm 以上的钢板订货量有限，主要是用于制造大口径直缝焊管，而国外使用的直缝管管径一般在 1500mm 以下（多数 1400mm 以下），因此要求最大板宽在4500～4800mm即可满足最宽产品的要求，宝钢、张家港新建宽厚板轧机规格在 5000mm ，即可覆盖该产品的规格范围。

　　对船板而言，国外造船厂在生产中为减少船体焊缝，在制造6～15万吨级船时均用 4000mm 以上的宽板（大多数为4000～4500mm）。今后随着我国造船能力的扩大，制造船级吨位的不断提高，船板的使用宽度将相应有所扩大，这样不仅可减少船体焊缝，还可缩短工时和造船周期，降低造船成本。因此新建中厚板轧机辊身应适当加宽（窄规格可通过纵切完成），可提高产品覆盖面。

我国典型造船厂使用造船板规格情况

　　由以上分析可以看出，新建中厚板轧机在考虑运输的条件下应尽量宽，以提高产品的覆盖面。

　　3．前后工序配套

　　随着各行各业技术水平的提高，市场的消费档次趋于上升趋势。现用户由于贪图便宜的心理，目前市场还存在代用品现象，如用20＃钢替代 20g ，导致专用板市场容量有限。今后，随着国内市场消费水平的提高、标准的逐步规范化，专用板的需求量将会大幅度增长。发达国家专用板消费量占中厚板总消费量的比例为60～70％，而我国专用板只占25.0％左右，消费潜力较大。

　　专用板的生产需从前部工序进行配套建设，因此在新建现代化的中厚板生产线的同时，不可忽视铁水预处理、炼钢、炉外精炼等实施的配套建设。

　　四、中厚板轧机发展方向

　　中厚板轧机与热连轧宽带钢轧机相比优势在于能够生产厚度大于 25.4mm 、宽度大于 2000mm 、用户要求横轧状态交货、控轧控冷状态交货、热处理状态交货的钢板，并适合生产较厚规格的专用板，但这部分产品市场容量有限，约占生产总消费量的30～40％。

　　中厚板产品中60～70％可用中厚板炉卷轧机生产，中厚板炉卷轧机与普通中厚板轧机相比具有以下优点：连铸坯可直接装炉轧制，节省能源；由于坯料单重加大，成卷轧制后剪切成钢板，成材率可提高；产品覆盖面宽，即可生产中厚板产品又可生产成卷供货产品，一般中板轧机生产4～5mm很困难，而中厚板炉卷轧机可大批量生产 5mm 产品，因此生产同样薄规格产品时，中厚板炉卷轧机生产的产品成本低，产品竞争力强。

　　综上所述，传统的常规中厚板生产线与卷轧中厚板生产线各有优缺点，鉴于我国仍有大量装备水平落后的中厚板轧机正在运行，并且每年约有30％的中厚板是由热连轧宽带钢轧机生产的，因此在改造、淘汰现有轧机的同时，还需限量建设现代化的宽厚板轧机及中厚板炉卷轧机，以逐步替代现有落后设备，提高国内中厚板轧机的总体装备水平。