中厚板生产、技术的进步与不足
一、中厚板生产的进步
1、产能增长快
20世纪60年代至21世纪初期的40多年间，我国共建成26条中厚板生产线，能长期坚持正常生产的仅23条。这23条中除鞍钢、舞钢、浦钢、首钢、济钢等厚板厂的装备水平较高外，其余的装备水平都不高，轧机尺寸在3.0m以下的占了绝大多数。
从2003年底开始，我国兴起了新建中厚板生产线的高潮。资料显示，到2006年8月，我国新建成和正在建设的中厚板生产线共18条，其中轧机尺寸3.5m的9条（含炉卷3条）、2.8m的4条、3.8m的2条、4.3m的1条、5.0m的2条（未计算正在设计中的鞍钢在营口鲅鱼圈的5.5m生产线）。18条生产线能释放产能2000万t。
纵观全球中厚板生产线的发展历史，第一次的建设高潮是美国于20世纪60年代掀起的，第二次是日本于20世纪70、80年代掀起的，而第三次则无疑是我国掀起的，目前我国是全球中厚板生产线能释放产能2000万t。
纵观全球中厚板生产线的发展历史，第一次的建设高潮是美国于20世纪60年代掀起的，第二次是日本于20世纪70、80年代掀起的，而第三次则无疑是我国掀起的，目前我国是全球中厚板生产线发展最快、数量最多的国家。
这些新建的生产线中，绝大多数是大轧制力、大功率、高刚度的最新一代中厚板轧机，为实现其真正意义上的控轧控冷工艺、生产出性能优良的中厚板产品创造了装备上的有利条件。
2、产量增幅高
从2000年开始，由中厚板轧机生产的中厚板产品以每年300万t的速度递增。2000年为1077万t，2001年为1392万t，2002年为1635万t，2003年为1904万t，2004年为2218万t，2005年为2638万t。济钢中厚板2005年产量达207万t，创造了全球同类机组在产量上的最高纪录。资料显示，1995年至2000年，我国中厚板出口量略大于进口量。2001年至2004年进口量超过出口量。自2005年开始，出口量又超过进口量，目前我国已成为中厚板出口国之一。
3、专用板比例上升
以船用钢、桥梁钢、管线钢、容器钢、锅炉钢等为代表的专用板的生产能力的大小，往往标志着中厚板生产线生产“三高”产品的能力大小。2005年中厚板生产线生产专用板达742万t，比2004年增加27%，实物质量性能也有较明显的提高。2005年专用板比例最高的为重钢中板，达76.93%。比例较高的还有浦钢中板、武钢轧板、浦钢厚板、鞍钢中板、鞍钢厚板等。2006年6-8月，济钢中厚板厂专用板比例的月平均值上升到68%，创历史新水平。
4、技术经济指标较先进
2005年我国近2/3的中厚板厂技术指标达到世界先进水平。
（1）成材率。文丰中板达95.21%、酒钢中板95.11%、天津中板93.42%，济钢中厚板、新余厚板、太钢中板、济钢中板、马钢中板、邯钢中板、柳钢中板、安钢中板等11个厂都在92%以上。
（2）工序能耗。重钢中板、浦钢中板、济钢中板厚、济钢中板、太钢中板、酒钢中板、鞍钢中板、文丰中板等8个厂都达到了2GJ/t以下的高水平。
（3）轧机平均小时产量。济钢中厚板、济钢中板、柳钢中板、浦钢厚板、营口中板、安钢中板、鞍钢厚板、新余中板、舞钢厚板等9个厂都达到150t/h以上的好成绩。
（4）合格率。绝大部分厂都达到99.9%的国际先进水平。
2006年1-7月中厚板企业主要技术经济指标见表1。
5、品种开发围绕高端产品展开
近几年我国的中厚板品种开发主要围绕一些专用钢板的钢质纯净化、低碳高强化、耐高温、耐高压、耐断裂、耐腐蚀等方面展开，并取得了长足的进步：
（1）有15家企业能生产X65级别的管线钢，8家能生产X70级，宝钢、鞍钢、舞钢、
武钢、济钢等具备了生产X80级的能力，其中宝钢、鞍钢、武钢已能大批量生产，并于2005年完成了X100级的试验室工作。
（2）宝钢、舞钢、武钢、鞍钢、马钢等能生产高级别的海洋石油平台用钢。
（3）CORTEN耐候桥梁板、P20塑料用模具板、N19低温板、HT80高强板等，过去是日本的名牌产品；BHW35高压锅炉板是德国的名牌产品。如今这些品种鞍钢、舞钢都能生产。济钢、宝钢、武钢等能生产其中的部分品种。
（4）宝钢、鞍钢、舞钢、重钢、济钢、武钢等已能生产AH32-EH36级和F级船板。此外近几年高层建筑用钢、油罐用钢等品种的开发也取得了突破性的进展。
表1 2006年全国中厚板企业（1-7月累计）主要技术经济指标
|
序号 |
企业名称 |
总产量(万吨) |
专用板比例(%) |
品种板比例(%) |
出口板比例(%) |
合格率(%) |
成材率(%) |
机时产量(t/h) |
工序能耗(GJ/t) |
|
1 |
鞍钢厚板厂 |
63.14 |
51.63 |
19.45 |
37.73 |
99.85 |
89.61 |
167.00 |
2.76 |
|
2 |
舞阳厚板厂 |
67.86 |
35.68 |
54.55 |
11.10 |
99.91 |
90.00 |
151.56 |
6.03 |
|
3 |
浦钢厚板厂 |
80.74 |
36.88 |
39.12 |
... |
99.95 |
88.18 |
178.84 |
3.18 |
|
4 |
秦皇岛轧板厂 |
47.26 |
37.70 |
24.65 |
31.76 |
99.95 |
90.23 |
108.70 |
2.90 |
|
5 |
济钢中厚板厂 |
124.85 |
54.16 |
82.66 |
18.64 |
99.98 |
92.17 |
296.31 |
1.60 |
|
6 |
酒钢中厚板厂 |
62.67 |
0.32 |
15.13 |
36.69 |
99.94 |
94.28 |
132.79 |
1.62 |
|
7 |
新钢（厚板线） |
54.25 |
42.95 |
24.74 |
23.37 |
98.52 |
88.58 |
122.15 |
2.44 |
|
8 |
首钢中板厂 |
59.39 |
24.64 |
60.03 |
25.26 |
99.68 |
89.81 |
129.26 |
1.94 |
|
9 |
武钢轧板厂 |
44.03 |
42.66 |
49.56 |
8.49 |
99.81 |
90.20 |
95.17 |
2.70 |
|
10 |
邯钢中板厂 |
57.26 |
10.03 |
21.32 |
1.35 |
99.99 |
92.11 |
129.86 |
2.36 |
|
11 |
济钢中板厂 |
89.45 |
32.70 |
38.38 |
7.84 |
99.97 |
92.24 |
204.33 |
1.53 |
|
12 |
天津中板厂 |
31.96 |
... |
7.03 |
... |
99.99 |
94.02 |
117.96 |
2.53 |
|
13 |
南钢中板厂 |
65.74 |
46.90 |
24.40 |
7.70 |
99.96 |
90.74 |
142.65 |
2.51 |
|
14 |
新钢（中板线） |
72.12 |
40.60 |
30.67 |
3.30 |
99.90 |
92.45 |
156.07 |
2.06 |
|
15 |
重钢中板厂 |
81.52 |
80.33 |
... |
... |
99.95 |
90.28 |
151.86 |
1.64 |
|
16 |
营口中板厂 |
78.45 |
5.19 |
35.64 |
... |
99.95 |
91.42 |
172.24 |
2.11 |
|
17 |
鞍钢中板厂 |
55.20 |
73.92 |
10.09 |
... |
99.88 |
91.07 |
124.00 |
1.82 |
|
18 |
马钢中板厂 |
57.73 |
14.68 |
15.81 |
1.25 |
99.81 |
92.62 |
129.49 |
1.93 |
|
19 |
太钢不锈钢热轧厂 |
19.30 |
10.84 |
63.83 |
5.93 |
99.96 |
90.42 |
51.67 |
1.83 |
|
20 |
上海浦钢中板厂 |
... |
... |
... |
... |
... |
... |
... |
... |
|
21 |
安钢中板厂 |
80.35 |
16.36 |
32.54 |
4.28 |
99.99 |
91.43 |
171.13 |
2.36 |
|
22 |
柳钢中板厂 |
83.05 |
2.89 |
36.25 |
13.31 |
99.99 |
92.43 |
189.64 |
1.81 |
|
23 |
韶钢中板厂 |
54.50 |
31.60 |
23.76 |
0.29 |
99.70 |
92.42 |
118.25 |
1.89 |
|
24 |
临钢中板厂 |
57.13 |
1.56 |
22.84 |
... |
99.51 |
93.74 |
83.92 |
1.71 |
|
25 |
文丰中板厂 |
61.73 |
0.70 |
17.60 |
2.09 |
99.71 |
93.93 |
160.16 |
1.48 |
备注：上海浦钢中板厂拆迁，宝钢厚板未统计。
二、技术装备方面的进步
1、炉外精炼
生产专用钢板时，为了保证钢水的纯净度，炉外精炼工序很重要。2005年以前只有宝钢、鞍钢、武钢等少数厂可对供转炉的铁水进行炉外精炼，而新建和在建的近3/5生产线配备了LF钢包炉和VD真空脱气装置组成的炉外精炼系统，不少生产厂的炉外精炼系统还是专门为中厚板生产线独立配备的。新建的生产线中绝大部分将炼钢、连铸、轧钢各工序有机地联合布置，整个生产过程实现了热衔接，有利于降耗、降成本。
2、加热炉
步进式加热炉被公认为当代最先进的炉型。老生产线中只有鞍钢厚板、武钢轧板、济钢中厚板、邯钢中板采用，而新建在建的生产线中有13条选用此炉型，比起我国原先普遍使用的推钢式加热炉在提高板坯质量、减少氧化、烧损等方面大大前进了一步。从与轧制产能匹配角度和轧制品种考虑，宝钢的5.0m轧机设置了2座，首钢抚宁的4.3m轧机设置了3座。
3、主轧机
由于历史原因，老生产线中3.0m以下的轧机占了绝大多数，由于轧制力、主电机功率、刚度系数低等原因，很难实现真正意义上的控轧控冷，产品档次难以提高。新建和在建的生产线中除普阳中板（河北）、三钢中板、淄博中板外，其余的都是大轧制力、大功率、高刚度，属于世界级的水平。新生产线的高压水除鳞水平也大有提高，不仅水压增大，而且都是轧前粗除鳞与轧制过程精除鳞相结合。
4、快冷装置
在生产高等级、高技术含量、高附加值产品时，一般都采用控制轧制技术工艺。此技术的应用必须有良好的冷却系统相配合，新建和在建的生产线大多都装备了先进的快冷系统。装置一般都采用DQ+U形管层流的冷却型式，一些老生产线近几年也对冷却系统进行了改造，目前酒钢中板采用ADCO气雾冷却，鞍钢厚板、新余中板、舞阳厚板、武钢轧板等采用U形管层流冷却，首钢中板、南钢中板采用直流式层流冷却，都属于比较先进实用的装备。
5、热矫直机
2005年以前大都采用辊式矫直机，此型式由于受辊径和辊矩的配合限制，所以矫直板厚有一定范围，一般最厚与最薄之比为4，新生产线中大都采用有张力机能的新型矫直机。其矫直最厚与最薄之比可以达到25，而且矫直力也可以增加一倍。也有些老生产线对原有的矫直机进行了改造，如济钢中厚板采用了法国进口的11辊四重式矫直机，效果较好，矫直精度达1.5mm/m。
6、冷床
2005年以前，大多数生产线采用拉钢冷床，非但容易划伤钢板，也容易造成钢板冷却不均匀。新建生产线的冷床大都采用步进格板式或盘辊式，有足够的面积放置钢板，不需要在冷床前进行热剪分段，对提高成材率有利。也有一些老生产线对冷床进行了改进，如柳钢采用步进式冷床，浦钢和济钢采用了盘辊式，效果都不错。
7、超声波探伤装置
采用超声波深伤是查明钢铁产品内在质量的最理想手段，2004年以前只有鞍钢厚板、柳钢中板、秦皇岛中板配置了此装置，近几年约有12条生产线装置了此装置，以济钢中厚板从加拿大引进的脉冲反射多通道超声波探伤装置和鞍钢厚板的探伤装置为最好，可实现100%探伤。有80%的新建生产线配备了超声波探伤装置，大都为组合双晶直探式，可进行100%板面探伤。
8、剪切机
21世纪初，我国中厚板生产线上的剪切机大都是20世纪70年代的水平，剪切精度和效率都低，这与当时普遍存在的重轧制、轻精整有关系。近几年，济钢中厚板、鞍钢厚板、舞钢厚板等6家企业对剪切进行了改造，改用先进的滚切式双边剪，效果较好。新建的生产线大都采用滚切式双边剪和滚切式横剪，剪切厚度和精度都比较理想。
9、热处理
推行控轧冷冷技术后，产品的热处理量大大减少，但即使先进国家的中厚板产品仍然有20%以上需要热处理后才能满足交货条件。热处理工序中，目前世界上采用辊底式无氧化辐射炉被认为是最先进的，先进国家已100%采用。但我国老生产线只有武钢轧板、鞍钢、济钢中厚板采用，而新建在建的生产线中绝大部分都已采用，这为热处理质量进一步提高打下了良好的基础。
三、技术装备方面存在的不足
1、大多数轧机宽度尺寸偏窄
我国新建的中厚板轧机大多在3.5m以上，而在上世纪投产的23套轧机中有17套尺寸在3.0m以下（其中9套尺寸在2.5m以下）。由于轧机刚度、轧制力、功率等先天缺陷，直接制约了中厚板品种的扩大和质量的提高，尤其是轧机力在3000~6000t的轧机难以实现真正意义上的控制轧制技术，这是造成我国中厚板产品中专用板比例偏低的主要原因之一。
2、老生产线的加热方式落后
步进式加热炉由于加热质量好、氧化少、烧损极低、加热方式灵活等特点，已成为当今世界上最先进的一种炉型。早在15年前，日本、德国、韩国等就已100%采用，但我国有一半以上生产线采用推钢式加热炉，甚至有的生产线采用炉型比推钢式还要落后，据统计，目前全国加热炉的平均加热能力为75t/h，只有先进国家的1/3。
3、热装热送工艺未被广泛应用
众所周知，推行热装热送工艺能取得显著的节能效果，而我国不少中厚板厂在推行过程中保温措施不力，热装温度偏低，未达到理想的节能效果。热装热送工艺在先进国家已得到普遍重视和推广。热装热送率达到60%~70%，燃料单耗已降至1.1JG/t以下，而我国普遍在2.2~2.5GJ/t左右。
4、自动化水平偏低
目前已实施计算机自动化控制的老生产线大多是实现基础和过程计算机二级控制，而日本水岛、君津、德国迪林根等早已实现四级计算机控制，我国尚有1/4的老生产线甚至没有真正意义上的计算机控制，一些轧机虽然配备了AGC系统，但没有实现闭环控制，因此连二级计算机控制都没实现。
5、控制控冷技术不完善
控轧控冷技术是控制奥氏体和相变产物的组织状态，从而达到控制钢材的组织性能以及轧后控冷阶段的工艺参数，在不降低韧性的前提下进一步提高钢的强度的先进技术，对提高产品质量有显著意义。此技术在日本应用率达70%以上，我国起步不晚但进展不理想，不少厂家采用的是简易喷淋冷却装置及用控温轧制来替代控制轧制。其主要原因是不少生产厂的轧机能力不足以及冷却系统配备不先进，难以实施控制控冷工艺所造成的。
6、精整水平偏低
除新建的生产线和经改造后的生产线外，我国还有一些生产线的矫直机性能偏低，刚度不够，矫直钢板很难达到平直度的要求；有些生产线仍旧在使用链绳格板式冷床、冷却能力差，有些已改成滚动爪子式，但划伤问题仍未很好解决；有些生产线仍使用落后的铡刀剪，剪切精度和效率都低。
7、检测手段不完备
钢铁产品的内在质量仅靠取样化验是不能完全查明的，需要经过“探伤”。日本、德国、美国、韩国等早在10多年前就已100%采用超声波探伤，而我国老生产线仍有一些采用线外人工探伤方式，效率低、劳动强度大，占用了场地且易漏探。
四、主要品种在质量方面的不足
1、造船用钢
（1）从生产线装置和工艺技术水平来讲，我国有2/3的生产线可以生产一般强度的造船用钢，而能生产高强度造船用钢的仅有宝钢、舞钢、首钢、鞍钢、武钢、重钢、南钢等，其中宝钢、舞钢可以生产E40级船极，其他几家只能生产E36级以下的船板。而日本、德国等中厚板厂15年前就可以生产E36以上级别的了。
（2）表面质量有待进一步提高，尤其是麻木较突出，露天存放容易锈蚀，而进口船板不但板型好，而且还涂过底漆，露天存放不会生锈。
（3）焊接性能普遍不很理想，尤其是高强度、高韧性的品种。此外，国产船板在厚度、精度的控制方面普遍较差，船厂对此反应较强烈。
（4）板型不尽如人意，不少国产船板在分切、焊接前板型并无问题，但分切后钢板翘曲现象较明显，这主要是没有很好解决残余应力的问题。
2、管线钢
（1）X70级别以上的管线钢属于中厚板中的高端产品，由于它要求高强度、高韧性和在不预热条件下进行输入热量的焊接，并且要有优良的抗氢诱导裂纹，因此，对钢水的硫、磷含量要求很严格。目前我国有近18条生产线可以生产管线钢，但大部分只能生产X70以下品种。只有宝钢、武钢、鞍钢等能大批量生产X80级别，而日本、德国等已能生产X100甚至更高级别的管线钢。
（2）除宝钢、鞍钢外，其他厂家供应的产品都不能在宽度上完全满足用户要求。
（3）产品在韧性、焊接性、强度、残余应力、屈服比等指标的稳定性方面不如日本和德国的，质量异议时有发生。
（4）板型不尽如人意，不少国产船板在分切、焊接前板型并无问题，但分切后钢板翘曲现象较明显，这主要是没有很好解决残余应力的问题。
2、管线钢
（1）X70级别以上的管线钢属于中厚板中的高端产品，由于它要求高强度、高韧性和在不预热条件下进行输入热量的焊接，并且要具有优良的抗氢诱导裂纹，因此，对钢水的硫、磷含量要求很严格。目前我国有近18条生产线可以生产管线钢，但大部分只能生产X70以下品种。只有宝钢、武钢、鞍钢等能大批量生产X80级别，而日本、德国等已能生产X100甚至更高级别的管线钢。
（2）除宝钢、鞍钢外，其他厂家供应的产品都不能在宽度上完全满足用户要求。
（3）产品在韧性、焊接性、强度、残余应力、屈服比等指标的稳定性方面不如日本和德的，质量异议时有发生。
（4）切边后，钢板边部时有分层、裂纹、收缩孔隙及疏松等缺陷发生。
（5）大部分中厚板厂还不能保证<=0.2mm的厚度公差。
3、桥梁用钢
国内桥梁用钢起步较早，但发展速度不快，主要开发了16Mnq、15Mnq、15MnNq等，其中16Mnq虽然应用较广泛，但其板厚效应严重是最大的缺陷，而15MnVNq、15Mnq等在有些长江大桥应用后，认为焊接性能较差，因而以后就没有得到推广应用。近几年，宝钢、武钢、鞍钢等开发了微合金化高性能桥梁板，提高了其韧性和焊接性能并得到广泛应用，但能生产此品种的厂家仍然不多。
4、压力容器、锅炉用钢
近年，我国生产压力容器钢在强度、韧性及耐压性上有不少提高，但焊接性能、耐腐蚀性能与先进国家的品种相比，还有一定差距。从2005年开始，不少用户希望能提供IF钢、调质钢的压力容器钢，这对我国不少中厚板厂来说又是一个新的挑战。
由于锅炉是一种具有潜在危险性的特殊设备，所以对钢板的质量要求非常严格，多年来用户锅炉板的质量异议较多，从一个侧面反映了锅炉板质量存在的问题。
