中国重器之四——世界最大5.5米宽厚板轧机

显示全部楼层 · 2011-2-7 23:13:45

本帖最后由强天鹏于 2011-2-8 10:23 编辑

　　2008年4月15日，我国第一台5.5米宽厚板轧机在中国第一重型机械集团公司下线，标志着我国在重型装备制造领域已跻身世界先进行列。这台轧机制造成功，对我国造船业、核电以及国防工业等将起到重要支撑作用。
　　这台为鞍钢制造的5500mm四辊可逆式双机架宽厚板轧机，是目前世界最大规格的宽厚板轧机。由一台5500mm四辊式粗轧机和一台5000mm四辊式精轧机及2台步进式加热炉、除磷箱、热矫直机、3台冷床、切头剪、定尺剪、火焰切割机、4200吨压平机、淬火机等40余台配套设备组成，零部件总数达10万多个，长1116米，宽近100米，面积达11万平方米，当于15个足球场。两台轧机占地长200米、宽35米，高近20米，重达近7000吨。整个工程浇灌混凝土16万立方米、吊装钢结构32400吨，设备重达18000吨，是目前世界上规格最大、装机水平最高、轧制能力最强、单机设备吨位最大的宽厚板轧机，单片牌坊净重409吨，高15.91米，轧制力为1万吨。它的制造难度大，许多部件都是极限件，零部件的重量及尺寸都达到了加工制造及运输设备的极限，被誉为世界“轧机之王”。
　　业内专家表示，宽厚板轧机由于制造体系复杂庞大、精度要求高，制造难度极大，目前世界上只有德国、日本等极少数国家能够制造。一重5.5米宽厚板轧机的装配完成，体现了我国重大装备行业的技术进步和制造水平的快速提高，有助于打破国外在特种钢材等领域对我国的封锁，对推动国家的石油、天然气运输，造船及国防建设都将起到重要的作用。

　　资料链接：
　　钢铁工业是重要的基础产业，被誉为工业的脊梁。轧钢机是钢铁工业核心装备之一。无论是决定战争胜负的航空母舰、核潜艇等尖端武器；还是关乎社会安危的核电站、巨型桥梁、水库闸门等基础设施；又或是人们日常生活中的汽车、冰箱、洗衣机等消费品；都离不开大型轧钢机生产的优质钢材。尤其是特宽厚板轧机，是国防和重工业必不可少的装备。
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下，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（Lukens）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。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。1938年由克虏伯公司在多特蒙德的赫尔德(Horde) 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，于1940年在莫斯科镰刀和锤子（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，耗费巨资进口一台德国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。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。
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年间美国中厚板生产面貌发生了很大的变化，产量猛增，到1957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。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（Izhorskiye）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（Dillingen）钢厂新建一台4300mm精轧机，并预留出粗轧机位置，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、船舶、汽车、家电、交通及建筑等各个领域得到迅速发展。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，使日本一举成为全球钢材出口大国。
而我国轧钢设备制造能力十分落后。从上世纪50年代起才开始仿造从苏联引进的2.8m以下轧机。中苏分裂后，由于设备难以进口，我国决定自行建造一台4米级厚板轧机，从1966年开始研制，1978年9月8日，这台我国当时最大的4200mm四辊可逆式单机架厚板轧机在河南舞阳钢铁公司投产，全套机械设备共计108项，196台，设备总重17768吨。所产钢板厚度8-250mm，长18米（特殊的达27米），用于舰船、坦克、潜艇、高压锅炉、核电等领域，为我国国防建设做出了重大贡献，被授予“功勋轧机”称号。原料用钢锭或锻坯,最大单重为40吨。
改革开放以后，国内以特宽厚板轧机为攻关目标，经过30年的努力，终于在2008年制造出第一台5.5米宽厚板轧机。2009年9月，中国一重集团制造的第二台5.5米宽厚板轧机，在大连如期发运往韩国浦项。

德国豹1A2型坦克经切割展示内部结构，前装甲钢板厚度约100mm。

穿甲弹击穿厚钢板的图片

2005年3月8日，美国CVN-77“布什”号尼米兹级核动力航母安装舰体的最后部分—700吨的球鼻型船首吊装


世界5000mm以上宽厚板轧机概况
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序号国家    厂名       投产    轧机    轧机最大原料年产量  主马达功率
                        日期    规格    结构板厚单重
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1  美国  Lukens科茨维尔厂  1918年  3560+5230mm  3h+4h 380mm 45吨 30万吨  2 X 4000 HP
2  苏联  镰刀和锤子炼钢厂  1940年 5300mm    4h  250mm 80吨 50万吨  —
3  日本  室兰制铁所       1941年 5280mm    4h  350mm  145吨 36万吨  30000HP蒸汽机
4  苏联  下塔吉尔钢厂*    1950年 5000mm    4h  250mm 72吨 50万吨  13600HP
5  美国  格里(Gary)钢厂 1952年  4064+5335mm  4h+4h —    — 120万吨  2 X 4400 KW
6  德国  Mlhem米尔海姆厂 1957年 5100mm    4h  260mm 45吨 70万吨  2 X 7360 KW
7  法国  敦克尔克钢铁厂 1963年  4320+5000mm  4h+4h 250mm 80吨  120万吨  —
8  日本  住友金属鹿岛厂 1970年  4830+5490mm  4h+4h —    — 200万吨  2 X 4500 KW
9  德国  Dillingen迪林根 1972年  5500+4800mm  4h+4h 200mm 40吨  180万吨  2 X 10900KW
10 日本  新日铁大分钢厂 1976年 5500mm    4h  —    — 190万吨  2 X 8000 KW
11 日本  JFE仓敷厂       1976年 5500mm    4hV 300mm 90吨  200万吨  2 X 8000 KW
12 日本  JFE京滨厂       1976年 5500mm    4h  200mm 60吨  180万吨  2 X 6400 KW
13 苏联  伊诺尔斯克厂    1984年 5000mm    4h  —    — 100万吨  —
14 中国  宝钢中厚板厂    2005年  5000+5000mm  4h+4h 400mm 70吨  180万吨  2 X 10000KW
15 中国  沙钢宽厚板厂    2006年  5000+5000mm  4h+4h 150mm — 180万吨  2 X 10000KW
16 中国  鞍钢鲅鱼圈厂    2008年  5500+5000mm  4h+4h 150mm — 200万吨  2 X 10000KW
17 中国  五矿营口中板厂 2009年  5000+5000mm  4h+4h 150mm — 200万吨  —
18 俄罗斯马格尼托哥尔斯克  2009年 5000mm    4h  —    — 150万吨  —
19 韩国  东国制钢唐津厂 2009年 5000mm    4h  200mm — 150万吨  —
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*苏联下塔吉尔钢厂5米轧机，为1938年德国克虏伯公司在多特蒙德赫尔德(Horde) 钢厂建成的5000mm四辊式特宽厚板轧机，二战后被苏联拆回安装在下塔吉尔钢厂。

世界5米以上宽厚板轧机规划建设项目*
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序号国家    厂名       投产    轧机    轧机最大原料年产量  主马达功率
                        日期    规格    结构板厚单重
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1  韩国  浦项制铁       —       5500mm    4h    —    — 150万吨  —
2  俄罗斯联合冶金维克萨厂  2010年 5000mm    4h 150mm — 120万吨  —
3  俄罗斯新利佩茨克钢铁 2010年 5000mm    4h 150mm — 150万吨  —
4  印度  埃萨Hazira中厚板  —       5000mm    4h 150mm — 150万吨  —
5  中国  华菱湘钢宽厚板厂  2010年 5000+5000mm 4h+4h 400mm — 180万吨  —
6  中国  沙钢宽厚板厂3号线 2011年 5000+5000mm 4h+4h 300mm — 200万吨  —
7  中国  天津钢铁宽厚板厂  2011年 5000mm    4h 150mm — 150万吨  —
8  中国  宝钢罗泾宽厚板厂  2011年 5000+5000mm 4h+4h 200mm — 160万吨  —
9  中国  舞阳钢铁宽厚板厂  2012年 5000+5000mm 4h+4h 400mm 60吨  180万吨  —
10 中国  首钢乐亭宽厚板厂  2012年 5000+5000mm 4h+4h 150mm — 200万吨  —（项目暂缓）
11 中国  武钢防城港宽厚板  2012年 5500+5500mm 4h+4h 400mm — 250万吨  —
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* 由于规划项目频繁调整，与实际情况有出入，仅供参考。