一个民族是否强大,工业革命以来,看的就是重工业。49 年前中国为什么被人欺负,就是因为中国没有强大的重工业。
这个时代强大的国家离不开重工业,重工业的钢铁就是他的骨头,机密精巧的现代技术就就是他的肉,而高素质的人民就是他的血。
妄想不走重工业而民族崛起,完全是匪夷所思。正像印度那样,要搞软件强国,纯粹是自欺欺人!
俄罗斯,这一曾经被认为称之为吃钢铁的民族,其重工业当年几乎占据80%以上的国民产值。今天中国是是否在重工业上追赶上了俄罗斯,本文中将给你答案。
“每一块钢铁里,都隐藏着一个国家兴衰的秘密。”
——Peter Krass,美国钢铁大王卡内基的传记作者。
===============================================================
世界轧机之王
——鞍钢5500mm特宽厚板轧机
工程总投资:54.6亿元
工程期限:2005年——2009年
你知道这块钢板有多厚吗?这块测试用的钢板厚达200mm,竟然被炮弹像切豆腐一样穿透。
世界轧机之王
鞍钢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。生产厂房由加热炉跨、主轧跨、剪切跨、中转跨、冷床跨、磨辊间、成品库等部分组成,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。由于体系复杂、精度要求高、制造难度极大,许多部件的重量尺寸都达到了机械加工及运输的极限,被誉为世界“轧机之王”。
目前全世界已建成的5500mm轧机仅有6台,分别位于日本新日铁大分钢厂、JEF京滨厂(原日本钢管扇岛厂)、JEF仓敷厂(原川崎制铁水岛厂)、住友金属鹿岛厂、德国迪林根钢厂和中国鞍钢鲅鱼圈新厂。从设备来看,5500mm宽厚板轧机仅一片轧机机架牌坊就重达400吨以上,轧机支承辊最大直径达到2400mm,重达250吨,整台轧机总重超过3000吨。主电机总功率达20000kW以上,原料板坯重达250吨,车间用桥式起重机最大吨位达400吨。其生产的钢板厚度最大可达400mm,是普通轧机的4倍以上,可用做航母、战列舰、坦克等武器装甲钢板。钢板宽度达5300mm,是普通轧机的2倍以上;单块钢板重达200吨,是普通轧机的5倍以上,这些规格都远远大于中小型轧机。
鞍钢5米轧机生产线由中国一重集团与德国西马克·德马格(SMS-Demag)公司联合设计,粗轧机、精轧机等核心设备由一重制造,冷床、翻板机、辊道由中冶长城重机制造。采用了热装热送、板型控制等13项先进技术,轧制力为1万吨,生产钢板尺寸宽度为900-5300mm,厚度为5-150mm,最厚可达450mm,长度为3-25米。主要生产宽度4米以上军民用高强度宽厚船用钢板、舰艇板、核电用特种钢板、耐大气腐蚀板、大口径油气焊管和模具板等高技术含量、高附加值产品。该轧机的成功制造,有助于打破国外特种钢材对我国的封锁,将对推动我国石油、天然气运输、造船及国防建设等领域起到重要作用。

造船及海上采油平台用特厚钢板
什么是宽厚板轧机?
轧钢机是将钢坯钢锭轧制成钢材(管、板、型、丝)的成套设备,分为钢管轧机、板带轧机、型钢轧机、线材轧机、薄板坯连铸连轧等类型。钢板是钢材四大品种中用途最广泛的一种,按生产工艺分为热轧钢板和冷轧钢板,按厚度可分为薄板(厚度<4毫米)、中板(厚度4-20毫米)、厚板(厚度>20-60毫米)、特厚板(厚度>60毫米,最厚达700毫米)。在实际工作中,中板和厚板通称为“中厚板”。
中厚板生产属于热轧工艺,主要有中厚板轧机、热连轧机组和炉卷轧机等三种方式,中厚板轧机是普遍采用的生产设备,通过轧机中的上下轧辊咬合碾压经过加热的钢坯,最终轧制成钢板。轧机按照轧辊辊面宽度可分为1800mm、2300mm、2800mm、3300mm、3800mm、4300mm、4800mm 以及5300mm等8个级别,每个级别可上下调整200mm。宽厚板轧机主要是指辊面宽度达到2800mm以上的宽幅中厚板轧机。辊面宽度达到4800mm以上的轧机,又被称为特宽厚板轧机,最大规格可达5500mm。
宽厚板生产线由粗轧机和精轧机及配套设备组成,可采用单机架或双机架布置形式。轧机结构出现过二辊式、三辊劳特式、四辊可逆式、复合式和万能式,还曾经出现过单机架无牌坊预应力轧机,因适应性较低,未能广泛推广。传动主机由最初的水力驱动、蒸汽机驱动,发展到现在的电力驱动。单机架的二辊式和三辊劳特轧机由于自身结构的制约,生产效率低,产品质量差,西方在60年代就已经少有使用,但作为二手设备在我国存在了许多年,现已基本淘汰。四辊式轧机是目前使用最广泛的一种机型,具有刚度大、厚度控制精度高,轧制规格范围广等优点,使得中厚板的生产效率有了大幅度提高。

宽厚板轧制流程主要包括:铸坯→加热炉→高压水除鳞→机架辊除鳞→粗轧机→精轧机→控制冷却→压平机/热矫直机→冷床翻板→超声波探伤→激光划线→火焰切割机/横剪切头尾、滚切剪双边→定尺、取样→喷丸→加热淬火→表面检查→修磨→涂漆→烘干→打字喷号→垛板入库等步骤,在实际应用中可根据情况进行调整。
第1步是坯料准备:宽厚板轧制坯料主要为连铸坯和铸锭,加热炉将坯料加热至1100-1250℃,出炉后用高压水除鳞,吹除坯料加热过程中产生的表面氧化铁皮,以避免压入钢板表面形成麻点或凹坑。2、轧制工序:钢坯除磷后,将1000℃左右的热坯送入粗轧机进行1-4道次的整形轧制,消除坯料表面凹坑缺陷,接着把坯料旋转90度进行展宽轧制,再旋转90度进行延伸轧制。进入精轧机后继续延伸,控制板形、厚度、表面质量等性能。3、控冷剪切工序:完成轧制工序的钢板,进入控冷装置用水幕直接淬火,快速冷却至600℃左右,以提高板材的屈服强度。然后50mm以下钢板用辊式热矫直机消除板材弯曲等缺陷,进入宽冷床冷却至150℃左右,做超声波探伤;再进行激光划线、剪切钢板头尾和两边不规则部分、定尺、取样。50mm以上的钢板轧制后直接进入特厚板冷床冷却,用火焰切割机切割后,用压平机进行冷矫直,对裂纹敏感钢种要用等离子切割。4、精整工序:对成品钢板根据客户需要进行正火、调质、回火等热处理,对钢板表面进行检查并修磨;造船桥梁用板表面需抛丸处理,除去氧化铁皮后,再做防锈涂层并烘干,成品板材打字喷号后垛板入库。

2005年8月11日,美国核动力航空母舰CVN-21建造切割第一块钢板,这块钢板重15吨,是CVN21的侧舷外板。
宽厚板用途
宽幅中厚板是重要的战略物资,其用途非常广泛,主要用于10万吨以上大型船舶和大口径油气直缝焊管,以及武器装甲、巨型桥梁结构钢、海上钻井平台结构钢、核电站安全壳、大型水坝闸门、电站高压锅炉钢板、炼钢高炉炉壳、大型油气储罐、大型机械结构钢、模具钢、超高层建筑等领域。
当年建设九江大桥时,桥梁结构钢板要求厚50mm,长18米,单重11吨,由鞍钢2800mm轧机生产,因单重与尺寸满足不了,铁道部只好修改钢板尺寸,增加拼接焊缝。宝钢在建设炼钢高炉过程中,需要大单重宽厚钢板,因为舞钢无法生产,最后只好修改结构,由此可见宽厚钢板的重要性。
目前世界造船行业的发展趋势是,采用大分段造船工艺,及大尺寸船用钢板以减少焊缝,缩短造船周期,因此需要大量采购船用宽厚钢板。国外建造10万吨级以上船舶,多数采用宽度4000mm以上船用钢板。随着我国造船能力的提升,上海外高桥造船厂生产的30万吨级油轮,钢板最大宽度要求达到4500mm,这就需要由4.8米以上的轧机生产。尤其在军用造船领域,大单重宽厚板更是不可或缺。以美国“尼米兹”级航母为例,其飞行甲板面积达18200平方米,相当于3个足球场,由50毫米厚的HSLA-80钢板和复合装甲材料组成;既要承受战机起降时的强大冲击力和火焰灼烧,又要有足够的防弹能力;因此必须要用大尺寸钢板,以减少焊缝增加强度。整艘尼米兹级航母共采用各种特殊钢板达45000吨以上,仅铺设飞行甲板就需要特种钢板约8000吨。
特宽厚板还是石化建设领域的重要材料,长距离油气输送管道由钢板卷焊而成,管径分为18、24、30、36、42、48、54、60、64英寸等十个等级。56英寸(1422mm)以下的焊管钢板可以由4.8米轧机提供,而64英寸(1626mm)大口径直缝焊管所需钢板宽度达到5.11米,只能由5500mm轧机轧制。一条1000公里长的64英寸管道大约需要消耗25万吨钢板。矗立在深海的石油钻井平台需要抵御狂风巨浪的侵袭,每座消耗钢材数万吨,使用的钢板最大宽度为5200mm,显然只有5500mm轧机才能满足要求。大型油气储罐也需要板厚20-45mm的高强度宽厚钢板来建造罐体,以减少焊缝增加强度。
核电站建造中,圆柱形钢制安全壳是保障反应堆安全的重要屏障,直径40米左右、高达60多米,内层为50mm厚的钢板内衬,外层浇筑1米厚的钢筋混凝土,要求能够承受地震、飓风、坠落等各种冲击。钢板内衬由130多块宽厚钢板焊成十余个巨型钢环再叠套拼装,总重超过4000吨,所需钢板必须由5米以上轧机轧制。

2006年7月28日上午10时15分,鞍钢5.5米粗轧机机架在中国一重集团公司通过5个钢水包合浇成功。
巨型轧机研制过程
大型轧机属于极限制造领域,中国一重在承制鞍钢5.5米轧机过程中克服了诸多技术挑战。2005年11月28日,一重开动4台电炉、2台精炼炉,用5包合浇的方式,组织716吨钢水成功浇铸出鞍钢5米精轧机第一片机架牌坊,成品机架高15.2米、宽4.67米,厚2.3米,重412吨,居亚洲之最。机架是轧机上承载数百吨重的巨型合金钢轧辊的支撑部件,也是轧机上最大最重的部件。鞍钢的5500mm粗轧机和5000mm精轧机共需要浇铸2组4片机架,钢水总量近3000吨,成品机架重量超过1600吨,浇铸难度极大。
2006年7月28日,一重再次组织743吨钢水浇铸更为庞大的5500mm米粗轧机机架,他们在木模的制造过程中,采用螺栓把合槽钢的办法,顺利解决了超大模型强度难题。在浇注过程中牢牢控制钢水包上下滑板,有效防止了浇注中“跑、穿、漏(钢水)”现象的发生,准确地将5个钢水包中温度高达1500多度的743吨钢水顺畅注入机架型腔,拉滑板、烧氧等工作一气呵成,仅用时8分钟,一片整体机架浇注成功。经过机床加工后,成品机架长15.91米,宽4.671米,厚2.3米,重达425吨。
如此巨型的整体铸件,要从齐齐哈尔一重运到1400公里外的营口鲅鱼圈工地,用空运、海运、公路运输都不行,而用铁路运输又没有大型载重车辆。为此鞍钢技改部与齐齐哈尔车辆集团组织人员历时1年多时间,研制出载重450吨的D45型世界最大落下孔车,该车全长70米,自重202吨,共配有14个转向架、28轴56个车轮和液压制动系统,铁道部还专门配备了装载计算机轮压信息分析系统的测试车和两台牵引机车。2007年9月10日-27日,D45型落下孔车分2次将一重制造的2片5米精轧机机架,成功地从富拉尔基运至鲅鱼圈工地,创造了中国铁路运输单车载重最大纪录。11月16日,两片机架成功吊装到精轧机底座上,11月21日,轧机支撑横梁与机架成功拼合。

2007年11月21日,鞍钢鲅鱼圈新厂举行5米精轧机机架安装仪式。
2008年7月16日和9月12日,5.5米粗轧机的两片机架在一重完成装配后,也分别通过铁路运至鲅鱼圈新厂进行轧辊安装。轧辊是轧制钢板的关键部件,四辊式轧机需要安装两根支承辊和两根工作辊。由于5米级轧机支承辊需要浇注450吨级真空钢锭,经万吨级水压机锻造成型,再经超重型车床进行精密加工,制造难度极大,世界上仅有德国、日本少数几家企业能生产,单根造价高达2000万元以上。我国重机企业经过近几年的升级改造,也逐步具备了生产能力,2009年6月12日,德阳二重为五矿集团营口中板厂的5米宽厚板轧机生产出首根支承辊,直径2302毫米、总长11226毫米,交货重量226.4吨,是目前国内最大的支承辊。鞍钢5.5米粗轧机的支承辊由德国GP公司制造,单根重达251.7吨,直径达到2.4米,加上两个轴承箱,每个支承辊总重约400吨,是目前世界最大的轧机支承辊。
2008年8月30日上午10点20分,宽厚板生产线的5米精轧机完成安装,正式投入试生产。共轧制出8块不同规格的合格宽厚板。这标志着鞍钢宽厚板工程初战告捷。到2009年6月,5.5米粗轧机支承辊成功装入轧机机架,整条生产线设备安装基本完成。
2009年7月10日上午11时08分,在鞍钢鲅鱼圈新区宽厚板生产线粗轧机试车现场,一块红彤彤的钢坯从加热炉里吐了出来,经过5500mm粗轧机9个道次的轧制,被轻松地展宽轧长,然后进入精轧工序,标志着这条世界最先进的宽厚板轧机生产线全线贯通。能够为鞍钢每年增加200万吨优质宽厚钢板产能。

1957年美国Lukens钢铁公司5230mm轧机工厂扩建时的照片
中国宽厚板轧机发展概况
近代以来,我国钢铁工业长期处于落后水平,机械设备主要靠进口。1871年福州船政局所属拉铁厂为生产造船钢板,引进4台轧机,轧制厚15mm以下的铁板及6-120mm的方圆棒材。1890年湖广总督张之洞兴建汉阳铁厂时,从德国引进蒸汽机驱动的2450mm二辊双机架中板轧机、和蒸汽机驱动的二辊三机架横列式轨梁轧机以及小型轧机。抗战期间,这套轧机从汉口搬迁至重庆,一直在重庆钢铁公司原大轧厂运行到1984年才拆除,服役长达百年之久。
新中国成立后,我国为加速实现工业化,从前苏联引进了大量冶金技术和设备。1958年7月,鞍钢自苏联引进的2800/1700mm半连续式板带轧机建成投产。1966年8月27日,武钢建厂时从苏联引进一条2800mm四辊式轧机建成投产。1966年10月,太原钢铁五轧厂自苏联引进的2300/1700mm炉卷轧机建成投产。从1958年开始,各地方钢铁企业,仿照鞍钢第一中板厂的模式,先后建造了13套2300mm级三辊劳特式轧机。广州钢铁厂还曾投产一套1700mm三辊劳特式轧机,因板面太窄,满足不了用户的要求,后停产拆除。
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,1966年开始由冶金工业部和一机部统一领导研制,第二重型机器厂负责设计制造主体机械设备、东方电机厂提供主要电气设备,北京钢铁设计研究总院负责工艺和工厂设计。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。
80年代后,各家企业对原先建设的三辊劳特式中板轧机进行了技术改造,改造后的轧机以三辊加四辊或双四辊轧机为主,基本解决了三辊劳特式轧机尺寸偏小,钢板宽度窄,长度短、尺寸偏差大、板形差、以及原材料和能源消耗成本、经济效益差等问题。90年代初期,随着国内各行业的快速发展,对中厚板的需求量迅速上升;但国家暂时还拿不出大量资金来建设全新的中厚板轧机。为解决发展与需求的矛盾,鞍钢、浦钢、邯钢、首钢等企业,分别从日本、德国、美国进口一批二手中厚板轧机生产线,在国内做必要技术改造并补齐相应配套设施后快速投产。
总体上看,在我国2003年前投产的26台中厚板轧机中,有2台是50年代苏联进口设备、6台国外二手设备、2台国内二手设备、13台国产2300mm轧机(有9台三辊劳特式,其中3台精轧机、6台粗轧机),1台1700mm三辊轧机,还有2台国产轧机。技术装备总体水平比较落后。由于多数轧机规格在2300mm以下,导致半个世纪以来,我国所产厚度5-25mm、宽度2000mm以下的钢板占据市场主导地位。这也是长期以来,我们习惯把中厚板、厚板、宽厚板轧机笼统地称为“中厚板轧机”的主要原因。
2004年后,由于我国经济高速发展,市场对中厚板的需求量迅速攀升,全国各地掀起中厚板轧机的建设高潮,相继投产一批具有世界先进水平的特宽厚板轧机,绝大多数都是轧制力达到20kn/mm以上,功率达到2kw/mm以上,刚度达到2kn/mm以上的现代化大功率中厚板轧机,大大超过日本和美国现有中厚板轧机性能水平。我国中厚板产能从2000年的1545万吨,增长到2008年的5553万吨,成为世界最大的中厚板生产国和消费国。

新投产的四台5米轧机中,宝钢5000mm宽厚板轧机是我国首台5米级轧机,生产线建在宝钢一炼钢厂区内,总投资46亿元,分两期建设,一期建设一台5000mm四辊可逆式精轧机和立辊轧机,轧制力10000吨,主机功率20000KW,采用液压AGC轧辊定位、CVC板形控制等新技术。设计产能140万吨,主要生产大口径输油气管线、高强度船板、高强度建筑结构板、压力容器板等国内紧缺钢板品种。产品最大宽度4.8米,厚150毫米,长25米,单重25.3吨。由一炼钢区3座300吨转炉经二次精炼后供坯。轧机设备由国内技术总成,机架单重388吨,由二重铸造,电器及自控系统分别由德国SMS-Demag及Siemens提供。热处理线由德国LOI公司提供。二期增建一台5000mm四辊式粗轧机,与一期建设的精轧机组成双机架配置,年产能提高到180万吨,轧制厚度提高到400mm,最大单重60吨。一期工程自2002年9月28日开始建设,2005年3月1日投产。与宽厚轧机配套的厚板连铸工程同期建成,设备由日本JSP和安川公司提供。二期工程增建的5000mm粗轧机于2008年12月8日投产。
沙钢5000mm轧机是我国第二条5米级厚板生产线,于2003年4月开始筹建,项目总投资42亿元,分两期建设,一期设计产能180万吨,二期提高到200万吨。总体设计由中冶赛迪负责,主体设备由西门子奥钢联、ABB提供,厂区占地55万平方米,主车间厂房长1356米,宽276米。一期工程于2006年12月投产,主要设备包括:一台5050mm带附着式立辊的四辊可逆式精轧机,最大轧制力10000吨,机架牌坊重536吨,为拼焊结构。两座245t/h步进式加热炉、一套MULPIC控制冷却系统、一台四重9辊全液压热矫直机、一台四重11辊全液压冷矫直机、一座54×76m冷床、一座宽38×27m冷床以及由切头分段剪、滚切式双边剪、剖分剪、定尺剪组成的高效剪切线和配套设施。二期工程于2007年9月26日开工,预计2009年底建成投产。
此外,湖南华菱湘潭钢铁集团投资100亿元,建设一条5000mm双机架四辊式厚板轧机生产线和300万吨炼钢连铸生产线,2008年11月开工,预计2010年投产。河南舞阳钢铁计划投资68.5亿元,建设一条5000mm双机架四辊式厚板轧机生产线,预计2012年投产。舞钢防城港千万吨钢铁基地计划建设一条5500mm双机架四辊式厚板轧机生产线,预计2012年投产。还有部分钢铁企业计划新建的5米轧机项目因受金融危机影响,处于调整缓建状态。
除中国以外,韩国浦项制铁、东国制钢等企业为满足造船钢板需求,相继投建2条5米轧机生产线,部分轧机设备由我国出口。俄罗斯马格尼托哥尔斯克钢厂、新利佩茨克钢铁公司、联合冶金(OMK)维克萨厂、印度埃萨钢铁集团Hazira中厚板厂,也将建设5米以上轧机生产线。
世界5000mm以上宽厚板轧机概况
—————————————————————————————————————————————
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
—————————————————————————————————————————————
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 —
—————————————————————————————————————————————
*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*
—————————————————————————————————————————————
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
—————————————————————————————————————————————
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 —
—————————————————————————————————————————————
世界最大数控卧式车床
——武重DL250型5米数控超重型卧式车床
工程总投资:1亿元以上
工程期限:2006年——2009年

安装在四川德阳中国第二重型机械集团锻造厂三金工车间的DL 250型5米数控超重型卧式车床。
机床是将金属毛坯加工成机器零件的机器,也就是制造机器的机器,因此被喻为“工业母机”,所以大型机床厂也被称为“重工业的心脏”。根据原国家机械工业部机床工具局规定,机床自重在10-30吨范围内的机床属于大型机床、30-100吨属于重型机床、大于100吨属于超重型机床。我国生产重型、超重型机床的企业主要包括武汉重型机床厂、齐齐哈尔第一机床厂、青海重型机床厂、上海重型机床厂、险峰机床厂、齐齐哈尔第二机床厂、济南第二机床厂、北京第一机床厂等,这些企业在一些重大工程项目中作出了重要贡献。
武汉重型机床集团有限公司(简称武重),前身是我国“一五”时期156项重点工程之一的武汉重型机床厂,也是亚太地区最大的重型机床生产基地之一。于1956年4月20日开工建设,1958年9月26日提前一年半投产,计划投资1.5亿,实际投资达1.31亿元,相当于武汉长江大桥的投资总额。按照1954年建厂计划,原定工厂分两期建成:第一期工程从1955年至1957年,工程主要内容为第一机械加工房、铸造厂房、工具机修厂房和木工厂房等。第二期从1958年至1959年,主要建设第二机械加工厂房。1955年复审时,考虑到国家“二五”计划时期机床工业的发展情况,建议将二期工程合为一期工程,将第二机械工厂内的中型锻压、机械的生产建设提前进行。
该厂由中国第一机械工业部管理,承建单位是中国建筑工程部中南工程管理总局,由苏联列宁格勒工程局的专家协助设计,首任厂长由周恩来总理亲自任命。五个主要厂房的施工图纸由苏方提供,大型机器设备也从苏联引进。苏联还先后派出驻厂专家37名,临时性专家50余人。
1956年6月3日上午,毛泽东主席亲自视察刚刚动工两个多月的武重工程,1958年9月15日,毛泽东主席再次视察了即将投产的武汉重型机床厂,足见该项目的重要程度。
武重建厂后即成为我国制造超重型机床的大型骨干企业,厂区占地近800亩,分为一加工车间、二加工车间、铸造车间、锻造车间、模型车间、煤气车间、超重型车间、维修车间等若干厂区,其中最大的超重型车间,单层厂房占地3.4万平方米,建筑长度超过280米,相当于4个足球场!一加工车间横向五跨:三个18米跨,两个24米跨,端头加上一个纵向30米跨,总占地面积超过2万平方米;这一规模即使放在今日,依旧令人惊叹。企业最高峰时员工总数多达3万人,创造了辉煌的业绩。
1959年10月1日邮电部发行《中华人民共和国成立10周年》(第三组)(纪69),8-3《机械制造》图案就是武汉重型机床厂生产的大型龙门刨床。
1966年,武汉重型机床厂生产出我国第一台6.3米重型立式车床,成为邮电部发行《工业新产品》邮票(特62)的图案。
1980年7月,我国第一台专门生产导弹封头、壳体的W029型强力旋压机,在武汉重型机床厂研制成功,该机总重240吨,旋压力60吨,被西北某军工企业称为“功勋设备”。为加速国防现代化作出重要贡献。
1987年3月26日,武汉重型机床床研制成功我国第一台最大规格的重型钢管加工专用机床——W037重型切管机,该机长24米,重140吨,只用4分钟就能将直径0.426-1.42米,长度6-13米的各种合金钢管一次加工成型,是石油化工行业加工大型钢管的理想装备。
1988年6月,武汉重型机床厂为我国核电站建设研制出首台数控管板深孔钻床。
1989年,武汉重型机床厂在广西岩滩水电站建设项目中,承担了为哈尔滨电机厂生产CK53160型超重型数控单柱移动立式车床的任务,该机床仅零件就有300多种,2000余件,自重近700吨,创国内机床重量之最,为世界罕见。加工直径16米,加工高度6.3米,工作台承重450吨。解决了我国大型水轮加工的一大难题,满足了用户的迫切需要。这是我国生产的第一台超重型数控机床,被誉为共和国当家设备。该机的研制成功,使我国成为世界上少数几个超重型机床供应国之一,被评为1989年度全国十大科技成果,并名列榜首。
然而,从上世纪90年代开始,在急剧变化的市场面前,由于企业连年亏损,资产负债率高达95%,武重走到了几近破产的边缘。2001年后,武重通过体制改革,减员增效,实现与市场的无缝对接,企业面貌焕然一新,效益迅速提升。2007年2月,武重集团将中北路147号老厂区790亩土地以35.02亿元的价格整体出让,并投资20亿元,在距老厂区26公里外的武汉东湖开发区佛祖岭机电工业园建设占地800多亩的新厂区,于2009年完成整体搬迁。利用土地置换的资金,武重在新厂区建设中通过改进技术装备,重点开发高性能数控机床,使企业发展迈上了一个新台阶。研发成果包括规格位列世界第一的28米数控立式铣车床、镗轴直径达320MM的落地镗铣床、重达1450吨的DL250型5米数控超重型卧车,以及国内首台龙门宽度达10米的数控龙门镗铣床等拳头产品。

世界规格最大的DL 250型5米数控超重型卧式车床,仅主轴箱重量就达到177吨。
世界最大数控卧式车床
2006年9月,武汉重型机床集团与中国第二重型机械集团公司签订一台世界最大的DL 250型5米数控超重型卧式车床供货合同,合同金额逾亿元。该机床是"十一五"国家重点项目的关键设备,也是迄今为止世界上最大规格的超重型数控卧式机床,其整机重量达到1450吨,总长44.5米,宽8.1米,高5.8米,最大回转直径5米,过刀架最大加工直径4.5米,总切削力350KN,最大加工长度20米,最大工件承重负荷达500吨,主电机功率284千瓦。同时,这台超重型机床的加工精度为0.006毫米,约为头发丝的十分之一。
该机床由主轴箱和机身两部分组成,其中仅主轴箱重量就达到177吨,光浇铸用的胚件钢水就达130吨。主轴端面跳动和径向跳动均控制在0.008毫米之内,精度储备可达20%。如何控制钢水温度与浇灌进度,保证一次成形,国内没有成功先例。即便是国外知名厂家,要达此精度也很不容易。
该产品除具备重型卧式机床的基本功能外,还可以进行锥面、曲面、台阶轴、槽及螺纹的数控加工。配置不同的附件,可以进行铣削、磨削、镗孔及曲轴的加工,并能自动对刀及自动测量工件尺寸,具有深孔镗的功能,最大镗孔直径3.5米,镗孔深度可达8米。
2009年1月,武重在DL 250型5米数控超重型卧式车床的基础上,研制成功更大规格的DL325型6.5米数控超重型卧式车床,回转加工直径达到6.5米,过刀架最大回转直径达到5.6米,整机长度达到38米,宽度13.5米,高度7.56米。
该机床将用于我国百万千瓦新型核电机组汽轮机转子、70万千瓦以上大型水轮机主轴及直径2200毫米以上的特大型支承辊的精加工,以及大型航母用的舵轴及推进器曲轴等超大关键零部件的生产,从而改变这些产品长期依赖进口或无法研制的局面,使大水电主轴、核电转子和特大型支承辊逐步实现国产化。该机床的成功制造,对于提升我国能源发电行业和远洋船舶的制造水平将产生巨大影响,对于提升我国装备制造业的水平具有十分重要的战略意义。
武重研制DL 250型5米数控超重型机床的过程中,在吸收德国SCHIESS公司的设计理念基础上,通过自主创新转化为具有完全自主知识产权的产品,具有承载量大、精度高、结构合理、适用范围广、操作方便等优点,并实现了三大技术突破:
一是该装备的超重型高精度主轴箱重量之大,强度和刚性要求之高,达到了当前世界主轴箱制造的极限。武重集团通过自主研发突破了超重型高精度静压主轴轴承这一关键技术,获得了超重型高精度静压轴承的流量、压力、油膜厚度等一系列关键数据,使主轴箱超重型高精度静压轴承的径向跳动达到了0.006毫米,居于世界领先地位。
二是超长床身的制造工艺研究和精度达到国内领先水平。该机床床身长45米,导轨达到任意1米误差不超过0.015毫米,任意20米误差不超过0.16毫米,全长45米误差不超过0.27毫米。武重集团运用超长仿形加工技术,开创性地成功研制了最大的移动行程达57米的高精度数控双龙门移动式车床,为保证超长床身加工提供了可靠的工艺技术支撑,并达到了很高的直线性精度。
三是首创国内双工作组三通道数控技术及三轴同步技术。DL250型5米数控重型卧车采用双工作组和三通道方式,保证两个车刀架和镗刀架可完全独立控制与进给,提高了加工效率,操作也更为便捷。
2008年5月,武重DL250型5米数控卧式车床正式下线,并在汶川地震后,于6月18日顺利运抵四川德阳中国二重集团。2008年7月,DL250型5米数控卧式车床在德阳二重锻造厂三金工车间新跨调试成功。并顺利完成唐山钢铁集团2100mm大型支承辊的精加工任务。该产品在进入热处理车间时毛坯长9米,重达160多吨。需要在DL 250型5米数控机床上加工外圆。到9月18日,该支承辊加工完毕,并一次交检合格,完工后的支承辊长8米、重达120多吨。这也是德阳二重锻造厂三金工车间试运行后的首件支承辊精加工产品。

钢铁工业战略设备
2200毫米以上的特大型支承辊主要用于大型钢铁厂5米级别的钢板轧机上,因其辊身长、直径大,工艺复杂、制造难度极大,国内4.2米以上轧钢机所用支承辊长期依赖从德国、日本等国进口。目前钢板产品(中厚板、冷轧及热轧宽带钢)已占中国钢材总量的60%。随着板材数量迅速增长,这些钢板轧机使用的大型合金钢支承辊需求数量剧增。按照当前中国钢板产量3亿吨计算,大约每年需求大型支承辊数十万吨,价值数百亿元人民币,而特大型支承辊国内仅中国一重集团和中国二重集团有能力制造。
为了打破国外垄断,改变这一被动局面,德阳中国二重投巨资建设了DL250型5米数控卧式车床、世界最大的16000吨水压机等一批世界级装备,并对锻造工艺、材料选取等领域进行了深入研究。
2008年10月10日,德阳中国二重冶炼车间浇注出了用于锻制5米钢板轧机支承辊的450吨真空钢锭,11月1日,该钢锭在16000吨水压机上,经过压钳口、镦粗、拔长、出成品等5个火次的锻制,成功锻
本文於 修改第 8 次