2024年10月31日，由中冶京誠工程技術有限公司（以下簡稱“中冶京誠”）自主設計供貨的全球最寬厚板軋機——周口鋼鐵5600mm寬厚板粗軋機熱負荷試車，軋制出第一塊寬厚板，這是全球鋼鐵極限制造領域的又一次成功跨越，標志著世界寬厚板軋機邁入5600mm新時代。
厚板軋機是厚板軋制成型過程中最核心的關鍵設備，其生產的厚板產品廣泛應用在與國防工業和國民經濟密切相關的工業領域及基礎設施建設項目中。其中，特寬厚板更是重要的戰略物資，是眾多國之重器的核心原材料，主要用于航母及其他大型船舶、大口徑油氣直縫焊管、海上鉆井平臺結構鋼、核電站安全殼、大型水壩閘門、電站高壓鍋爐鋼板、大型油氣儲罐等領域。2024年上半年，中國造船完工量、新接訂單量和手持訂單量分別占世界市場份額的55%、74.7%和58.9%。中國承接了全球70%以上的綠色船舶訂單，并實現了對主流船型的全覆蓋。船廠訂單普遍排期到2027年，部分領先船企的訂單已經排滿至2028年。在未來幾年，新造船市場將出現持續的供需缺口。
特寬厚板是航母及大型船舶的重要材料，為縮短造船工期和保證船板強度，亟需特寬厚板。以美國“尼米茲”級航母為例，其飛行甲板面積達18200平方米，由50毫米厚的HSLA-80鋼板和復合裝甲材料組成。承受戰機起降時的強大沖擊力和火焰灼燒，需要盡量少的鋼板焊縫；特寬厚板是石化建設領域的重要材料，長距離油氣輸送管道由鋼板卷焊而成，64英寸（1626mm）大口徑直縫焊管所需鋼板寬度達到5.11米，只能由5500mm及以上軋機軋制；特寬厚板是圓柱形鋼制安全殼的重要材料，它是保障反應堆安全的重要屏障，直徑40米左右、高達60多米，內層為50mm厚的鋼板內襯，外層澆筑1米厚的鋼筋混凝土，要求能夠承受地震、颶風、墜落等各種沖擊，需要采用寬厚板，以及盡量少的鋼板焊縫。上述特寬厚板須由5000mm級以上的特寬厚板軋機軋制，且寬度越大越有利。
未雨綢繆 布局厚板軋機
世界上已建和在建的5000mm級厚板產線總共約31條，中國擁有7條。5500mm級軋機方面，我國只有一條鞍鋼的5500mm+5000mm雙機架厚板軋機，已逐漸顯現出無法完全滿足市場對特寬厚板的日益增長需求。中冶京誠和國內同行等已實現3800級、4300級別厚板軋機的設計和供貨業績，但是在5000mm級厚板軋機領域尚未實現突破，國內5000級厚板軋機全部引進國外技術，不僅成本高昂，還面臨著被技術封鎖的風險。
中冶京誠是國內最早從事厚板工程設計的單位，其厚板業務是中國中冶“冶金建設國家隊”第一梯隊。依托在中厚板領域強大的工藝技術和豐富的工程實踐，遵循從頂層設計、行動手冊到“再拔高、再拔尖、再創業”的精神，厚板團隊始終緊跟冶金建設國家隊戰略布局遞進展開，時刻懷有建設冶金強國之使命，歷經《高性能厚板軋機裝備技術開發》、《超長板軋機工藝與裝備技術》及《超寬厚板軋機裝備關鍵技術開發》等多個研發項目的技術積累和沉淀，寶鋼5000mm厚板軋機、鄂鋼4300mm精軋機改造等國內大多數厚板軋機改造項目的歷練，以及營口京華3800mm厚板雙機架軋機、廣西鋼鐵3800mm厚板雙機架軋機的設計實踐檢驗，積極布局超寬型厚板軋機的研發工作。
隨著厚板生產工藝的進步，尤其是采用TMCP控軋控冷技術，軋件變形抗力大，單道次大壓下量軋制及減少軋制時的彈跳。為得到更高尺寸精度的成品特寬鋼板，需開發具有高軋制力、高剛度、強有力的板形控制能力和大扭矩的寬厚板軋機。中冶京誠厚板團隊專門成立寬厚板軋機攻關小組，主要由技術專家、研究院科研人員和有著厚板軋機設計經驗的工程師團隊組成。深入調研各大鋼鐵企業，了解寬厚板軋機的使用情況，充分掌握軋機各部件不同結構型式的實際應用效果，并邀請厚板軋機領域的工藝及設備等專家進行充分論證，清晰判斷各種技術難題，確定最終的寬厚板軋機機型，進而制定詳細的研發計劃：依據寬厚板產品大綱需求，依托中冶京誠特有的軋制規程程序，確定寬厚板軋機的軋制力、主電機等參數；依據寬厚板產品的板型要求，利用新開發的計算軟件，明確寬厚板軋機剛度、牌坊及輥系等參數；依托厚板軋機設計體系對軋機各部件系統進行理論計算和三維設計，并進行有限元分析和動態仿真分析進行矯正，確保設計可靠性。新研發的特寬厚板軋機設置超高剛度機架、快速電動壓下裝置+液壓AGC裝置、強有力板形控制能力的新式工作輥彎輥裝置及竄輥裝置、高耐磨性標高調整裝置及配置大功率主電機實現大傳動扭矩等滿足“低溫控軋”先進軋制工藝需求，配合電控實現寬厚板軋機的多功能厚度控制、平面形狀控制及板形控制等功能。
珠聯璧合 打造世界之最
2023年，河南鋼鐵集團為實現結構調整、轉型升級，促進企業高質量發展，擬建設一條5600mm+5500mm雙機架厚板軋機產線，設計產量260萬噸/年，將打造世界最先進、全球最具競爭力的綠色智能厚板旗艦工廠。其中，粗軋機是目前世界唯一寬度超過5500mm的軋機，擬采用國內設計制造的模式。
中冶京誠與中信重工通力合作，多次與河南鋼鐵集團進行技術交流，充分展示中冶京誠特寬厚板軋機的技術研發成果、技術優勢以及中信重工的制造實力。最終，團隊獲得了河南鋼鐵集團的充分認可，業主將5600mm粗軋機、前后轉鋼輥道及入出口側推床等設備流體交由中冶京誠設計供貨。該5600粗軋機各項設計技術參數均處于世界領先水平，原料規格：厚度：220、260、320、370、460mm，寬度1500~2800mm。產品規格：厚度6~150mm（300mm），寬度900~5,300mm（粗軋機可軋制成品寬度最大為5450mm）。該軋機為整體鑄造大斷面機架，機架立柱斷面積＞10000cm2，最大開口度1100mm，主電機2臺AC9000kW，軋制最大速度5.7m/s,支承輥規格：φ2400/φ2200x5450mm，支承輥材質為Cr4,工作輥規格：Φ1240/φ1140x5600mm，最大彎輥力4000kN，與國內外主要5000mm級對比見表1，主要設計技術參數均處于世界領先水平，是真正意義上的世界“軋機之王”。
表1 國內外部分5000mm級軋機主要技術參數對比
該5600粗軋機還應用了多項最先進的技術，為整個行業的發展樹立了新的標桿：
1、軋機牌坊采用耐磨耐腐蝕技術，軋機壽命延長至少2倍以上。
2、軋機壓下裝置抬升速度是常規軋機的1.4倍，提高了軋制生產節奏。
3、軋機采用新式機架輥換輥方式，換輥時間縮短約50%。
4、軋機采用多功能快速換輥技術，換輥區域布局簡潔、換輥時間縮短約10%。
5、首創軋機多重導向彎輥技術，進一步提高了彎輥缸的可靠性及板形控制能力。
6、軋機導衛采用新式導向裝置，進一步保護導衛避免鋼板撞擊導衛。
7、主傳動裝置設置液壓安全聯軸器，安裝在電機側萬向節和萬向軸中間軸之間，當傳動力矩超過設定值時，液壓安全聯軸器可斷開，保護傳動系統。
8、軋機傳動接軸設置有線監測方式，準確獲取軋機運行狀態，監控其故障頻發區，完成智能預警、故障診斷和壽命預測，實現基于全生命周期的維護管理。
強強聯合 鑄就軋機之王
河南周口5600粗軋機的牌坊、支承輥等主要部件由中信重工進行加工制造及裝配，其冶煉和制造參數均達到冶金裝備制造的極限值。
1、大斷面牌坊澆鑄技術，粗軋機牌坊單片凈重達近450噸，共使用約7包合澆860噸鋼水，達到了極限澆鑄的上限。
2、大型鍛鋼支撐輥真空冶煉+真空澆注技術，粗軋機支承輥凈重達近270噸，采用近500噸鋼錠鍛造。精準控制鋼水化學成分、真空度和溫度，降低鋼水氧化，去除鋼水中99%的雜質和氣體，提高了鋼錠整體性能和質量。
3、大型鍛鋼支撐輥復合鍛造技術，采用世界規格最大的18500噸自由鍛造油壓機，對超大型鍛鋼支撐輥鋼錠進行復合鍛造，保證超大型鍛鋼支撐輥鋼錠芯部的鍛透實壓，確保大型鍛鋼支撐輥鋼錠的質量。
4、大型鍛鋼支撐輥差溫熱處理技術及托頂復合極限重量磨削技術，整體精度可達到0.02mm以內。
5、大型鍛鋼支撐輥油膜軸承錐面檢測技術，通過專用的高精度錐度測量儀，配合外徑千分尺等溫測量控制技術，實現大型鍛鋼支撐輥油膜軸承錐面的準確測量。
通力合作 重塑鋼鐵力量
中冶京誠厚板項目管理團隊在設備設計、制造、安裝調試過程中精密組織，提前預判各環節可能存在的問題，為項目保駕護航。
依托完善的質量保證體系，中冶京誠以打造國際一流設備的制造標準為準繩，為確保制造質量、制造進度，確保順利投產，全程參與設備制造技術支持，并聘請了國外監理專家對軋機設備制造過程的質量進行了全程監控。從860t鋼水鑄造，到精密加工和設備裝配，都做到了嚴格檢測。
在項目管理團隊的精心組織下，團隊成員全程參與現場安裝及調試的全流程，軋機牌坊從9月中旬在現場開始吊裝，僅用45天機電液全部安裝完成，創造了寬厚板行業軋機安裝新記錄。不僅如此，單機和聯動調試也均創造了國內5000mm級中厚板調試新記錄，全球最寬厚板軋機——周口鋼鐵5600mm寬厚板粗軋機最終按時順利成功熱試。
河南周口鋼鐵5600mm寬厚板粗軋機的成功熱試，開創了5600mm厚板軋機技術新時代，滿足了國家鋼鐵行業發展的要求，解決了國家重大裝備的需求，進一步彰顯了中國制造硬實力，對我國突破“卡脖子”技術裝備、引領行業發展具有重要意義，勢必將助力中國的鋼鐵裝備走向世界舞臺。
“創新引領，重塑鋼鐵力量”，在河南周口這片土地上，京誠團隊見證了從圖紙到現實的華麗轉變，感受了從夢想到成就的震撼力量。每一次軋機的轟鳴，都是對創新的贊歌。每一次產品的誕生，都是對卓越的追求。歷史的波瀾壯闊見證中冶京誠為新中國的厚板發展立下的不朽功勛，助力實現了從無到有、從弱到強的自我突破，記錄著中國厚板的跨越發展。時光荏苒，中冶京誠將傳承使命與光榮，不斷譜寫中國厚板發展的華章，為我國國民經濟和國防工業的發展貢獻京誠力量！
