3     太钢临汾钢铁公司3200mm不锈钢板材辊式淬火机－国产首套自主知识产权的辊式淬火机设备研制

     机遇总是青睐有准备的人。2006年初，太钢集团临汾钢铁公司为满足企业产品需要，计划新建一条中厚板热处理线，主要用于满足厚度为6～80mm（最大为100mm），宽度为1500～3000mm的高等级碳素钢淬火以及不锈钢中厚板产品的热处理需要。淬火设备技术决策及选型是该条热处理生产线决策的重中之重，实际也是该条热处理生产线成败与否的关键。东北大学RAL派出精干力量，通过从产品的淬火工艺需要到合理的淬火方式分析、从技术方案选取到淬火设备型式选择、从国内外淬火设备发展到实验室的技术储备，让用户对中厚板淬火工艺技术及装备有了充分的了解，深刻认识到了东北大学RAL深厚的学术功底和科研实力以及认真扎实的做事态度，并产生了由衷的信任。最终企业选择了中厚板淬火工艺的主流技术方案－辊式淬火机设备型式，选择了由东北大学RAL来承担该项具有开创示范意义的国产首套中厚板辊式淬火机项目。

  3.1      技术参数和主要特征

     临钢3200mm辊式淬火机设备由检测辊道、固定框架、移动上框架、输送辊道、提升机构、喷水冷却系统等组成。配备的独立水循环处理系统用于实现板材淬火用水的循环稳定供给，是板材淬火生产的重要保证。可满足厚度为6～80mm（最大为100mm），宽度为1500～3000mm的碳素钢淬火以及不锈钢中厚板产品的热处理需要。临钢辊式淬火机的基本技术参数如表3.1所示。

表3.1 临钢辊式淬火机基本技术参数

      2006年10月，自主研制的国产3200mm中厚板辊式淬火机开始安装调试，经过RAL课题组技术人员的艰苦努力，在依托单位太钢集团临汾钢铁有限公司的大力支持下，2006年12月28日正式竣工投产。图3.1为自主研发的太钢集团临钢中板厂热处理生产线3200mm中厚板辊式淬火机。

    2007年1月份临钢中板热处理线进入试生产阶段，3月份不锈钢通过淬火机的产量达到了8000吨，在双方共同努力下，2007年5月份该淬火机产量超过一万吨。经一年多的生产实践充分表明，本项目所开发的3200mm中厚板辊式淬火机，具有良好的稳定性，淬后板材性能指标均到达或优于国内外或企业内控标准，淬火后板材平直度达到或优于国外同类进口设备水平，为企业取得了显著的经济效益，达到了项目立项目标，标志着该项目的实施取得圆满成功，同时，也标志着具有自主知识产权的国产首套中厚板辊式淬火冷却设备的研制取得圆满成功。依托本项目，国产中厚板辊式淬火装备研制及工艺技术开发工作取得了丰硕成果，取得的突破性进展和主要技术创新如下：

    （1）在国内首次系统研究并阐明了中厚板辊式淬火设备淬火过程的换热机理，为国内开发具有自主知识产权的中厚板辊式淬火机提供了理论依据。

    （2）成功研制出国产首套具有自主知识产权的3200mm中厚板辊式淬火机。研制的3200mm中厚板辊式淬火机满足了太钢集团临钢中板热处理线高等级不锈钢中厚板的热处理工艺需要，结束了国外长期以来在辊式淬火机淬火设备及淬火工艺的技术垄断，解决了国内钢铁企业生产高等级不锈钢中厚板产品的热处理设备难题。

    （3）基于自主研制的3200mm中厚板辊式淬火机，在国内首次成功开发出中厚板辊式淬火技术，并将开发的辊式淬火技术应用于临钢热处理线生产实践，生产运行稳定。检测结果表明，淬火后板材性能满足相关标准（包括国内、国外及企业内控标准）要求，钢板冷却速度、平直度达到或优于国外进口设备同类水平，达到了预定设计指标要求，解决了中厚板辊式淬火机的关键应用技术难题。

    （4）成功开发了具有自主特色的3200mm中厚板辊式淬火机工艺自动控制系统。开发的3200mm中厚板辊式淬火机工艺自动控制系统包括一级和二级自动控制系统，可根据钢种、规格等选择淬火工艺模式及设定淬火机淬火过程工艺参数，实现辊式淬火机整个淬火过程的工艺自动控制。同时其控制精度、响应速度等控制指标达到了项目预期指标要求。

    太钢临钢辊式淬火机项目是我国首次在中厚板大型现代化热处理线淬火成套设备、工艺、技术研制中进行国产化的尝试，因而受到国内外同行的广泛关注。其中中厚板辊式淬火技术及工艺开发被国外各大钢铁公司及淬火机供货商视为企业生命攸关的核心技术秘密，是保持产品质量优势的钥匙。通过本项目对3200mm中厚板辊式淬火机研制及淬火工艺的技术攻关，我国掌握了研制3200mm中厚板辊式淬火机设备研制及淬火生产工艺的诀窍，为国内自主知识产权的中厚板淬火设备开发和提供技术服务、同时也为国内开发高等级中厚板产品奠定了坚实基础。本项目的成功实施，对于提高我国中厚板淬火设备研制水平，实现重大冶金技术装备国产化，提升国内高等级宽厚板产品生产工艺水平，促进我国中厚板产品结构调整、提升企业产品附加值和竞争力具有重要的实际意义。

     辊式淬火机项目除在上述设备开发实施过程中取得的自主创新技术成果之外， RAL充分发挥自身热处理工艺科研及技术优势，在产品研发方面，针对不同企业产品开发的个性化需要，与企业共同合作，包括不锈钢中厚板产品开发及高等级碳素钢品种开发方面均取得了一系列创新性的科研成果及技术突破，为企业带来了实实在在的效益。

3.2 高等级固溶处理不锈钢产品研发

     针对太钢集团临汾钢铁有限公司中厚板热处理线的产品定位，临钢热处理生产线竣工投产后，以奥氏体不锈钢的固溶处理生产为主。依托本处理线，太钢集团不锈钢产品顺利实现了产品厚度规格和宽度规格拓展，完善了太钢集团不锈钢板材产品的生产能力。实际上对于奥氏体不锈钢板材产品，厚规格产品固溶处理的关键在于淬火过程的板材冷却速度，薄规格产品关键在于淬火后的板形控制。国产首套连续型辊式淬火机投产后运行稳定、可靠，碳素钢淬火、奥氏体不锈钢固溶处理以及双相不锈钢热处理等生产工艺先进可行，产品性能及平直度等指标经检测均达到或优于国家和企业相关标准。太钢依托该辊式淬火机设备开发的多项不锈钢中厚板产品生产工艺为国内首次开发成功，并掌握了一系列高等级不锈钢中厚板热处理生产工艺的诀窍，取得了显著的经济和社会效益。具体表现为：

    （1）国内首次成功开发出8mm薄规格奥氏体不锈钢板固溶热处理生产工艺。由于钢板厚度薄，采用常规的管层流冷却很难保证固溶处理后的薄规格不锈钢板材的平直度。基于自主研发的3200mm辊式淬火机，顺利实现了8～80mm厚度规格不锈钢板材产品的热处理生产工艺。图3.2为临钢中厚板辊式淬火机固溶处理后的8mm奥氏体不锈钢板。

   （2）实现宽厚规格奥氏体不锈钢板材的固溶处理生产。基于自主研制的临钢3200mm中厚板辊式淬火机，相继开发出产品规格厚度为6～80mm、宽度为1500～3200mm近30个钢种的高等级奥氏体不锈钢固溶处理工艺。突破了太钢集团原有厚度规格奥氏体不锈钢固溶处理的生产能力限制，为太钢满足国民经济需要、提高产品供货能力奠定了坚实的设备基础。

   （3）开发出一系列高等级双相不锈钢中厚板热处理工艺。太钢集团临钢中板热处理线的重要功能还在于开发高端高等级的不锈钢中厚板，满足市场的个性化需求。依托本热处理生产线，太钢集团成功开发出S31803/2205，S32750、S31803/2205、S32304（执行标准：EN10028-7）等一系列双相不锈钢的热处理生产工艺。其中，高等级S31803/2205不锈钢中厚船板、超级双相钢S32750不锈钢中厚板等为国内首次开发成功，填补了国内空白，满足了太钢集团临汾钢铁公司中板热处理线不锈钢中厚板高端定位和个性化生产需要。

   （4）应用该辊式淬火机成功开发出薄规格（9mm厚度）9Ni钢等高附加值钢板，为实现该高附加值产品的稳定供货、满足市场需求做出了重要贡献。

    国产自主知识产权的3200mm中厚板辊式淬火机研制及不锈钢热处理工艺开发项目是依靠国内自主力量，独立开发我国首套具有自主知识产权的中厚板辊式淬火机以及高等级不锈钢中厚板热处理工艺的大胆创新探索。经过1年多的项目立项、实施、调试、工艺开发过程，我国掌握了中厚板辊式淬火机研制以及一系列高等级不锈钢热处理生产工艺的诀窍，达到了项目预期立项目标，标志着该项目的实施取得圆满成功。2008年6月1日，在该套辊式淬火机连续稳定运行1年半后，本项目顺利通过山西省科技厅组织的科技成果鉴定，以殷瑞钰院士等我国钢铁行业专家组成的鉴定委员会鉴定认为，该项科技成果整体上达到了国际先进水平。2009年该项目荣获山西省科技成果一等奖。