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1.2.3 轧制技术的发展现状
（1）控制轧制技术
控制轧制技术是通过控制加热温度、轧制温度、变形制度等工艺参数来调整钢的组织状态，从而达到改善钢板性能的一项技术。此项技术20世纪60年代初由日本开始研究，70年代即已成熟。采用控制轧制工艺之目的是通过细化晶粒来提高强度和韧性，而细化晶粒的关键是控制950～600℃时的变形量，同时还需增大道次压下量以取得更好的效果，因而要求厚板轧机的轧制力要大，刚性要高，具备大传动力矩，在轧制过程中可随时调整道次和压下量。目前国外20套4700mm以上的厚板轧机都具备了这方面的要求，可成熟地应用控制轧制技术轧制出性能优良的钢种。
20世纪70年代初该项技术刚开发成功，日本新日铁大分厂用此技术轧制出具有良好韧性的X65钢板。
20世纪70年代末期，日本、美国、德国等厚板厂开发了X75和X85的低碳含铌的低合金高强度高韧性钢板。20世纪90年代，日本、德国等又利用该项技术开发了超低碳高锰铌系列的钢板，这种钢板具有细铁素体、贝氏体和岛状马氏体混合组织，具有更高的屈服强度和韧性。
（2）控制冷却技术
控制冷却技术是控制轧后钢板的冷却速度从而达到控制钢板组织性能的技术，也是由日本率先进行研究并在20世纪70年代中期在轧制管线板时获得成功的。控冷技术目前之所以在厚板轧机中得到广泛应用，是因为它比直接由再加热后的等轴奥氏体加速冷却产生更大的强韧化效果，并且在可以进一步细化铁素体的同时使珠光体分布均匀，消除带状珠光体并且有可能形成细贝氏体组织。此外，在控制冷却过程中阻止延迟了碳化物过早析出，使其在铁素体中弥散，提高钢板强度而不损害脆性转化温度。
将控轧技术和控冷技术结合使用，统称为TMCP技术，由于应用此技术可生产出综合力学性能和焊接性能均优良的钢板，因此被称为当今厚板生产中最关键的工艺技术。以前此工艺技术主要用于生产高强度船板、管线钢板。近年来又被用于开发高层建筑用厚壁钢板、海洋平台用钢板、储罐用板等，目前采用TMCP工艺技术生产的厚板占全部厚板的比例日本最高，在45 %左右。
（3）板形控制技术
板形控制的最终目的是能轧制出切头、切尾、切边极少、尺寸偏差极小、齐边、近似矩形的产品、从而最大限度地减少精整工序。它也是厚板生产过程中不可或缺的一项技术。
过去，厚板轧机上主要采用工作辊或支撑辊弯辊装置进行板形控制，两者各有优缺点，后来采用工作辊弯辊装置的较普遍。
目前，已普遍开始在采用工作辊弯辊装置的基础上将应用于热带轧机的PC(双交叉辊技术) 、CVC(连续可变凸度轧机)WRS(工作辊移动技术)应用于厚板轧机。如日本福
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山厂4700mm轧机和大分厂5500mm轧机，工作辊移动量最大达到1000mm，同时装有强力工作辊弯辊装置，WRS主要功能为均匀轧辊磨损，减少轧制板宽的约束。
瑞典奥斯陆厂已于1999年初将原来的厚板轧机改造成目前世界上第一台CVC厚板轧机。这台轧机主要轧制硬质钢板，轧制力为100MN，轧机配有很强的弯辊装置。有关资料显示，此轧机在板形控制方面取得了较好的效果。
20世纪90年代日本君津厂将4724mm厚板轧机改造成PC轧机；1997年新投产的韩国浦项4300mm厚板轧机也采用了双交叉辊技术，在板形控制方面取得不错的业绩。
（4）平面板形控制技术
为了减少钢板头与尾的鱼尾形与舌头形、边部的鼓肚、塌边及镰刀弯等不规整变形的损失，使之接近于矩形钢板，平面板形控制已成为提高中厚板成材率极为有效的措施。控制方式方面，不同的生产厂各有特点，但大多数是由日本川崎水岛厂开发的技术衍生发展起来的。
20世纪70年代末日本川崎水岛厂开发了MAS平面形状控制法，根据预测模型在成形和展宽轧制阶段对板坯厚度断面给予变化的压下量进行形状控制，使钢板在轧制终了时的形状接近矩形。自1978年此项技术应用以来，比传统方法提高成材率4.4 %。
1982年左右又开发了与MAS法大体相同的“狗骨轧制法”。即轧制开始时将板坯厚度断面头尾部分轧成斜形，然后展宽轧制和延伸轧制。
不仅日本几套主要的厚板轧机，如君津厂和京滨厂轧机应用了类似于水岛厂的MAS平面形状控制方法, 芬兰、英国、瑞典的厚板轧机也采用了MAS技术。
水岛厂在开发MAS基础上又于1985年研制出TFP技术，轧制“免切边钢板”（用铣削床铣边）也取得了不错的效果。
（5）超声波探伤
厚板厂绝大多数都有超声波探伤装置，日本大多数厚板厂还配有2台。探伤装置中通道最多的是大分厂，共有280个，以下依次为君津厂238个，名古屋厂216个，京滨厂130个。探伤装置的布置方式有：
1)在线布置。有的设在冷床出口处，让钢板直接通过。如德国的迪林根、米尔海姆、杜依斯堡、日本大分等; 也有设在定尺剪后面的，如日本的君津、鹿岛等。
2)离线布置。设在精整区后部，用起重机上卸料如韩国浦项厂。该装置的特点是钢板在辊道上不动，探伤装置沿钢板宽度方向来回探伤。
3)旁线布置。设在与剪切线平行的辊道上，如日本的君津、鹿岛、扇岛、水岛等。 德国几个厂除了在线布置、离线布置外，还有人工地面探伤，其型式均为连续波穿透式，探伤钢板温度为250℃左右。
目前超声波探伤装置和技术都比较先进，尤以日本为最，可检测出钢板的缩孔、分层、白点、气泡、偏析、内裂及严重的粗晶等内部缺陷，也可以发现表面裂纹，铁皮过厚等表面缺陷，并可检测出2mm厚度内的缺陷。
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1.2.4 我国宽厚板发展概况
在整个“十一五”期间，我国建设了14套宽度在4100mm以上的宽厚板机，增加产能2400多万吨。满足大型海洋工程和造船业、大型桥梁、大口径石油、天燃气输送管线、大型压力容器和储罐、重型建筑结构(特别是高层、防火、耐侯、大跨度和非对称的空间结构用途)、大型水利电力、核能和机械工程的技术进步和旺盛需求,极大地拉动了高等级宽厚板生产的发展。
高强度宽厚板钢材的屈服强度在345MPa以上, 用于重大钢结构的则有Q390、Q420和Q460，例如2008年奥运会主体工程—国家体育场(鸟巢结构)大量使用了我国舞阳钢铁有限责任公司生产的厚度为110mm的Q460EZ35钢板；为了提高安全性和整体性能、减轻自重、减少焊接量,造船和海洋平台则多用D36和E36以上的宽幅厚板；Φ1220mm以上的大口径石油和天燃气输送管线多用X70级或以上,甚至X100和X120等级的抗硫化氢腐蚀的宽厚板；这些用途的宽厚板往往还单独或综合要求具有良好的低温冲击性能，抗焊接热影响和裂纹敏感特性，或者试件断面收缩率达到25%或35%以上的抗层状撕裂的性能。（见表1-2）
表1-2 2013年末前我国新建投产的宽厚板轧机
企业 宝钢 首钢秦板 沙钢1# 舞钢2# 包钢 宝钢罗泾 鞍钢鲅鱼圈
莱钢 舞钢鄂城 营口五矿 沙钢2# 重钢 济钢 湘钢 兴澄特钢
轧机宽度 Mm 5000 4300 5000 4100 4100 4200 5500 4300 4300 4800 5000 4100 4300 5000 4300
设计产能 万吨/年 180 180 180 180 140 160 200 180 120/(160) 200 180 130 210 200 165
技术 来源 SMS-Siemag SMS-Siemag SIEMENS-VAI SIEMENS-VAI SMS-Siemag SMS-Siemag SMS-Siemag SIEMENS-VAI SIEMENS-VAI SMS-Siemag SIEMENS-VAI 中冶赛迪/二重 SIEMENS-VAI SIEMENS-VAI DANIELI
投产 年月 2004.12 2006.1 2007 2007.2 2007.1 2008.2 2008.8 2009.1 2009.4 2009.9 2009.9 2009.9 2010.4 2010.9 2010
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厚钢板产量从2004年的821.26万吨发展到2009年的1874.86万吨，增长了128.3%，而今年也继续保持增长趋势。特厚板的产量增长速度也比较快，从2004年的180.01万吨增至2009年的474.56万吨，增长幅度达163.6%，今天1-10月份的产量达393.1万吨。而在2000年的时候，我国特厚板产量仅为71.43万吨，从2003年以后，随着我国经济的高速发展，国内也相继投产了一批具有世界先进水平的特宽厚板轧机，之后一直到2007年我国特厚板的产量也以每年百分之三十几的速度增长。
图1-1 我国厚钢板产量统计（单位：万吨）
图1-2 我国特厚板产量统计（单位：万吨）
1.2.5 宽厚板生产的发展趋势
根据中国中厚板产品的生产现状及国民经济建设未来发展的需求，考虑发展趋势和需要解决的课题主要有：
1）X90及以上级别高强、高韧、耐腐蚀、易焊接、低温油气管线厚钢板工程化及配套技术；海洋油气管线用X70以上厚板；抗大变形X80／X100管线板工程化。
2)稳定生产高强度、高韧性中厚板板材，ReL≥600～900MPa、Rm≥700～1400MPa。
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3)屈服强度960MPa以上级别，厚度达到3mm的薄规格超高强工程机械用钢，屈服强度1100MPa级以上超高强工程机械用钢，NM600、NM700耐磨钢及抗延迟断裂超高强钢，以及厚度大于600mm的特厚钢板的开发。
4)开发并工程应用X70和X80抗大应变管线钢、40HIC 管线钢，X100～120超高强度管线钢稳定化，耐蚀X70厚壁管线钢产品。
5)开发适应于不同行业要求的大线能量焊接用钢、耐蚀及高抗止裂特性船板、低温用钢及其他特殊性能要求的中厚板产品。
6)特种条件用高均质性高强度超厚板（厚度≥250mm）稳定生产。
7)临氢设备用钢和9Ni钢稳定生产、形成用户使用技术、开发出高安全性低温用钢。
8)减少Q235～Q345级不同厚度的中厚板成分系列，并降低生产成本。
根据以上研究所要解决的问题，下一阶段宽厚板生产技术的发展应以品种、规格、专用板和特殊条件板为核心。具体表现为以下几个方面： 1.2.5.1 轧机生产能力的提高
（1） 轧辊辊身长度的增加
大直径的直缝焊管UOE成型需要更宽的厚板作为原料，大型舰船制造也需要提供更大面积的坯料，以减少焊缝。此外，随着滚切剪的出现，轧机可以生产双倍成品宽度的宽厚板，然后纵向剖切，可以提高金属回收率和成材率。
（2） 轧机刚度不断增大
现代厚板轧机工作机座的基本特点是具有高刚度，以满足板宽增加和控制轧制所要求的较低变形温度。目前，世界厚板轧机刚度最高已达到9000～10600 kN/mm。
（3） 轧机力能参数在不断增大
由于增大了辊身长度来轧制更宽的厚钢板，且实施控温轧制，使得轧制压力不断增大，现在有的厚板轧机已达到100000～110000 kN（最大已达到130000 kN）的轧制力。随着轧制压力的增大，工作扭矩也无疑随着增大。此外，轧制速度的提高可以缩短轧制周期，使轧机的生产率得到提高，减少钢板因头尾温差不均而引起的钢板厚度差，控制终轧温度，提高产品质量。厚板精轧机速度由6 m/s提高到7.85 m/s。 1.2.5.2 大力开发新型厚板轧机
普通四辊轧机已经得到广泛的应用，为了更好的控制板形、提高钢板的精度和提高厚板轧机的效率，需要不断的开发新型宽厚板轧机，如：HC（High Crown Control）轧机、PC（Pair Crossed）厚板轧机和CVC（Continuously Variable Crown）厚板轧机等。 1.2.5.3 液压AGC厚度自动控制和液压弯辊板形控制系统
采用液压AGC（Automatic Gauge Control）厚度自动控制技术可以减小产品厚度差，用于造船、桥梁等的建造，也可以减轻结构重量、节约工时。液压弯辊板形控制系统在提高板形质量的同时，也实现板形动态自动控制。
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